CN112243923A - 一种基于物联网的水产养殖系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于物联网的水产养殖系统，包括环境采集系统，用于将监测到的待监控点的环境指标实时数据上传至物联网控制系统；水质采集系统，用于将监测到的待监控点的水质指标实时数据上传至物联网控制系统；物联网控制系统和养殖者终端均通过互联网连接服务器，物联网控制系统将采集的实时数据均发送给养殖者终端，物联网控制系统进行对比采集数据进行控制相应的采集系统。本发明通过使用物联网系统对养殖基地的环境采和水质采集并实时查看，可以查看养殖场现场的视频监控情况，还可以远程控制设备对环境、水质进行调节，其保证水产养殖生长环境安全、减少水产养殖基地的人工成本、增加水产养殖的整体收益。

Description

一种基于物联网的水产养殖系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及水产养殖技术领域，尤其涉及一种基于物联网的水产养殖系统及其控制方法。

背景技术

养殖水域的二次污染十分严重，在淡水养殖方面，据测算，养殖1t 淡水鱼的排污量相当于20头肥猪的粪便量。以北京密云水库网箱养鲤为例，亩产在20t以上，似乎经济效益可观。但是其后果却导致水库水质转肥，其中氨态氮增加了7.3倍，活性磷酸盐增加了10.3倍，不得已而禁止网箱养鱼。而且其后的治理费用，超过了网箱养鱼的利润。在海水养殖方面，人类过度开发养殖业已经大大超过了海水的自净能力，对虾病的泛滥就是最典型的事例。水产资源遭到严重的破坏，不少水域生态失衡水域的过度开发，导致原有的水草资源破坏，原有的优良品种种质退化，直接危害到水产养殖业的生存与发展。例如，阳澄湖原来水草的覆盖率很高，水质清晰，所产的蟹个大肉美。如今阳澄湖水草稀少，水质浑浊，蟹种早熟，品质退化。

因此，随着养殖环境的退化，需要监测一定养殖环境，提供水产品优质的生长空间，先进的管理监测方式，才能促进了水产养殖业的良好发展，惠及更多的农业人和消费者。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种基于物联网的水产养殖系统，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

根据本发明的一个方面，提供一种基于物联网的水产养殖系统，包括包括环境采集系统、水质采集系统、物联网控制系统；

环境采集系统，用于将监测到的待监控点的环境指标实时数据上传至物联网控制系统；

水质采集系统，用于将监测到的待监控点的水质指标实时数据上传至所述物联网控制系统；

物联网控制系统和养殖者终端均通过互联网连接服务器，所述物联网控制系统将采集的实时数据均发送给所述养殖者终端，所述物联网控制系统并将采集到的环境指标实时数据、水质指标实时数据跟预设的允许指标范围进行对比预警并控制相应的采集系统。

在一些实施方式中，所述环境监测系统包括水温传感器、水位传感器、光照传感器、气象传感器；所述水温传感器、水位传感器、光照传感器、气象传感器均和所述物联网控制系统连接，其中，

所述水温传感器用于采集养殖基地的水温，所述水位传感器用于采集养殖基地的水位高度，所述光照传感器用于采集养殖基地的温度，所述气象传感器用于采集养殖基地的气候；

在一些实施方式中，水质采集系统包括PH值传感器和溶解氧传感器，所述PH值传感器和溶解氧传感器均和所述物联网控制系统连接，所述PH 值传感器用于采集养殖基地的水质的酸碱PH值，所述溶解氧传感器用于采集养殖基地内的水体溶解氧含量。

在一些实施方式中，所述物联网控制系统包括物联网控制器，所述物联网控制器无线连接所述PH值传感器、溶解氧传感器、水温传感器、水位传感器、光照传感器、气象传感器，所述物联网控制器还连接有灰水喷洒机、碳酸喷洒机、增氧泵。

在一些实施方式中，还包括视频采集系统，用于将采集到的待监控点的视频信息上传至所述物联网控制系统；所述视频采集系统和所述物联网控制器连接。

在一些实施方式中，所述物联网控制器，所述物联网控制器上外接无线4G模块和/或WIFI模块，所述物联网控制器通过无线4G模块和/或WIFI 模块信号连接养殖者终端。

本发明还提供基于物联网的水产养殖系统的控制方法，应用于权力要物联网的水产养殖系统，包括，

1、物联网控制器通过PH值传感器获得采集养殖基地的水质PH值并和预设值进行比对，若PH小于等于6，则物联网控制器启动灰水喷洒机，灰水喷洒机将养殖基地内的酸性水中和至正常值，若PH大于等于8，则物联网控制器启动碳酸喷洒机，碳酸喷洒机将养殖基地内的碱性水中和至正常值；

2、物联网控制器通过溶解氧传感器获得采集养殖基地的水中溶解氧并和预设值进行比对，若检测到水中溶解氧低于4mg/L时，所述增氧泵启动增氧，直至水中溶解氧达到5mg/L时，增氧泵停止。

本发明的效果：通过使用物联网系统对养殖基地的环境采集、水质采集，养殖基地人员可以实时查看养殖基地中的关键水质指标，环境指标，可以查看养殖场现场的视频监控情况，还可以远程控制设备对环境、水质进行调节，其保证水产养殖生长环境安全、减少水产养殖基地的人工成本、增加水产养殖的整体收益。因此，能实时监测养殖环境信息，预警异常情况，及时采取措施，降低损失。

附图说明

图1是本发明一种基于物联网的水产养殖系统的结构示意图；

图2是本发明一种基于物联网的水产养殖系统的流程图示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明以图1中的“上”“下”“前”“后”“左”“右”为本发明的“上”“下”“前”“后”“左”“右”，其中，X轴方向为图1 中的左右方向，Y轴方向为图1的上下方向，Z轴方向为图1的前后方向。

下面结合附图说明，对本发明作进一步详细说明。

物联网是新一代信息技术，农业物联网就是运用各类传感器，采集大田种植、设施园艺、畜禽水产养殖和农产品物流等相关信息，通过建立数据传输和格式转换方法，集成无线传感器网络、电信网和互联网，实现农业信息的多尺度(个域、视域、区域、地域)传输；最后将获取的海量农业信息进行融合、处理，并通过智能化操作终端实现农业产前、产中、产后的过程监控、科学管理和即时服务，进而实现农业生产集约、高产、优质、高效、生态和安全的目标。我国传统自然养殖是以消耗自然资源、污染环境为代价的，随着科技的发展，新型养殖技术在提高鱼类产量和降低能耗、保护养殖环境等方面成效显著。物联网技术应用于水产养殖有重大的理论和现实意义，使水产养殖向大规模、高水平、高质量发展，降低了自然水产养殖所需的能源。

在池塘中安装养殖环境传感器，通过养殖环境传感器实时采集数据，传送给物联网控制器，并物联网控制器传输到PC客户端或者手机客户端。运行于客户端上的系统也可以对数据进行统计分析，根据要求进行实时预警、报警，再由物联网控制器通过无线网络向下传送命令到水质参数装置，启动增氧机、排水水泵、灰水喷洒机和碳酸喷洒机等，调节水质。

每一种水产养殖动物都需要有适合其生存的水质环境,水质环境的质量直接关系到水产动物鱼、虾、贝、藻类的生长和发育,从而关系到水产养殖业的产量、质量和经济效益。水质环境若能满足要求,水产养殖动物就能生长和繁殖,如果水质环境中的水受到某种污染,某些水质指标超出水产养殖动物的适应和忍耐范围,轻者水产养殖动物不能正常生长,重者可能造成水产养殖动物大批死亡。随着工农业的不断发展,化肥、农药、工业污水、化工产业的废水废气等对环境的污染,特别是对江河湖海水域水质的污染,对水产养殖环境造成了很大的破坏。水质分析是掌握天然水域养殖环境和水生生物实验生态系统化学因子变化动态的重要手段。

如图1-2所示，一种基于物联网的水产养殖系统，包括环境采集系统、水质采集系统、物联网控制系统；环境采集系统，用于将监测到的待监控点的环境指标实时数据上传至物联网控制系统；水质采集系统，用于将监测到的待监控点的水质指标实时数据上传至所述物联网控制系统；物联网控制系统和养殖者终端均通过互联网连接云服务器，所述物联网控制系统将采集到的环境指标实时数据、水质指标实时数据跟预设的允许指标范围进行对比预警并控制相应的采集系统。养殖者终端装载有物联网控制系统 app,通过在APP上可进行境采集系统、水质采集系统的设置开关模式，条件设置等。

在一些实施方式中，所述环境监测系统包括水温传感器、水位传感器、光照传感器、气象传感器；所述水温传感器、水位传感器、光照传感器、气象传感器均和所述物联网控制系统连接，其中，

所述水温传感器用于采集养殖基地的水温，所述水位传感器用于采集养殖基地的水位高度，所述光照传感器用于采集养殖基地的温度，所述气象传感器用于采集养殖基地的气候；

在一些实施方式中，水质采集系统包括PH值传感器和溶解氧传感器，所述PH值传感器和溶解氧传感器均和所述物联网控制系统连接，所述PH 值传感器用于采集养殖基地的水质的酸碱PH值，所述溶解氧传感器用于采集养殖基地内的水体溶解氧含量。可根据水生物实际需求开启和关闭增氧泵即保证水生生物健康生长也节约了能源。

在一些实施方式中，所述物联网控制系统包括物联网控制器，所述物联网控制器无线连接所述PH值传感器、溶解氧传感器、水温传感器、水位传感器、光照传感器、气象传感器，所述物联网控制器还连接有灰水喷洒机、碳酸喷洒机。具体的，物联网控制器可以采用8通道GPRS远程控制开关GSM手机APP远程全自动控制器，水温传感器包括进水口温度，池内温度。系统可根据不同季节、养殖品种、养殖密度等信息进行系统报警阀值设定。当温度超出阈值时，系统报警。氧高可以增进水产生物的食欲, 提高饲料利用率，加快生长发育。同时溶解氧也是水质改良的必需物质，是维持氮循环顺利进行的关键因素。本系统采用高精度溶解氧探头实时采集水体溶解氧含量，当水体溶氧量过低时自动打开增氧泵。PH值传感器采用进口PH探头，监测水体PH值，PH值异常时，系统自动打开进出水口电磁阀进行换水，保证水生生物生长在恒定PH环境内。水位传感器可采用智能型非接触式液位感应器，实现了密闭容器内液位高度的真正非接触检测。

此外，氨氮检测设备不成熟，进口设备价格昂贵，本系统通过放养光合细菌，进行硝化作用降低水体氨氮含量，同时采用生物传感器监测光合细菌浓度，从而判断水体氨氮含量。

在一些实施方式中，还包括视频采集系统，用于将采集到的待监控点的视频信息上传至所述物联网控制系统；所述视频采集系统和所述物联网控制器连接。

在一些实施方式中，所述物联网控制器，所述物联网控制器上外接无线4G模块和/或WIFI模块，所述物联网控制器通过无线4G模块和/或WIFI 模块信号连接养殖者终端。

在一些实施方式中，所述养殖者终端包括电脑端和手机端，所述电脑端和手机端上装载有物联网控制器app。通过物联网控制器APP直接控制各种用电设备通断电，可以控制排水水泵、增氧泵、自动投食设备等。

本发明还提供一种基于物联网的水产养殖系统的控制方法，应用于基于物联网的水产养殖系统，包括，

1、物联网控制器通过PH值传感器获得采集养殖基地的水质PH值并和预设值进行比对，若PH小于等于6，则物联网控制器启动灰水喷洒机，灰水喷洒机将养殖基地内的酸性水中和，若PH大于等于8，则物联网控制器启动碳酸喷洒机，碳酸喷洒机将养殖基地内的碱性水中和至正常值；其中PH值在6和8之间，可以不进行相关操作。

2、物联网控制器通过溶解氧传感器获得采集养殖基地的水中溶解氧并和预设值进行比对，若检测到水中溶解氧低于4mg/L时，所述增氧泵启动增氧，直至水中溶解氧达到5mg/L时，增氧泵停止。具体的，在PH值在6和8之间进行水中溶解氧的监测控制。由此，此控制方法可以自动控制采集养殖基地的水质的酸碱性和PH值。

以上所述仅是本发明的一种实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本实用发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于物联网的水产养殖系统，其特征在于：包括环境采集系统、水质采集系统、物联网控制系统；

环境采集系统，用于将监测到的待监控点的环境指标实时数据上传至物联网控制系统；

水质采集系统，用于将监测到的待监控点的水质指标实时数据上传至所述物联网控制系统；

物联网控制系统和养殖者终端均通过互联网连接服务器，所述物联网控制系统将采集的实时数据均发送给所述养殖者终端，所述物联网控制系统并将采集到的环境指标实时数据、水质指标实时数据跟预设的允许指标范围进行对比预警并控制相应的采集系统。

2.据权利要求1所述的一种基于物联网的水产养殖系统，其特征在于：所述环境监测系统包括水温传感器、水位传感器、光照传感器、气象传感器；所述水温传感器、水位传感器、光照传感器、气象传感器均和所述物联网控制系统连接，其中，

所述水温传感器用于采集养殖基地的水温，所述水位传感器用于采集养殖基地的水位高度，所述光照传感器用于采集养殖基地的温度，所述气象传感器用于采集养殖基地的气候。

3.据权利要求2所述的一种基于物联网的水产养殖系统，其特征在于：水质采集系统包括PH值传感器和溶解氧传感器，所述PH值传感器和溶解氧传感器均和所述物联网控制系统连接，所述PH值传感器用于采集养殖基地的水质的酸碱PH值，所述溶解氧传感器用于采集养殖基地内的水体溶解氧含量。

4.据权利要求3所述的一种基于物联网的水产养殖系统，其特征在于：所述物联网控制系统包括物联网控制器，所述物联网控制器无线连接所述PH值传感器、溶解氧传感器、水温传感器、水位传感器、光照传感器、气象传感器，所述物联网控制器还连接有灰水喷洒机、碳酸喷洒机、增氧泵。

5.据权利要求1所述的一种基于物联网的水产养殖系统，其特征在于：还包括视频采集系统，用于将采集到的待监控点的视频信息上传至所述物联网控制系统；所述视频采集系统和所述物联网控制器连接。

6.据权利要求1所述的一种基于物联网的水产养殖系统，其特征在于：所述物联网控制器，所述物联网控制器上外接无线4G模块和/或WIFI模块，所述物联网控制器通过无线4G模块和/或WIFI模块信号连接养殖者终端。

7.基于物联网的水产养殖系统的控制方法，其特征在于，应用于权力要求1至6任一项的物联网的水产养殖系统，包括，

1、物联网控制器通过PH值传感器获得采集养殖基地的水质PH值并和预设值进行比对，若PH小于等于6，则物联网控制器启动灰水喷洒机，灰水喷洒机将养殖基地内的酸性水中和至正常值，若PH大于等于8，则物联网控制器启动碳酸喷洒机，碳酸喷洒机将养殖基地内的碱性水中和至正常值；

2、物联网控制器通过溶解氧传感器获得采集养殖基地的水中溶解氧并和预设值进行比对，若检测到水中溶解氧低于4mg/L时，所述增氧泵启动增氧，直至水中溶解氧达到5mg/L时，增氧泵停止。

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