CN109375548A - 一种海水围网智能养殖系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种海水围网智能养殖系统，包括系统控制模块、无线通信模块、水环境监测模块、增氧执行模块、投料执行模块、环境处理执行模块、终端模块。终端模块是智能手机和(或)监控中心，可用于实时显示当前养殖系统的整体信息，并可将手动操作的指令传输至各执行模块，各执行模块继而启动或停止。本发明还涉及一种基于上述海水围网智能养殖系统的排污方法，利用潮汐能将污物排至远海的方法实现了节能降耗、绿色环保。本发明还提供一种应急方法，用终端设备实时掌握养殖系统环境信息，及时获取异常报警信息，并可以自动或手动调整控制设备，实现环境处理、喂料等过程的省人化，达成高效、科学的养殖与管理。
Description
技术领域
本发明涉及一种海水围网智能养殖系统及方法，主要涉及海水围网水产养殖领域。
背景技术
海水围网养殖是将鱼类圈养在近海等天然水环境中养殖的模式。在水产养殖的过程中，水产养殖场的环境如水产品养殖环境参数、温度等及其变化会影响到水产养殖的质量和效益。现有常规的水产品养殖环境监测方法无法实现迅速、准确、实时的水产品养殖场的环境监测，也不能实现快速反应、自动处理，投料、增氧等工作也需要人工进行，从而大大增加了养殖风险和劳动强度，并影响质量和效益。为此，开发一套全智能水产养殖系统及方法就显得十分重要。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种海水围网智能养殖系统，包括系统控制模块、无线通信模块、水环境监测模块、增氧执行模块、投料执行模块、排污执行模块、终端模块；如图1，水环境监测模块和各执行模块皆与系统控制模块双向通讯连接；系统控制模块用于处理各监测和执行模块模块的信息，并能够自动控制各模块工作和将信息通过无线通信模块发给终端模块。水环境监测模块用于对养殖环境的水流速度、水温、水位、养殖物觅食情况以及水中氨氮含量、溶解氧含量、浑浊度等水质情况进行监测，并将监测信息反馈至系统控制模块。各执行模块可根据系统控制模块的指令工作并将工作情况实时反馈给系统控制模块；终端模块可实时显示上述信息并能够通过无线通讯模块、系统控制模块依据工作人员的指令启动、停止各执行模块工作。该海水围网智能养殖系统实现对养殖过程的可视、可测、自动可控和自动预警的能力，保证养殖生态环境，大大降低了养殖风险。
各执行模块包括增氧执行模块、投料执行模块、排污执行模块。
优选地，水环境监测模块具有流速传感器、水位传感器、高清视频摄像头，还具有多参数水质测定仪，可测量：温度、电导率、TDS、盐度、溶解氧、浊度、pH、ORP，可实时监测并对水下环境进行在线视频观察。
优选地，增氧执行模块具有增氧泵，其可根据需要自动或手动启动、停止增氧作业。
优选地，投料执行模块具有料仓、投料泵和投料通道，其根据需要自动或手动启动投料作业。
优选地，所述排污执行模块具有排污泵和排污管道，所述排污泵可根据需要自动或手动启动排污工作，所述排污管道输向围网外侧。
优选地，所述系统控制模块具有微型计算机(CPU)，可按设定程序对各模块数据进行处理、发出指令，还可将终端模块的指令传达至各执行模块。
优选地，所述无线通信模块可实现系统控制模块和用户终端和(或)监控中心的双向无线传输数据功能，可通过3G、4G、5G信号或WiFi信号进行无线传输。
优选地，所述终端模块是智能手机和(或)监控中心，具有显示器和执行按钮，可用于实时显示当前养殖系统的整体信息，并可将工作人员手动操作的指令通过无线通信模块、系统控制模块传输至各执行模块，各执行模块继而启动或停止。
优选地，所述各执行模块还具有工作反馈电路，包括但不限于电流采集器、电压采集器等并能够将实时工作的电流和电压等情况反馈给系统控制模块，继而传递给终端模块。
本发明还提供一种基于上述海水围网智能养殖系统的排污方法，该方法包括：
1)通过水环境监测模块检测水的流速和水位来确定退潮时刻；
2)当潮汐状态为退潮三分之一至三分之二的时候且水质超出设定的安全范围时，启动排污执行模块的排污泵将污物排向围网之外，继而利用潮汐水流将污物排向远海；
3)当退潮结束时，关闭环境处理执行模块的排污泵。
水质的安全范围为温度、电导率、TDS、盐度、溶解氧、浊度、pH、ORP这些项目的部分或全部的安全数值范围。
该方法巧妙的利用了自然潮汐能，在落潮的某个时段将污物排向远海，降低了能源消耗和设备投入。而且，由于污物主要是腐败的鱼虾蟹以及残食，可由远海的生态系统自然分解消化，并不会污染生态环境。
此外，水环境监测模块的水质监测探头监测水质，当水质超出设定范围时，无论是否退潮三分之一至三分之二时都启动排污执行模块工作，以便加速水循环、改善水质。
本发明还提供一种基于上述海水围网智能养殖系统的应急处理方法，用于各执行模块故障时的处理，该方法包括：
1)各执行模块故障时，自动停止工作并将信息反馈至终端模块；
2)该系统控制模块具有多项预设的自动应急处理模式，能将各指令传递给各执行模块；
3)终端模块工作人员通过视频资料及电流、电压信息判断各执行模块再启动的情况，综合判定是否需要切换到人工处理模式并将指令传递给各执行模块。
本发明的有益效果为：使用户可以终端设备实时掌握养殖系统环境信息，及时获取异常报警信息，并可以自动或手动调整控制设备，实现环境处理、喂料等过程的省人化，达成高效、科学的养殖与管理。同时，利用潮汐能将污物排至远海的方法实现了节能降耗、绿色环保。
附图说明
图1为本发明海水围网智能养殖系统各模块连接原理图、图2为本发明海水围网智能养殖系统各模块结构图。
具体实施方式
本发明旨在提供一种海水围网智能养殖系统，如图2，包括系统控制模块、无线通信模块、水环境监测模块、增氧执行模块、投料执行模块、排污执行模块、终端模块；水环境监测模块和各执行模块皆与系统控制模块双向通讯连接；系统控制模块用于处理各监测和执行模块模块的信息，并能够自动控制各模块工作并将信息通过无线通信模块发给终端模块。水环境监测模块用于对养殖环境的水流速度、水温、水位、养殖物觅食情况以及水中氨氮含量、溶解氧含量、浑浊度等水质情况进行监测，并将监测信息反馈至系统控制模块。各执行模块可根据系统控制模块的指令工作并将工作情况实时反馈给系统控制模块；终端模块可实时显示上述信息并能够通过无线通讯模块、系统控制模块依据工作人员的指令启动、停止各执行模块工作。
该系统还具有安装塔架，系统控制模块、无线通信模块、水环境监测模块、增氧执行模块、投料执行模块、排污执行模块均固定或吊装在安装塔架上。安装塔架设置在围网结构几何中心，其总体呈下大上小的稳定结构。安装塔架底部插入泥土层中，其上部高于水面最高水位线1～5米。
所述水环境监测模块具有流速传感器、水位传感器、高清视频摄像头，还具有多参数水质测定仪，可测量：温度、电导率、TDS、盐度、溶解氧、浊度、pH、ORP，可实时监测并对水下环境进行在线视频观察。水环境监测模块吊装在安装架上并悬于水中。
所述增氧执行模块具有增氧泵，可根据需要自动或手动启动、停止增氧作业。增氧执行模块固定在安装塔架上部最高水位线以上以增强其工作稳定性。
所述投料执行模块具有料仓、投料泵和投料通道，可根据需要自动或手动启动投料作业。料仓、投料泵固定在安装塔架上部最高水位线以上以增强其工作稳定性，投料通道伸入水中或整体位于最高水位线之上。
所述排污执行模块具有排污泵和排污管道，可根据需要自动或手动启动排污、清淤等治理环境的工作。排污泵位于水中并固定在安装塔架上以增强其工作稳定性，排污管道伸到围网结构之外。
所述系统控制模块具有微型计算机(CPU)，可按设定程序对各模块数据进行处理、发出指令，还可将终端模块的指令传达至各执行模块。
所述无线通信模块可实现系统控制模块和用户终端和(或)监控中心的双向无线传输数据功能，可通过4G或5G信号或WiFi信号进行无线传输。无线通讯模块、系统控制模块固定在安装塔架上部最高水位线以上以增强其工作稳定性。
所述终端模块是智能手机和(或)监控中心，具有显示器和执行按钮，可用于实时显示当前养殖系统的整体信息，并可将手动操作的指令通过无线通信模块、系统控制模块传输至各执行模块，各执行模块继而启动或停止。
所述各执行模块还具有工作反馈电路，包括但不限于电流采集器、电压采集器等，能够将实时工作的电流和电压等情况反馈给系统控制模块，继而将信息传递给终端模块。
本发明还提供一种基于上述海水围网智能养殖系统的排污方法，该方法包括：
1)通过水环境监测模块检测水的流速和水位来确定退潮时刻；
2)当潮汐状态为退潮一半的时候且水质超出设定的安全范围时，启动排污执行模块的排污泵将污物排向围网之外，继而利用潮汐水流将污物排向远海；
3)当退潮结束时，关闭环境处理执行模块的排污泵。
本发明还提供一种基于上述海水围网智能养殖系统的应急处理方法，用于各执行模块故障时的处理，该方法包括：
1)各执行模块故障时，自动停止工作并将信息反馈至终端模块；
2)该系统控制模块具有多项预设的自动应急处理模式，能将各指令传递给各执行模块；
3)终端模块工作人员通过视频资料及电流、电压信息判断各执行模块再启动的效果，综合判定是否需要切换到人工处理模式并将指令传递给各执行模块。
Claims (10)
1.一种海水围网智能养殖系统，包括系统控制模块、无线通信模块、水环境监测模块、增氧执行模块、投料执行模块、排污执行模块、终端模块；其特征在于所述水环境监测模块和各执行模块皆与系统控制模块双向通讯连接；所述系统控制模块用于处理各监测和执行模块模块的信息，并能够自动控制各模块工作和将信息通过无线通信模块发给终端模块；所述水环境监测模块用于对养殖环境的水流速度、水温、水位、养殖物觅食情况以及水中氨氮含量、溶解氧含量、浑浊度进行监测，并将监测信息反馈至系统控制模块；所述各执行模块可根据系统控制模块的指令工作并将工作情况实时反馈给系统控制模块；所述终端模块可实时显示上述信息并能够通过无线通讯模块、系统控制模块依据工作人员的指令启动、停止各执行模块工作。
2.根据权利要求1所述的海水围网智能养殖系统，其特征在于所述水环境监测模块具有流速传感器、水位传感器、高清视频摄像头，还具有多参数水质测定仪，所述多参数水质测定仪可测量：温度、电导率、TDS、盐度、溶解氧、浊度、pH、ORP。
3.根据权利要求1所述的海水围网智能养殖系统，其特征在于所述增氧执行模块具有增氧泵，所述增氧执行模块可根据需要自动或手动启动、停止增氧作业。
4.根据权利要求1所述的海水围网智能养殖系统，其特征在于所述投料执行模块具有料仓、投料泵和投料通道，所述投料执行模块根据需要自动或手动启动投料作业。
5.根据权利要求1所述的海水围网智能养殖系统，其特征在于所述终端模块是智能手机和(或)监控中心，具有显示器和执行按钮，可用于实时显示当前养殖系统的整体信息，并可将工作人员手动操作的指令通过无线通信模块、系统控制模块传输至各执行模块，各执行模块继而启动或停止。
6.根据权利要求1所述的海水围网智能养殖系统，其特征在于所述各执行模块还具有工作反馈电路，包括但不限于电流采集器、电压采集器并能够将实时工作的电流和电压情况反馈给系统控制模块，继而传递给终端模块。
7.根据权利要求1所述的海水围网智能养殖系统的排污方法，其特征在于所述方法包括：
1)通过水环境监测模块检测水的流速和水位来确定退潮时刻；
2)当潮汐状态为退潮三分之一至三分之二的时候且水质超出设定的安全范围时，启动排污执行模块的排污泵将污物排向围网之外，继而利用潮汐水流将污物排向远海；
3)当退潮结束时，关闭环境处理执行模块的排污泵。
8.根据权利要求1所述的海水围网智能养殖系统的排污方法，其特征在于当水质超出设定范围时，无论是否退潮三分之一至三分之二时都启动排污执行模块工作。
9.根据权利要求1所述的海水围网智能养殖系统的应急处理方法，其特征在于所述方法包括：
1)各执行模块故障时，自动停止工作并将信息反馈至终端模块；
2)该系统控制模块具有多项预设的自动应急处理模式，能将各指令传递给各执行模块；
3)终端模块工作人员通过视频资料及电流、电压信息判断各执行模块再启动的效果，综合判定是否需要切换到人工处理模式并将指令传递给各执行模块。
10.根据权利要求1所述的海水围网智能养殖系统，其特征在于该系统还具有安装塔架，所述系统控制模块、无线通信模块、水环境监测模块、增氧执行模块、投料执行模块、排污执行模块均固定或吊装在安装塔架上；安装塔架设置在围网结构几何中心，所述安装塔架总体呈下大上小的稳定结构；安装塔架底部插入泥土层中，所述安装塔架上部高于水面最高水位线1～5米。
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