CN112666887A - 一种基于b/s架构的水产养殖控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于B/S架构的水产养殖控制系统，包含养鱼工厂、设备和用于在线监视所述鱼厂内部的高清摄像机，所述设备包含物料投放机、制氧机、水质监测仪、恒温机；该控制系统还包含数据采集模块、控制模块和输出模块，数据采集模块采集设备运行的在线数据，通讯传输至控制模块，控制模块用于接收数据和下放指令；控制模块与输出模块双向通讯传输。本发明实现随时随地监控和管理鱼厂设备的运行；增强鱼生长环境的安全性，提高水产养殖的智能化和信息化，进而增加了经济效益。
Description
技术领域
本发明属于水产养殖物联网技术领域，具体涉及一种水产养殖数字化控制系统。
背景技术
水产养殖是人为控制下繁殖、培育和收获水生动植物的生产活动,一般包括在人工饲养管理下从苗种养成水产品的全过程。传统的养殖业，依靠人工巡检，检查设备故障，导致不能及时发现故障的风险，造成经济损失。现有部分企业通过自动控制系统对设备进行实时检测，及时发现故障并根据识别的故障作出相应的处理。
比如公开号为CN201720373506.6的中国专利文件公开了一种具有缺相和断电应急处理的水产养殖控制系统，包含云平台、主机控制器和发电机，主机控制器与云平台通信连接，与主机控制器相电连接的还有主机电源、报警器、传感器以及增氧机；主机控制器内设置有报警模块、缺相模块和断电模块，缺相模块和断电模块分别与报警模块通信连接，报警模块分别与云平台和报警器通信连接。该系统有效的防止了由于缺相导致的增氧机损坏。
然而，该控制系统仅是对某一设备进行检测和故障处理，这种方式存在监控不到位，工作人员不能随时随地掌握相关设备的工作运行参数，以便及时处理设备故障，自动化程度低；导致鱼生长环境的安全性得不到保障和存活率降低，降低产量。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于B/S架构的水产养殖控制系统，实现全覆盖实时监控，使设备的利用率最大化，实现随时随地监控和管理鱼厂设备的运行；增强鱼生长环境的安全性，提高水产养殖的智能化和信息化，进而增加了经济效益。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于B/S架构的水产养殖控制系统，包含养鱼工厂、设备和用于在线监视所述鱼厂内部的高清摄像机，所述设备包含物料投放机、制氧机、水质监测仪、恒温机，该控制系统还包含数据采集模块、控制模块和输出模块；
所述数据采集模块，包含与所述设备通讯连接的若干传感器，所述传感器用于采集所述设备数据并把采集到的数据传输至所述控制模块；
所述控制模块，包含PLC控制器，所述PLC控制器用于接收所述传感器采集的数据并控制所述设备；
所述输出模块，包含所述监控中心，所述监控中心与所述PLC控制器双向通讯传输。
由此，本系统采用B/S框架开发，因此不需安装客户端，大大减轻了客户端载荷，只需在浏览器上就可实现监控的需求。为了实现对养殖工厂24小时的实时监控，在所述工厂内安装所述高清摄像机，所述高清摄像机在线监视所述工厂内的环境，并将获取的图像显示在监控屏上，以便对所述工厂环境的集中观察。在所述水质检测仪、所述制氧机、所述恒温机和所述物料投放机上分别安装相应的传感器，以获取工作参数；所述传感器将采集的数据通过WIFI传输给所述PLC控制器；另一方面通过对所述PLC控制器输入PLC编程，向所述设备发出指令，可自动控制其对应所述设备的运行。所述PLC控制器依靠串口与所述监控中心通讯连接，所述监控中心接受所述PLC控制器传输的数据，所述数据包含若干所述设备的运行参数。所述监控中心将所述设备的位置以及运行参数显示在界面上。
作为本发明的优选，所述传感器包含温度传感器、溶解氧测定仪、水质测定仪。
由此，为了全面掌握水质的情况，通过若干传感器直接读取获取相关水的参数。所述温度传感器用于检测水的温度；所述溶解氧测定仪用于检测水中的溶氧量；所述水质测定仪用于水的有害物质进行分析的仪器。
作为本发明的优选，所述监控中心为电脑、手机或触摸端应用，通过浏览器向网络服务器发出HTTP请求，并将所述设备状态信息在所述浏览器实时显示。
由此，为实现远程监控所述设备运行状态，所述监控中心可以是电脑、手机或触摸端应用，在有网络的环境下使用浏览器通过用户和密码直接登录设备软件并进行监管。
作为本发明的优选，所述电脑连接打印机，所述浏览器将接收的所述设备数据信息生成打印报表，通过所述打印机进行打印。
由此，为实现所述水质检测仪、所述制氧机、所述恒温机和所述物料投放机直观明了的数据分析，所述计算机连接所述打印机，将生成的所述打印报表进行打印，方便进行分析处理，提高工作效率。
作为本发明的优选，所述监控中心包含实时呈现所述工厂真实图像的监视区和通过模型呈现的所述工厂内部设备的监控区，所述监控区包含用于控制饵料投放量的监控分区一和显示每个所述设备的位置以及水质参数的监控分区二。
由此，为方便对所述鱼厂环境和所述设备工作状态的观察和监控。分为三个区域，首先是对所述高清摄像机采集的图像的呈像区域，相当于摄像监视区。其次是通过模型呈现的所述工厂内部设备状态的所述监控区，为了便于观察和控制，所述监控区分为用于控制饵料投放量的监控分区一和显示每个所述设备位置以及水质参数的监控分区二，可通过两个电脑实现。所述监控分区二显示PH值参数、温度参数和溶氧量参数；所述监控分区一显示控制模式为自动或手动、每个养殖池的编号、应投饵料量、实投饵料量、料塔量等参数。
作为本发明的优选，所述监控中心获取来自所述PLC控制器的数据，对各个所述设备的PLC控制器进行双向信号传输，并将收集和处理的数据通信传输至云端数据库。
由此，为了实现所述监控中心远程控制所述设备，所述云端作为数据输送的媒介，所述监控中心通过无线通信与所述PLC控制器通信连接，并进行数据的双向传输，以此来控制所述设备。
作为本发明的优选，所述PLC控制器包含用于检测所述PLC控制器和设备发生异常的故障诊断模块。
由此，为了提高所述设备和所述PLC控制器的正常运行，所述PLC控制器包含故障诊断模块，使工作人员及时发现故障并处理，维护整个所述系统的正常运作。
作为本发明的优选，所述故障诊断模块包括：
输入单元，用于输入所述传感器采集的数据、所述PLC控制器的电流数据、所述PLC控制器的电压数据和所述PLC控制器的温度数据；
判断单元，用于解析输入所述输入单元的所述数据，如果所述数据的故障概率大于设定的阈值，则判断出现故障，保存故障数据信息到数据库；
预警单元，用于控制所述PLC控制器发出声音提示的红色警报，所述预警模块的输出端连接有用于红光显示的红色LED显示器。
由此，通过安装在所述PLC控制器的电流传感器、电压传感器和温度传感器分别获得所述PLC控制器的电流数据、电压数据和温度数据；所述输入单元接收所述设备的运行数据、所述电流数据、所述电压数据和所述温度数据；通过所述判断单元对所述数据进行解析，当传输的所述数据的故障概率大于设定的阈值时，则判断出现故障；将故障信息储存至所述数据库；所述PLC控制器通过红色警报来提醒工作人员发生故障。
作为本发明的优选，所述判断单元中，所述故障数据储存在所述云端，并产生故障样本，所述故障样本通过积累构建故障诊断模型。
由此，为了积累养殖经验和改进养殖方法，从而提高养殖效率，通过所述云端保存的所述设备历史故障的特征数据，形成故障样本，将所述故障样本进行整合，形成所述故障诊断模型。
作为本发明的优选，所述预警单元还包含所述输出模块弹出的故障确认界面和界面上对应的故障区域提醒。
由此，为了及时发现所述设备的故障信息，所述界面弹出确认故障界面和对应的故障区域提醒，点击确认后，可进行故障诊断以便及时检查出故障并进行处理，处理完毕后，所述界面恢复原来状态。
综上所述，本发明具有如下有益效果：
1、本方案中所述高清摄像机和所述监控中心，一方面对工厂的养殖环境进行实时动态摄像监控，节省人力；另一方面通过可视化界面对所述设备的工作参数进行在线更新和观察，使所述设备利用率最大化，降低由于设备故障导致的经济损失；
2、通过向所述PLC控制器输入PLC编程，进而实现自动控制对应的所述设备，提高养殖设备的智能化和自动化，降低了养殖风险和提升养殖效率；
3、所述报警模块的设置，既提高了发现所述设备发生故障的及时性，又保障了所述PLC控制器的正常运行；
4、通过在线提取所述设备故障特征数据，对所述故障特征数据进行故障概率判断，实现了所述设备的在线智能故障诊断，提升了所述设备的故障处置效率；
5、结合所述设备的历史故障数据构建所述故障诊断模型，在故障发生后能快速准确地诊断出问题，为后期的养殖提供了养殖经验，进而提高了养殖效率。
附图说明：
图1是本发明的流程示意图；
图2是实施例一的流程示意图；
图3是故障诊断模块的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，一种基于B/S架构的水产养殖控制系统，在鱼厂内安装高清摄像机，高清摄像机在线监控鱼厂内部以及周围环境，通过计算机与高清摄像机通讯将所监控的信号发送到显示屏，对鱼厂实行24小时摄像监控。为实时获取工厂内设备的运行参数，提高设备故障处理效率；此外，为避免人为判断的不确定性，提高设备管理的智能化和自动化。如图1所示，该控制系统还包含数据采集模块、控制模块和输出模块，数据采集模块采集设备运行的在线数据，通讯传输至控制模块，控制模块用于接收数据和下放指令；控制模块与输出模块双向通讯传输。
影响鱼生长的主要因素有水质、含氧量、温度和饵料，相关的主要设备有制氧机、恒温机和自动投喂机。因此，对上述设备的运行参数进行监视和控制是十分重要的。如图2所示，对以上设备分别安装传感器，以获取工作参数，并安装每个设备对应的PLC控制器。
传感器包含EF-903型水质分析仪，对水的有害物质进行分析的仪器；温度记录仪TP500，用于检测水的温度；MIK-DO700在线溶解氧检测仪，用于检测水中的溶氧量；PHS-8E型PH变送器，用于检测水中的PH值。
传感器依靠WIFI与PLC控制器通讯连接，将采集的数据传输至PLC控制器，此外，向PLC控制器输入PLC编程可自动控制对应的设备。PLC控制器通过串口结合互联网4G/5G通讯技术，与电脑通讯传输。在有网络的环境下使用安装在电脑上的浏览器，通过用户和密码直接登录设备软件并进行监管，操作人员通过PLC编程软件进行PLC程序编写，对PLC控制器下放指令，进而远程控制相关设备。监控中心分为三个区域，首先是对高清摄像机采集的动态摄像进行呈像区域，相当于摄像监视区。其次是通过3D图形或3D动画形式呈现工厂内部设备状态的监控区；为方便操作者观察和控制，监控区分为用于控制饵料投放量的监控分区一和显示每个设备位置以及水质参数的监控分区二，可通过两个电脑实现。监控分区二显示了水质情况:溶氧量为5.9Ppm 、PH为7.7 、温度为24.4℃； 监控分区一显示控制模式为自动、定时参数、每个养殖池的编号、应投饵料量、实投饵料量、料塔量等参数，饵料量的单位设为千克。操作人员可改变控制模式，进行饵料投放机相关参数的修改。
为积累养殖经验，提高设备故障判断率和准确性，电脑可调取储存在云端的故障数据，训练生成故障样本，将故障样本进行整合训练，生成故障诊断模型。如图3所示，是故障诊断模块的流程示意图。通过安装在PLC控制器的电流传感器、电压传感器和温度传感器分别获得PLC控制器的电流数据、电压数据和温度数据；输入单元接收设备的运行数据、PLC控制器的电流数据、电压数据和温度数据；通过判断单元对数据进行解析，当传输的数据的故障概率大于设定的阈值时，则判断出现故障；将故障信息储存至数据库；PLC控制器通过用于红光显示的红色LED显示器提醒工作人员发生故障，红色LED显示器可以是PLC控制器连接的蜂鸣机。同时，电脑界面会显示故障确认界面，点击确认后，进行故障诊断以方便工作人员及时进行维修。故障信息上传至数据库，并以此来更新故障诊断模型；设备正常运行后，恢复并更新界面，继续监控。
Claims (10)
1.一种基于B/S架构的水产养殖控制系统，包含养鱼工厂、设备和用于在线监视所述鱼厂内部的高清摄像机，所述设备包含物料投放机、制氧机、水质监测仪、恒温机，其特征在于：该控制系统还包含数据采集模块、控制模块和输出模块；
所述数据采集模块，包含与所述设备通讯连接的若干传感器，所述传感器用于采集所述设备数据并把采集到的数据传输至所述控制模块；
所述控制模块，包含PLC控制器，所述PLC控制器用于接收所述传感器采集的数据并控制所述设备；
所述输出模块，包含监控中心，所述监控中心与所述PLC控制器双向通讯传输。
2.根据权利要求1所述一种基于B/S架构的水产养殖控制系统，其特征在于：所述传感器包含温度传感器、溶解氧测定仪、水质测定仪。
3.根据权利要求1所述一种基于B/S架构的水产养殖控制系统，其特征在于：所述监控中心为电脑、手机或触摸端应用，通过浏览器向网络服务器发出HTTP请求，并将所述设备状态信息在所述浏览器实时显示。
4.根据权利要求3所述一种基于B/S架构的水产养殖控制系统，其特征在于：所述电脑连接打印机，所述浏览器将接收的所述设备数据信息生成打印报表，通过所述打印机进行打印。
5.根据权利要求1所述一种基于B/S架构的水产养殖控制系统，其特征在于：所述监控中心包含实时呈现所述工厂真实图像的监视区和通过模型呈现的所述工厂内部设备的监控区，所述监控区包含用于控制饵料投放量的监控分区一和显示每个所述设备的位置以及水质参数的监控分区二。
6.根据权利要求1所述一种基于B/S架构的水产养殖控制系统，其特征在于：所述监控中心获取来自所述PLC控制器的数据，对各个所述设备的PLC控制器进行双向信号传输，并将收集和处理的数据通信传输至云端数据库。
7.根据权利要求6所述一种基于B/S架构的水产养殖控制系统，其特征在于：所述PLC控制器包含用于检测所述PLC控制器和设备发生异常的故障诊断模块。
8.根据权利要求7所述一种基于B/S架构的水产养殖控制系统，其特征在于：所述故障诊断模块包括：
输入单元，用于输入所述传感器采集的数据、所述PLC控制器的电流数据、所述PLC控制器的电压数据和所述PLC控制器的温度数据；
判断单元，用于解析输入所述输入单元的所述数据，如果所述数据的故障概率大于设定的阈值，则判断出现故障，保存故障数据信息到数据库；
预警单元，用于控制所述PLC控制器发出声音提示的红色警报，所述预警模块的输出端连接有用于红光显示的红色LED显示器。
9.根据权利要求8所述一种基于B/S架构的水产养殖控制系统，其特征在于：所述判断单元中，所述故障数据储存在所述云端，并产生故障样本，所述故障样本通过积累构建故障诊断模型。
10.根据权利要求8所述一种基于B/S架构的水产养殖控制系统，其特征在于：所述预警单元还包含所述输出模块弹出的故障确认界面和界面上对应的故障区域提醒。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210416 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |