CN109463328B - 基于大数据分析与挖掘的对虾农情信息智能采集系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于大数据分析与挖掘的对虾农情信息智能采集系统及其控制方法，包括对虾农情监测控制器，在所述对虾农情监测控制器内设置有对虾活动监控模块和对虾养殖监测模块，所述对虾活动监控模块压力传感器连接，该压力传感器安装在对虾网箱上，所述对虾网箱用于并排设置在养虾池内；所述对虾养殖监测模块设置网箱提取提示单元、养虾池温控单元、养虾池供气单元、供料单元；实现自动提升对虾网箱和温度控制、供气控制、供料控制。有益效果：分区养殖，智能化监测，发生病情反应及时。

Description

基于大数据分析与挖掘的对虾农情信息智能采集系统及其控 制方法
技术领域
本发明涉及对虾养殖数据采集技术领域，具体的说是一种基于大数据分析与挖掘的对虾农情信息智能采集系统及其控制方法。
背景技术
对虾，肉质鲜美，受到大多数人的喜爱。由于价格偏高，近年来受到大多数内陆养殖户开始养殖。但是由于对虾对生存环境的特殊要求，需要经常添加盐类，导致内陆很多养殖地在2-3年内发生盐碱化，生态环境破坏性大，给人们造成了巨大的损失。
由于上述问题，对虾又回归沿海养殖。亚热带沿海地区开始引进对虾养殖，但是由于对虾的生存环境的要求高，例如环境温度、光照、水质等。由于这些因素的存在，常年温度较高的地区，生长速度较为缓慢。并且在养殖过程中，一旦生病，由于对虾活动范围广，不易被发现，容易发生群体发病死亡。为了降低对虾生病概率，需要长期用药，导致对虾的食品健康指数明显降低，竞争优势不明显。为了保证充足的氧气和干净的环境，对进食时间均有限制，导致需要不断的换水来保证，对对虾制造的生活环境不断造成破坏。
综上所述，有必要提出一些改进，来改善该地区对虾的养殖布局和方法等。
发明内容
本发明提供了一种基于大数据分析与挖掘的对虾农情信息智能采集系统及其控制方法，实现分区养殖，智能监测。
为达到上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：
一种基于大数据分析与挖掘的对虾农情信息智能采集系统，其关键技术在于：包括对虾农情监测控制器，在所述对虾农情监测控制器内设置有对虾活动监控模块和对虾养殖监测模块，所述对虾活动监控模块分别与M*N个压力传感器连接，该M*N个压力传感器安装在N个对虾网箱上，N个所述对虾网箱用于并排设置在养虾池内；
所述对虾养殖监测模块设置网箱提取提示单元、养虾池温控单元、养虾池供气单元、供料单元；所述网箱提取提示单元用于提示饲养员提取任一对虾网箱，用于对该对虾网箱进行维护以及对该对虾网箱内的对虾进行体检；所述养虾池温控单元与安装在对虾网箱上的养虾池温控装置连接，用于对养虾池温度进行控制；所述养虾池供气单元与养虾池供气泵连接，用于实现养虾池供氧控制；所述供料单元用于提示饲养员供料。
通过上述设计，将对虾分区养殖在对虾网箱中，实现分区监测其活性，一旦出现问题，进行紧急操作，进行隔离并更换生存环境。紧急操作响应快，避免发生群体死亡事故，降低损失。并且在养殖过程中，对其生活环境的温度、供氧实时监测，智能供料供氧和温控。
其中，养虾池温控装置或为冷气吹扫装置，例如空调等，通过吹扫养虾池内的水实现降温。
养虾池温控装置或为制冷电阻丝，通过布置在养虾网，实现养虾池内的水降温。
进一步的，所述对虾网箱包括设置在箱底的养虾板，在该养虾板上开设有虾槽阵列，该虾槽阵列的虾槽用于养殖对虾；
所述对虾网箱侧壁由养虾网包围组成，在所述对虾网箱侧壁的养虾网上均匀安装有M个压力传感器，且在该养虾网上布置有制冷丝；
所述对虾网箱箱顶短边上分别设置有一个支耳，在两耳之间穿有两条支撑绳，所述支撑绳与所述养虾网顶部连接，且所述支耳还与升降装置的升降端连接，所述升降装置用于竖向安装在养虾池岸。
通过上述设计，设置虾槽阵列，并在虾槽内填充土沙。虾槽的深度范围为：20-40cm。虾槽宽度范围为：4-10cm。对于养殖的对虾体型较小时，个数密度可以适当增大，随着对虾的生长长大，可以适当降低养殖密度。
设计养虾网包围设置，进行对虾分区养殖，其中养虾网表面采用绝缘材料并进行了光滑处理，防止对虾移动造成刮伤。其中制冷丝嵌设在养虾网网线内。为了防晒在对虾网箱顶部还设置有防晒网或者防晒板。
在对虾网箱顶部两端设置支耳，并通过支耳可拆卸的连接升降装置的升降端，当需要取出任意一个对虾网箱时，可控制驱动升降装置上升将对虾网箱提取出，在养虾池两岸设置有滑动装置，滑动装置沿着垂直于支撑绳方向设置。将取出的对虾网箱挂在滑动机构上后，可以将对虾网箱移动至岸边。智能提取滑动。其中，升降装置或为气缸，或为通过电机带动属相设置的丝杆结构形成。实现上升或者下降控制。其中滑动装置至少包括轨道和设置在轨道内的链条，链条包括多条链段组成，在链段上设置有滚轮和挂钩。挂钩用于与支耳连接，在滑动驱动电机的驱动下，带动链条滑动。
再进一步描述，在所述养虾板上布置有养虾池供气支管，在该养虾池供气支管上开有供气口阵列，所述供气口阵列的供气口与所述虾槽阵列的虾槽一一对应，且供气口正对所述虾槽槽口；所有所述养虾池供气支管经养虾池供气主管与所述养虾池供气泵连接；在所述养虾池供气支管上设有气阀，所有气阀与对虾农情监测控制器连接。
采用上述方案，实现智能供气。并且设置气阀，实现管道通气量的控制。
再进一步描述，所述升降装置与对虾农情监测控制器连接；
当网箱提取提示单元指定提取任一对虾网箱时，对虾农情监测控制器控制与该对虾网箱对应的升降装置上升至最高位。
当养虾池温控单元根据天气预报数据和对虾生活环境得到当前最佳生长水深时，对虾农情监测控制器控制所有升降装置上升，使对虾网箱的养虾板保持在最佳生长水深。
采用上述方案，在需要对虾体检或者发生病变或者需要升降控制温度时，均可智能控制其升降到指定的高度。
为了对对虾网箱进行编号，在所述支耳上还设置有无线识别标签。不易损坏，通过读取器读取标签信息，即可得到对应的对虾所有的养殖数据。
再进一步描述，所述对虾农情监测控制器与农情数据库连接，在该农情数据库内保存有所有对虾养殖数据、当前对虾所处周期、未来X小时的天气预报数据、所有对虾网箱无线识别标签数据。
通过农情数据库保存数据，有利于人们通过经验数据，得到养殖对虾的更加准确有效、健康的方法，并且可以实时获取历史养殖数据，对未来对虾的生长情况进行预测分析。
一种基于大数据分析与挖掘的对虾农情信息智能采集系统的控制方法，其关键技术在于包括：
用于对虾网箱中对虾生存环境布置的步骤；
用于对虾活动数据采集的步骤；
用于根据对虾的活性进行智能供气的步骤；
用于随机提取对虾网箱进行对虾生长情况进行采集的步骤；
用于基于天气预报数据对养虾板进行升降控制的步骤；
用于获取历史养殖数据的步骤；
用于根据历史养殖数据，预估对虾未来生长情况的步骤。
通过上述设计，实现对虾网箱养殖环境的搭建；实时采集对虾活性，进行病态监测，一旦发生病情，立即启动紧急避灾措施，降低损失。并且在体检过程中，得到的检测样本具有代表性，检测结果可靠。实现智能温度控制。实现数据保存和历史数据实时更新和获取。对未来的生长情况进行预估。
再进一步的，所述用于对虾活动数据采集的步骤为：
S11：在对虾网箱上布置压力传感器，并完成与对虾农情监测控制器之间的连接关系；
S12：根据对虾生长周期，获取当前周期对虾网箱内的对虾的年龄以及体型，并获取健康对虾在该生长周期的标准撞击力与时间曲线；
S13：实时获取压力传感器检测到的对虾撞击力，并得到实时撞击力与时间曲线；
S14：将该生长周期的标准撞击力与时间曲线与实时撞击力与时间曲线进行对比，得到该生长周期对虾网箱内对虾的活性；
S15：进入下一周期，返回步骤S12；
所述用于根据对虾的活性进行智能供气的步骤为：
S21：获取所有对虾网箱中对虾的活性；
S22：得到活性低于标准活性的对虾网箱以及养虾板对应控制供气的气阀；
S23：开启气阀或者开大气阀开度，增大供气量，进入等待期；
S24：再次获取对虾的活性，若达到标准活性，则保持供气；否则保持供气，并进行对虾病态报警。
所述用于随机提取对虾网箱进行对虾生长情况进行采集的步骤为：
S31：获取养虾池内所有对虾网箱对虾的健康数据；
S32：从所有对虾网箱中，随机抽取一个对虾网箱作为检测标本；、
S33：对虾农情监测控制器控制对应对虾网箱的升降装置升起；
S34：从检测标本中随机抽取Y只对虾，进行健康检查、体长体重测量、肉质检测。
所述用于基于天气预报数据对养虾板进行升降控制的步骤为：
S41：对虾农情监测控制器获取未来X小时的天气预报数据，根据天气预报数据得到对虾最佳生长水深；
S42：对虾农情监测控制器控制升降装置升降，使对虾网箱的养虾板保持在最佳生长水深。
所述用于获取历史养殖数据的步骤为：
S51：无线读取器读取对虾网箱上无线识别标签的标签信息；
S52：根据标签信息确定对虾网箱；
S53：根据标签信息确认的对虾网箱得到养殖数据。本发明的有益效果：通过对虾网箱进行分区养殖。实现数据智能采集，进行通过检测对虾撞击压力传感器的力度和次数来判断其活性；通过实时天气预测温度对水体温度进行控制；并且数据实时保存，便于实时调取和经验总结。
附图说明
图1是本发明养虾池对虾网箱安装结构示意图；
图2是图1中A处的结构示意图；
图3是本发明对虾网箱结构示意图；
图4是图3中B处的结构示意图；
图5是本发明对虾网箱俯视图；
图6是本发明系统框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。
从图1、图3、图4和图6可以看出，一种基于大数据分析与挖掘的对虾农情信息智能采集系统，包括对虾农情监测控制器1，在所述对虾农情监测控制器1内设置有对虾活动监控模块1a和对虾养殖监测模块1b，所述对虾活动监控模块1a分别与M*N个压力传感器2连接，该M*N个压力传感器2安装在N个对虾网箱3上，N个所述对虾网箱3用于并排设置在养虾池内；所述对虾养殖监测模块1b设置网箱提取提示单元、养虾池温控单元、养虾池供气单元、供料单元；所述网箱提取提示单元用于提示饲养员提取任一对虾网箱3，用于对该对虾网箱3进行维护以及对该对虾网箱3内的对虾进行体检；所述养虾池温控单元与安装在对虾网箱3上的养虾池温控装置4连接，用于对养虾池温度进行控制；所述养虾池供气单元与养虾池供气泵5连接，用于实现养虾池供氧控制；所述供料单元用于提示饲养员供料。
其中M和N均为正整数，M为设置在任一对虾网箱3上压力传感器2的个数。N为养虾池内对虾网箱3的个数。
在本实施例中，在对虾农情监测控制器1上连接有多个饲养员用户端，用户端可通过饲养员用户账号进入该对虾农情监测控制器1进行数据查看和设备控制。
从图3、图4、图5可以看出，所述对虾网箱3包括设置在箱底的养虾板31，在该养虾板31上开设有虾槽阵列，该虾槽阵列的虾槽32用于养殖对虾；
所述对虾网箱3侧壁由养虾网33包围组成，在所述对虾网箱3侧壁的养虾网上均匀安装有M个压力传感器2，且在该养虾网上布置有制冷丝；
所述对虾网箱3箱顶短边上分别设置有一个支耳34，在两耳之间穿有两条支撑绳35，所述支撑绳35与所述养虾网33顶部连接，且所述支耳34还与升降装置的升降端连接，所述升降装置用于竖向安装在养虾池岸。
在本实施例中，养虾池温控装置4包括制冷丝和驱动电路，其中驱动电路用于根据对虾农情监测控制器1发出的驱动信号实现智能驱动，启动制冷丝开始制冷。
在本实施例中，在养虾板31边缘设置有一圈挡沙板，该挡沙板高度为40cm。在本实施例中，虾槽32的深度为30cm；虾槽宽度范围为：5cm。
在本实施例中，升降装置为气缸，将活塞杆作为驱动杆，该驱动杆的端部设置有连接孔，用于与支耳连接。该气缸与对虾农情监测控制器1连接。
在本实施例中，结合图3和图4还可以看出，在所述养虾板31上布置有养虾池供气支管36a，在该养虾池供气支管36a上开有供气口阵列，所述供气口阵列的供气口与所述虾槽阵列的虾槽32一一对应，且供气口正对所述虾槽32槽口；所有所述养虾池供气支管36a经养虾池供气主管36b与所述养虾池供气泵5连接；在所述养虾池供气支管36a上设有气阀36c，所有气阀36c与对虾农情监测控制器1连接。
在本实施例中，结合图6可以看出，所述升降装置与对虾农情监测控制器1连接；
当网箱提取提示单元指定提取任一对虾网箱3时，对虾农情监测控制器1控制与该对虾网箱3对应的升降装置上升至最高位；
当养虾池温控单元根据天气预报数据和对虾生活环境得到当前最佳生长水深时，对虾农情监测控制器1控制所有升降装置上升，使对虾网箱3的养虾板31保持在最佳生长水深。
进一步的，在对虾农情监测控制器1读取端连接有读取器，在本实施例中，该读取器为RFID读取器，在所述支耳34上还设置有无线识别标签。该无线识别标签为RFID标签。通过射频通讯方式实现对RFID标签的标签信息进行读取。
在本实施例中，所述对虾农情监测控制器1与农情数据库6连接，在该农情数据库6内保存有所有对虾养殖数据、当前对虾所处周期、未来X小时的天气预报数据、所有对虾网箱3无线识别标签数据。
在本实施例中，X=0.5。
一种基于大数据分析与挖掘的对虾农情信息智能采集系统的控制方法，包括：用于对虾网箱3中对虾生存环境布置的步骤；
用于对虾活动数据采集的步骤；
用于根据对虾的活性进行智能供气的步骤；
用于随机提取对虾网箱3进行对虾生长情况进行采集的步骤；
用于基于天气预报数据对养虾板31进行升降控制的步骤；
用于获取历史养殖数据的步骤；
用于根据历史养殖数据，预估对虾未来生长情况的步骤。
其中，所述用于对虾活动数据采集的步骤为：
S11：在对虾网箱3上布置压力传感器2，并完成与对虾农情监测控制器1之间的连接关系；
S12：根据对虾生长周期，获取当前周期对虾网箱3内的对虾的年龄以及体型，并获取健康对虾在该生长周期的标准撞击力与时间曲线；
S13：实时获取压力传感器2检测到的对虾撞击力，并得到实时撞击力与时间曲线；
S14：将该生长周期的标准撞击力与时间曲线与实时撞击力与时间曲线进行对比，得到该生长周期对虾网箱3内对虾的活性；
S15：进入下一周期，返回步骤S12。
通过检测活性，若活性低于同一个生长周期健康对虾群体的活性，则需要进行饲养员进行进一步核实，若出现病态，则需紧急隔离、治疗。避免发生群体死亡，造成更大的损失。
在本实施例中，检测活性采用增大供氧方式进行，其中，所述用于根据对虾的活性进行智能供气的步骤为：
S21：获取所有对虾网箱3中对虾的活性；
S22：得到活性低于标准活性的对虾网箱3以及养虾板31对应控制供气的气阀36c；
S23：开启气阀36c或者开大气阀36c开度，增大供气量，进入等待期；
S24：再次获取对虾的活性，若达到标准活性，则保持供气；否则保持供气，并进行对虾病态报警。
其中，所述用于随机提取对虾网箱3进行对虾生长情况进行采集的步骤为：
S31：获取养虾池内所有对虾网箱3对虾的健康数据；
S32：从所有对虾网箱3中，随机抽取一个对虾网箱3作为检测标本；
S33：对虾农情监测控制器1控制对应对虾网箱3的升降装置升起；
S34：从检测标本中随机抽取Y只对虾，进行健康检查、体长体重测量、肉质检测；Y=100.
其中，所述用于基于天气预报数据对养虾板31进行升降控制的步骤为：
S41：对虾农情监测控制器1获取未来X小时的天气预报数据，根据天气预报数据得到对虾最佳生长水深；X=0.5.
S42：对虾农情监测控制器1控制升降装置升降，使对虾网箱3的养虾板31保持在最佳生长水深。
所述用于获取历史养殖数据的步骤为：
S51：无线读取器读取对虾网箱3上无线识别标签的标签信息；
S52：根据标签信息确定对虾网箱3；
S53：根据标签信息确认的对虾网箱3得到养殖数据。
应当指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于大数据分析与挖掘的对虾农情信息智能采集系统，其特征在于：包括对虾农情监测控制器(1)，在所述对虾农情监测控制器(1)内设置有对虾活动监控模块(1a)和对虾养殖监测模块(1b)，所述对虾活动监控模块(1a)分别与M*N个压力传感器(2)连接，实时获取压力传感器(2)检测到的对虾撞击力，并得到实时撞击力与时间曲线，该M*N个压力传感器(2)安装在N个对虾网箱(3)上，N个所述对虾网箱(3)用于并排设置在养虾池内；
所述对虾养殖监测模块(1b)设置网箱提取提示单元、养虾池温控单元、养虾池供气单元、供料单元；所述网箱提取提示单元用于提示饲养员提取任一对虾网箱(3)，用于对该对虾网箱(3)进行维护以及对该对虾网箱(3)内的对虾进行体检；所述养虾池温控单元与安装在对虾网箱(3)上的养虾池温控装置(4)连接，用于对养虾池温度进行控制；所述养虾池供气单元与养虾池供气泵(5)连接，用于实现养虾池供氧控制；所述供料单元用于提示饲养员供料。
2.根据权利要求1所述的基于大数据分析与挖掘的对虾农情信息智能采集系统，其特征在于：所述对虾网箱(3)包括设置在箱底的养虾板(31)，在该养虾板(31)上开设有虾槽阵列，该虾槽阵列的虾槽(32)用于养殖对虾；
所述对虾网箱(3)侧壁由养虾网(33)包围组成，在所述对虾网箱(3)侧壁的养虾网上均匀安装有M个压力传感器(2)，且在该养虾网上布置有制冷丝；
所述对虾网箱(3)箱顶短边上分别设置有一个支耳(34)，在两耳之间穿有两条支撑绳(35)，所述支撑绳(35)与所述养虾网(33)顶部连接，且所述支耳(34)还与升降装置的升降端连接，所述升降装置用于竖向安装在养虾池岸。
3.根据权利要求2所述的基于大数据分析与挖掘的对虾农情信息智能采集系统，其特征在于：在所述养虾板(31)上布置有养虾池供气支管(36a)，在该养虾池供气支管(36a)上开有供气口阵列，所述供气口阵列的供气口与所述虾槽阵列的虾槽(32)一一对应，且供气口正对所述虾槽(32)槽口；
所有所述养虾池供气支管(36a)经养虾池供气主管(36b)与所述养虾池供气泵(5)连接；
在所述养虾池供气支管(36a)上设有气阀(36c)，所有气阀(36c)与对虾农情监测控制器(1)连接。
4.根据权利要求2所述的基于大数据分析与挖掘的对虾农情信息智能采集系统，其特征在于：所述升降装置与对虾农情监测控制器(1)连接；
当网箱提取提示单元指定提取任一对虾网箱(3)时，对虾农情监测控制器(1)控制与该对虾网箱(3)对应的升降装置上升至最高位；
当养虾池温控单元根据天气预报数据和对虾生活环境得到当前最佳生长水深时，对虾农情监测控制器(1)控制所有升降装置上升，使对虾网箱(3)的养虾板(31)保持在最佳生长水深。
5.根据权利要求2所述的基于大数据分析与挖掘的对虾农情信息智能采集系统，其特征在于：在所述支耳(34)上还设置有无线识别标签。
6.根据权利要求2所述的基于大数据分析与挖掘的对虾农情信息智能采集系统，其特征在于：所述对虾农情监测控制器(1)与农情数据库(6)连接，在该农情数据库(6)内保存有所有对虾养殖数据、当前对虾所处周期、未来X小时的天气预报数据、所有对虾网箱(3)无线识别标签数据。
7.一种根据权利要求3所述的基于大数据分析与挖掘的对虾农情信息智能采集系统的控制方法，其特征在于包括：
用于对虾网箱(3)中对虾生存环境布置的步骤；
用于对虾活动数据采集的步骤；
用于根据对虾的活性进行智能供气的步骤；
用于随机提取对虾网箱(3)进行对虾生长情况进行采集的步骤；
用于基于天气预报数据对养虾板(31)进行升降控制的步骤；
用于获取历史养殖数据的步骤；
用于根据历史养殖数据，预估对虾未来生长情况的步骤。
8.根据权利要求7所述的基于大数据分析与挖掘的对虾农情信息智能采集系统的控制方法，其特征在于所述用于对虾活动数据采集的步骤为：
S11：在对虾网箱(3)上布置压力传感器(2)，并完成与对虾农情监测控制器(1)之间的连接关系；
S12：根据对虾生长周期，获取当前周期对虾网箱(3)内的对虾的年龄以及体型，并获取健康对虾在该生长周期的标准撞击力与时间曲线；
S13：实时获取压力传感器(2)检测到的对虾撞击力，并得到实时撞击力与时间曲线；
S14：将该生长周期的标准撞击力与时间曲线与实时撞击力与时间曲线进行对比，得到该生长周期对虾网箱(3)内对虾的活性；
S15：进入下一周期，返回步骤S12；
所述用于根据对虾的活性进行智能供气的步骤为：
S21：获取所有对虾网箱(3)中对虾的活性；
S22：得到活性低于标准活性的对虾网箱(3)以及养虾板(31)对应控制供气的气阀(36c)；
S23：开启气阀(36c)或者开大气阀(36c)开度，增大供气量，进入等待期；
S24：再次获取对虾的活性，若达到标准活性，则保持供气；否则保持供气，并进行对虾病态报警。
9.根据权利要求8所述的基于大数据分析与挖掘的对虾农情信息智能采集系统的控制方法，其特征在于所述用于随机提取对虾网箱(3)进行对虾生长情况进行采集的步骤为：
S31：获取养虾池内所有对虾网箱(3)对虾的健康数据；
S32：从所有对虾网箱(3)中，随机抽取一个对虾网箱(3)作为检测标本；
S33：对虾农情监测控制器(1)控制对应对虾网箱(3)的升降装置升起；
S34：从检测标本中随机抽取Y只对虾，进行健康检查、体长体重测量、肉质检测；
所述用于基于天气预报数据对养虾板(31)进行升降控制的步骤为：
S41：对虾农情监测控制器(1)获取未来X小时的天气预报数据，根据天气预报数据得到对虾最佳生长水深；
S42：对虾农情监测控制器(1)控制升降装置升降，使对虾网箱(3)的养虾板(31)保持在最佳生长水深。
10.根据权利要求7所述的基于大数据分析与挖掘的对虾农情信息智能采集系统的控制方法，其特征在于所述用于获取历史养殖数据的步骤为：
S51：无线读取器读取对虾网箱(3)上无线识别标签的标签信息；
S52：根据标签信息确定对虾网箱(3)；
S53：根据标签信息确认的对虾网箱(3)得到养殖数据。
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