CN111700026B - 一种适用于高密度水产养殖的含氧量监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种适用于高密度水产养殖的含氧量监控系统，包括若干含氧量检测装置、船式供氧机、用户手机端和遥感定位器；含氧量检测装置，用于检测水中的含氧量，并传输到用户手机端；接收调位指令，对自身位置进行调整，遥感定位器，用于获取含氧量检测装置的实时位置，并传输到用户手机端；船式供氧机，接收用户手机端控制指令，对高密度水产养殖场进行供氧；用户手机端，实时显示水中的含氧量，控制船式供氧机到指定位置供氧，发送调位指令到含氧量检测装置。本发明设有投入式检测装置，只要预设好相关程序到控制模块，并将装置投入到相应的鱼塘，就能实现实时检测，还能自我调控检测位置，做到及时预警。

Description

一种适用于高密度水产养殖的含氧量监控系统及方法

技术领域

本发明涉及水产养殖技术领域，尤其是涉及一种适用于高密度水产养殖的含氧量监控系统及方法。

背景技术

水产养殖过程中电气设备用电压力大；水产养殖行业生产活动环境的复杂性决定了其具有较高的不可控风险，尤其是在高密度养殖时，对含氧量的检测极为重要，因此对于生产相关数据的跟踪极为重要，水产养殖场对于水质、虾苗生长过程只能通过人工手动采样进行监测，采集频度较低，无法做到实时监控并及时预警。

发明内容

本发明解决了人工采样采集频度低，无法做到实时监控并及时预警的问题，提出了一种适用于高密度水产养殖的含氧量监控系统及方法，本发明设有投入式检测装置，只要预设好相关程序到控制模块，并将装置投入到相应的位置，就能实现实时检测，还能自我调控检测位置，做到及时预警、及时调节。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

一种适用于高密度水产养殖的含氧量监控系统，包括若干含氧量检测装置、船式供氧机、用户手机端和遥感定位器；含氧量检测装置，用于检测水中的含氧量，并传输到用户手机端；接收调位指令，对自身位置进行调整，遥感定位器，用于获取含氧量检测装置的实时位置，并传输到用户手机端；船式供氧机，接收用户手机端控制指令，对高密度水产养殖场进行供氧；用户手机端，实时显示水中的含氧量，控制船式供氧机到指定位置供氧，发送调位指令到含氧量检测装置。

由于含氧量检测装置为投入式实时监测装置，因此含氧量检测装置24小时不间断检测水中的含氧量，并将含氧量信息传输到用户手机端，遥感定位器对含氧量检测装置进行定位，并将位置信息传输到用户手机端，用户端有两种模式，一种是人为调控模式，根据接收到的信息进行人为输入指令调节，一种是自动调控模式，按照预设好的程序，对含氧量检测装置以及船式供氧机的工作状态进行调节。

作为优选，所述含氧量检测装置包括柱状壳体，所述柱状壳体的顶部设有溶解氧传感器，柱状壳体的低部设有稳固锥，柱状壳体的四周设有若干伸缩锥，柱状壳体内设有储水槽，柱状壳体外壁通过进水管连接，所述储水槽底部设有活塞，活塞一端与电机固定，所述柱状壳体内还设有电源模块和控制模块，所述电源模块与控制模块电连接，所述控制模块与电机电连接，所述溶解氧传感器与控制模块电连接。

在高密度养殖的渔场里，由于鱼群数量众多，鱼群难免会碰撞带动本检测装置移动，伸缩锥的作用是给柱状壳体的运动做合理的导向，伸缩锥所指的方向即为需要前进的方向，溶解氧传感器用于实时检测水中的含氧量，控制模块从溶解氧传感器获取含氧量，发送到用户手机端，用户手机端实时可以查看水中的含氧量，起到及时预警的作用。

作为优选，所述电源模块为可充电的锂电池。可充电的锂电池能够反复使用，能够脱机无线使用；设置稳固锥，保持柱状壳体的垂度，避免检测位置出现大幅度变化。

作为优选，所述柱状壳体内设有浮力空腔，所述电源模块和控制模块设置在浮力空腔内。浮力空腔的作用的增加浮力，提高水位控制的深度和准度，通过储水槽的水容量的大小来控制测试位置。

作为优选，所述浮力空腔内还设有无线传输模块，所述无线传输模块与控制模块电连接。控制模块通过无线传输模块将检查数据传输到用户手机端，用户手机端可实时查看。

作为优选，所述伸缩锥为塑料锥装壳体，包括第一伸缩锥、第二伸缩锥、第三伸缩锥和第四伸缩锥。

作为优选，所述第一伸缩锥通过第一水路与储水槽连接，所述第二伸缩锥通过第二水路与储水槽连接，所述第三伸缩锥通过第三水路与储水槽连接，所述第四伸缩锥通过第四水路与储水槽连接。

作为优选，所述进水管靠柱状壳体外壁的一端设有进水阀门，所述进水阀门与控制模块电连接。控制模块控制进水阀门打开，再控制电机带动活塞往下运动，将水抽进储水槽内，柱状壳体下沉，下沉深度由控制模块预设程序控制。

作为优选，所述第一水路与储水槽之间设有第一阀门，所述第二水路与储水槽之间设有第二阀门，所述第三水路与储水槽之间设有第三阀门，所述第四水路与储水槽之间设有第四阀门，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门与控制模块电连接。

当检测位置处在预设位置时，第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门打开，储水槽将水灌入伸缩锥内，4个伸缩锥的状态为坚挺状态，能够保持稳态；当检测位置与预设位置存在偏离时，2个或3个伸缩锥排水收缩，剩下的伸缩锥指向预设位置，在鱼群的碰撞下返回预设位置，利用高密度鱼群自身碰撞给柱状壳体运动的动力，减少电耗。

作为优选，所述控制模块设有控制进水阀门、第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门的程序。

一种高密度水产养殖场含氧量监控方法，采用上述的一种适用于高密度水产养殖的含氧量监控系统，包括以下步骤：

S1：遥感定位器实时发送含氧量检测装置位置信息到用户手机端；

S2：用户手机端判断含氧量检测装置位置是否在设定的范围内，若是反馈稳定信号到含氧量检测装置,进行步骤S3，若否，判断偏移方向，再进行步骤S4；

S3，含氧量检测装置控制第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门打开，控制电机将活塞往上推，将水注入到第一伸缩锥、第二伸缩锥、第三伸缩锥和第四伸缩锥内；

S4，控制对应偏移方向的伸缩锥充水。

作为优选，本方法还包括控制补氧过程，具体包括：

Sa，含氧量检测装置将水的含氧量信息实时传输到用户手机端，遥感定位器实时发送含氧量检测装置的位置信息到用户手机端；

Sb，用户手机端判断含氧量是否低于阈值，若是，发送补氧指令到船式供氧机，若否进行步骤S1；

Sc，船式供氧机接收补氧指令到对应位置进行补氧；

所述补氧指令包括补氧位置以及补氧时长。

作为优选，本方法还包括深度下沉控制过程，具体包括：

SA, 用户手机端将测试深度信息发送到含氧量检测装置；

SB，含氧量检测装置接收测试深度信息转化为电机工作时间，并打开进水阀门，利用电机带动活塞进行抽水下沉。

本发明有以下有益效果：设置浮力空腔，增加浮力，提高水位控制的深度和准度，通过储水槽的水容量的大小来控制测试位置；设置伸缩锥，利用高密度鱼群自身碰撞给柱状壳体运动的动力，减少电耗；设置稳固锥，保持柱状壳体的垂度，避免检测位置出现大幅度变化。

附图说明

图1是本实施例的装置结构示意图；

图2是本实施例的装置正面剖视图；

图3是本实施例的装置左视剖切图；

图4是本实施例的装置俯视图；

图5是本实施例的系统结构图；

其中： 1、柱状壳体 2、溶解氧传感器 3、 进水管 4、伸缩锥 5、稳固锥 6、进水阀门 7、第一水路 8、第二水路 9、浮力空腔 10、控制模块 11、电源模块 12、无线传输模块 13、第三水路 14、第四水路 15、储水槽 16、活塞 17、电机 18、含氧量检测装置 19、渔场 20、船式供氧机。

具体实施方式

实施例：

本实施例提出一种适用于高密度水产养殖的含氧量监控系统，参考图5，包括9个含氧量检测装置18、船式供氧机20、用户手机端和遥感定位器，含氧量检测装置18，用于检测水中的含氧量，并传输到用户手机端，接收调位指令，对自身位置进行调整；遥感定位器，用于获取含氧量检测装置18的实时位置，并传输到用户手机端；船式供氧机20，接收用户手机端控制指令，对高密度水产养殖场进行供氧；用户手机端，实时显示水中的含氧量，控制船式供氧机20到指定位置供氧，发送调位指令到含氧量检测装置18。9个含氧量检测装置18以3行3列的排列方式分别在渔场19内，如图5中含氧量检测装置18的外圈为其规定的检测范围，若超过检测范围，氧量检测装置18会自动回到检测范围中心处。

参考图1-4，含氧量检测装置18包括柱状壳体1，柱状壳体1的顶部设有溶解氧传感器2，柱状壳体1的低部设有稳固锥5，柱状壳体1的四周设有若干伸缩锥4，柱状壳体1内设有储水槽15，柱状壳体1外壁通过进水管3连接，储水槽15底部设有活塞16，活塞16一端与电机17固定，柱状壳体1内还设有电源模块11和控制模块10，电源模块11与控制模块10电连接，控制模块10与电机17电连接，溶解氧传感器2与控制模块10电连接。

电源模块11为可充电的锂电池。可充电的锂电池能够反复使用，能够脱机无线使用；设置稳固锥，保持柱状壳体的垂度，避免检测位置出现大幅度变化。

柱状壳体1内设有浮力空腔9，电源模块11和控制模块10设置在浮力空腔9内。浮力空腔的作用的增加浮力，提高水位控制的深度和准度，通过储水槽的水容量的大小来控制测试位置。

浮力空腔9内还设有无线传输模块12，无线传输模块12与控制模块10电连接。控制模块通过无线传输模块将检查数据传输到用户手机端，用户手机端可实时查看。

伸缩锥4为塑料锥装壳体，包括第一伸缩锥41、第二伸缩锥42、第三伸缩锥43和第四伸缩锥44。

第一伸缩锥41通过第一水路7与储水槽15连接，第二伸缩锥42通过第二水路8与储水槽15连接，第三伸缩锥43通过第三水路13与储水槽15连接，第四伸缩锥44通过第四水路14与储水槽15连接。

进水管3靠柱状壳体1外壁的一端设有进水阀门6，进水阀门6与控制模块10电连接。控制模块控制进水阀门打开，再控制电机带动活塞往下运动，将水抽进储水槽内，柱状壳体1下沉，下沉深度由控制模块预设程序控制。第一水路7与储水槽15之间设有第一阀门411，第二水路8与储水槽15之间设有第二阀门422，第三水路13与储水槽15之间设有第三阀门433，第四水路14与储水槽15之间设有第四阀门444，第一阀门411、第二阀门422、第三阀门433和第四阀门444与控制模块10电连接。控制模块10设有控制进水阀门6、第一阀门411、第二阀门422、第三阀门433和第四阀门444的程序。

在高密度养殖的渔场里，由于鱼群数量众多，鱼群难免会碰撞带动本检测装置移动，伸缩锥的作用是给柱状壳体的运动做合理的导向，伸缩锥所指的方向即为需要前进的方向，溶解氧传感器用于实时检测水中的含氧量，控制模块从溶解氧传感器获取含氧量，发送到用户手机端，用户手机端实时可以查看水中的含氧量，起到及时预警的作用。

当检测位置处在预设位置时，第一阀门411、第二阀门422、第三阀门433和第四阀门444打开，储水槽将水灌入伸缩锥内，4个伸缩锥的状态为坚挺状态，能够保持稳态；当检测位置与预设位置存在偏离时，2个或3个伸缩锥排水收缩，剩下的伸缩锥指向预设位置，在鱼群的碰撞下返回预设位置，利用高密度鱼群自身碰撞给柱状壳体运动的动力，减少电耗。

一种高密度水产养殖场含氧量监控方法，采用上述的一种适用于高密度水产养殖的含氧量监控系统，包括以下步骤：

S1：遥感定位器实时发送含氧量检测装置位置信息到用户手机端；

S2：用户手机端判断含氧量检测装置位置是否在设定的范围内，若是反馈稳定信号到含氧量检测装置,进行步骤S3，若否，判断偏移方向，再进行步骤S4；

S3，含氧量检测装置控制第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门打开，控制电机将活塞往上推，将水注入到第一伸缩锥、第二伸缩锥、第三伸缩锥和第四伸缩锥内；

S4，控制对应偏移方向的伸缩锥充水。

本方法还包括控制补氧过程，具体包括：

Sa，含氧量检测装置将水的含氧量信息实时传输到用户手机端，遥感定位器实时发送含氧量检测装置的位置信息到用户手机端；

Sb，用户手机端判断含氧量是否低于阈值，若是，发送补氧指令到船式供氧机，若否进行步骤S1；

Sc，船式供氧机接收补氧指令到对应位置进行补氧；

补氧指令包括补氧位置以及补氧时长。

本方法还包括深度下沉控制过程，具体包括：

SA, 用户手机端将测试深度信息发送到含氧量检测装置；

SB，含氧量检测装置接收测试深度信息转化为电机工作时间，并打开进水阀门，利用电机带动活塞进行抽水下沉。

本发明有以下优势：设置浮力空腔，增加浮力，提高水位控制的深度和准度，通过储水槽的水容量的大小来控制测试位置；设置伸缩锥，利用高密度鱼群自身碰撞给柱状壳体运动的动力，减少电耗；设置稳固锥，保持柱状壳体的垂度，避免检测位置出现大幅度变化。

Claims (9)

1.一种适用于高密度水产养殖的含氧量监控系统，其特征是，包括若干含氧量检测装置（18）、船式供氧机（20）、用户手机端和遥感定位器，

含氧量检测装置（18），用于检测水中的含氧量，并传输到用户手机端，接收调位指令，对自身位置进行调整；

遥感定位器，用于获取含氧量检测装置（18）的实时位置，并传输到用户手机端；

船式供氧机（20），接收用户手机端控制指令，对高密度水产养殖场进行供氧；

用户手机端，实时显示水中的含氧量，控制船式供氧机（20）到指定位置供氧，发送调位指令到含氧量检测装置（18）；所述含氧量检测装置（18）包括柱状壳体（1），所述柱状壳体（1）的顶部设有溶解氧传感器（2），柱状壳体（1）的低部设有稳固锥（5），柱状壳体（1）的四周设有若干伸缩锥（4），柱状壳体（1）内设有储水槽（15），柱状壳体（1）外壁通过进水管（3）连接，所述储水槽（15）底部设有活塞（16），活塞（16）一端与电机（17）固定，所述柱状壳体（1）内还设有电源模块（11）和控制模块（10），所述电源模块（11）与控制模块（10）电连接，所述控制模块（10）与电机（17）电连接，所述溶解氧传感器（2）与控制模块（10）电连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于高密度水产养殖的含氧量监控系统，其特征是，所述柱状壳体（1）内设有浮力空腔（9），所述电源模块（11）和控制模块（10）设置在浮力空腔（9）内。

3.根据权利要求2所述的一种适用于高密度水产养殖的含氧量监控系统，其特征是，所述浮力空腔（9）内还设有无线传输模块（12），所述无线传输模块（12）与控制模块（10）电连接。

4.根据权利要求1所述的一种适用于高密度水产养殖的含氧量监控系统，其特征是，所述伸缩锥（4）为塑料锥装壳体，包括第一伸缩锥（41）、第二伸缩锥（42）、第三伸缩锥（43）和第四伸缩锥（44）；所述第一伸缩锥（41）通过第一水路（7）与储水槽（15）连接，所述第二伸缩锥（42）通过第二水路（8）与储水槽（15）连接，所述第三伸缩锥（43）通过第三水路（13）与储水槽（15）连接，所述第四伸缩锥（44）通过第四水路（14）与储水槽（15）连接。

5.根据权利要求4所述的一种适用于高密度水产养殖的含氧量监控系统，其特征是，所述进水管（3）靠柱状壳体（1）外壁的一端设有进水阀门（6），所述进水阀门（6）与控制模块（10）电连接。

6.根据权利要求5所述的一种适用于高密度水产养殖的含氧量监控系统，其特征是，所述第一水路（7）与储水槽（15）之间设有第一阀门（411），所述第二水路（8）与储水槽（15）之间设有第二阀门（422），所述第三水路（13）与储水槽（15）之间设有第三阀门（433），所述第四水路（14）与储水槽（15）之间设有第四阀门（444），所述第一阀门（411）、第二阀门（422）、第三阀门（433）和第四阀门（444）与控制模块（10）电连接。

7.一种高密度水产养殖场含氧量监控方法，采用权利要求6所述的一种适用于高密度水产养殖的含氧量监控系统，其特征是，包括以下步骤：

S1：遥感定位器实时发送含氧量检测装置位置信息到用户手机端；

S2：用户手机端判断含氧量检测装置位置是否在设定的范围内，若是反馈稳定信号到含氧量检测装置,进行步骤S3，若否，判断偏移方向，再进行步骤S4；

S3，含氧量检测装置控制第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门打开，控制电机将活塞往上推，将水注入到第一伸缩锥、第二伸缩锥、第三伸缩锥和第四伸缩锥内；

S4，控制对应偏移方向的伸缩锥充水。

8.根据权利要求7所述的一种高密度水产养殖场含氧量监控方法，其特征是，还包括控制补氧过程，具体包括：

Sa，含氧量检测装置将水的含氧量信息实时传输到用户手机端，遥感定位器实时发送含氧量检测装置的位置信息到用户手机端；

Sb，用户手机端判断含氧量是否低于阈值，若是，发送补氧指令到船式供氧机，若否进行步骤S1；

Sc，船式供氧机接收补氧指令到对应位置进行补氧；

所述补氧指令包括补氧位置以及补氧时长。

9.根据权利要求7所述的一种高密度水产养殖场含氧量监控方法，其特征是，还包括深度下沉控制过程，具体包括：

SA, 用户手机端将测试深度信息发送到含氧量检测装置；

SB，含氧量检测装置接收测试深度信息转化为电机工作时间，并打开进水阀门，利用电机带动活塞进行抽水下沉。

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