CN112956440A - 一种鱼塘精准投喂的方法及其控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种鱼塘精准投喂的方法及其控制系统，包括方法包括以下步骤：当需要投喂饲料时，获取养殖基础数据和实时水质参数；根据所述养殖基础数据和所述实时水质参数确定初始投喂参数；根据所述初始投喂参数进行投喂，并记录鱼塘投喂表征数据；当所述鱼塘投喂表征数据达到预设标准时，暂停投喂，并根据所述鱼塘投喂表征数据确定实际投喂需求数据；根据实际投喂需求数据和初始投喂参数获取初始投喂参数的投喂量偏离度；解决了鱼塘投喂不精准、不可在投喂的过程中不断完善、纠偏的问题。本发明优点是：建立投喂数据库并与视频识别相结合进而控制投喂量的投喂模式，避免饲料浪费，摄食不足生长过慢，对既有养殖数据库进行了验证、完善、纠偏。
Description
技术领域
本发明涉及水产养殖技术领域，具体涉及一种鱼塘精准投喂的方法及其控制系统。
背景技术
我国作为水产养殖大国，水产品养殖总量位居世界第一。饲料是水产养殖中最主要的可变成本，一般占养殖总成本的60％以上，确定每餐投喂饲料的数量，减少饲料浪费，提高饲料利用率对增加养殖效益有着重要的作用。在确保水产养殖生物快速生长的基础上，进行饲料管理，直接决定生物的生长环境和生长速率。投喂量不足，会导致养殖对象生长放缓甚至停滞，影响产量，降低经济效益。氨氮、亚硝酸盐等物质是养殖水体中的重要的污染指标，过多的投喂，养殖对象无法将饲料全部摄食，饲料残留在水中被氧化分解，造成水中氨氮、亚硝酸盐等明显上升，鱼类摄食量减少，从而导致生长速度减缓，严重时甚至导致死亡，造成巨大的经济损失。精准投喂方法的研究和应用旨在利用科学合理的投喂量，实现养殖最大生长速率，最大程度上减少饲料的浪费。国内关于投喂方法的研究已经进行多年，大多还处于严重依赖人工参与的状态，即人工投喂或半自动化投喂，该模式的显著特点为固定的时间在固定的地点投喂固定的量。其中人工投喂在较小的生产系统内适用，全程需要人工参与，半自动化投喂在大中型生产系统内适用，需定期管理投饲系统，一般可以定时或定量，不用在现场操作，解放部分人力，但两者都需要经验丰富的管理人员通过观察养殖对象是否饱食，从而对投喂快速纠正。由于人工和半自动化投喂方法，是一种没有量化概念，单凭养殖经验，不可控的投喂方法，具有显著的局限性，极易造成投喂的不合理，最终不仅不能促进生长，反而还有可能减弱其对病害的抵抗力，增加水体的净化负担，难以保证生物健康、快速的生长。
所谓“养殖数据库和视频识别相结合的投饲”，就是将历年投喂的数据库(即投喂次数、投喂时间、投饵率)，结合人工输入的养殖品种、规格、数量自动计算得出的投喂量，利用水质监测系统获取的实时温度、溶解氧、pH等参数，同采用视频识别技术下观察到鱼类摄食的活跃程度以及水上漂浮饲料的残余量，修正当餐次的投喂量，确保饲料在养殖水体中被鱼类全部摄食，做到不浪费，保持了养殖水体的清洁。此种模式，通过大数据的合理分析和视频纠偏技术使投喂的饲料数量刚好是鱼类所需的数量，大幅减少未摄食的饲料对养殖水环境的污染，显著提升饵料系数，而且通过饲料投喂量的自动化可减少人工劳动和经营成本，减少渔药使用量，降低养殖风险，提高养殖效益。
现有水产养殖的投喂方法只能起到投喂这个主要动作的替代，具有定时、定量、远程控制等操作，但是不同环境条件下投喂量的多少，投喂的准确度，还是完全依靠现场人工判断，并且追求一步到位，不能不断的调整与改善；投喂量存在差距，最后只能依靠经验进行调整。饲料投喂过多可以改成造成成本过高，污染水体，鱼体易患疾病；投喂过少，不能达到预期的养殖收益，造成人工和资源的浪费；对养殖人员的技术水平要求较高，人为因素的影响非常大，具有很大的误差性。从本质上来说鱼、虾生长所需的饲料量是随着水温、溶氧量、pH值等水质参数以及其本身所处的生长阶段不断变化的，靠人工的经验不能进行随时的调整，判断具有一定的延后性，因此饲料的投喂量往往不准确。
因此，需要设计一种鱼塘精准投喂的方法，目的在于，解决现有技术中鱼塘投喂不精准、不可在投喂的过程中不断完善、纠偏的缺陷。
发明内容
本发明目的在于解决现有技术中鱼塘投喂不精准、不可在投喂的过程中不断完善、纠偏的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种鱼塘精准投喂的方法，所述方法包括以下步骤：S1：当需要投喂饲料时，获取养殖基础数据和实时水质参数；S2：根据所述养殖基础数据和所述实时水质参数确定初始投喂参数；S3：根据所述初始投喂参数进行投喂，并记录鱼塘投喂表征数据；S4：当所述鱼塘投喂表征数据达到预设标准时，暂停投喂，并根据所述鱼塘投喂表征数据确定实际投喂需求数据；S5：根据实际投喂需求数据和初始投喂参数获取初始投喂参数的投喂量偏离度；S6：再次投喂饲料时，根据所述投喂量偏离度对所述初始投喂参数进行修正后，将所述修正后的初始投喂参数再次投喂；S7：投喂完成，记录此次投喂的各项数据。
现有水产养殖的投喂方法只能起到投喂这个主要动作的替代，具有定时、定量、远程控制等操作，但是不同环境条件下投喂量的多少，投喂的准确度，还是完全依靠现场人工判断，并且追求一步到位，不能不断的调整与改善；现有的依靠数据模型进行投喂，投喂量存在差距，最后只能依靠经验进行调整。饲料投喂过多可以改成造成成本过高，污染水体，鱼体易患疾病；投喂过少，不能达到预期的养殖收益，造成人工和资源的浪费；对养殖人员的技术水平要求较高，人为因素的影响非常大，具有很大的误差性。从本质上来说鱼、虾生长所需的饲料量是随着水温、溶氧量、pH值等水质参数以及其本身所处的生长阶段不断变化的，靠人工的经验或者模型不能进行随时的调整，判断具有一定的延后性，因此饲料的投喂量往往不准确。
本发明以精准投喂方法为核心，创新性提出了建立投喂数据库并与视频识别相结合进而控制投喂量的投喂模式，彻底改变只能依靠经验投喂的模式，实现了整个投喂过程中在没有人工参与的情况下，以数据库数据为依据并根据摄食情况及时纠偏，不仅解放了生产力，提升了饲料的利用率，还对既有养殖数据库进行了验证、完善、纠偏；根据养殖鱼类的品种、规格、水体环境、养殖数量，确定合适的投喂量，避免饲料浪费，摄食不足生长过慢，摄食过多免疫力下降，消化负担大易患病以及水体环境污染等问题，减少人工成本，增加养殖收益。近年来工厂化、设施化投喂模式的创新和升级，为水产养殖行业提出了一种绿色、智能、高效的投饲模式，走出了无人养殖的关键一步。
在鱼塘的投喂，目前往往都是采用人工设定固定投喂量的方式进行，这种方式简单、便捷，但是不同鱼类的实际摄食量随地理位置、品种、规格、数量、水质等参数不断变化，投喂量如果不随实际情况进行调整，会导致养殖品种发育不良或者饲料大量浪费，进而导致养殖环境恶化。本发明通过将养殖基础信息与实时的水质数据相结合，能够在投喂前根据实时信息设置好投喂量，不断的修正，避免一次到位出现的缺陷，这样可以根据不同养殖基础信息和水质条件进行定制化的投喂，为了保证数据的准确，还设置了高清摄像机识别摄食情况，以精确的修正投喂参数，避免出现投喂量过少生长缓慢或者投喂量过多浪费饲料污染水质等现象。
进一步的，鱼塘投喂表征数据包括水面上漂浮的浮性饲料数量，当所述水面上漂浮的浮性饲料数量覆盖水面0.4-0.6平方以上，则暂停投喂；
所述水面上的漂浮的浮性饲料数量，即在摄像头识别范围内，覆盖水面0.5平方以上，暂时停止投喂，投喂暂停，等待10分钟后，若无改观，本次投喂停止，并记录数据，如果十分钟后，鱼群又符合投喂条件，则继续按照既有的投喂参数投喂，直至投喂条件不符合为止。
进一步的，鱼塘投喂表征数据包括鱼类运动数据，当鱼类运动数据达到预制时间时，则暂停投喂；
所述鱼类基本不浮上水面摄食,鱼类吃食一般是上浮张嘴摄食然后下沉,如果没吃饱还会重复这个动作,当鱼类下沉或游走不重复此摄食过程，投喂暂停，等待10分钟后，若无改观，本次投喂停止，并记录数据；水面上的漂浮的浮性饲料数量，即在摄像头识别范围内，覆盖水面0.04-0.5平方米，面积视池塘大小而定，暂时停止投喂；如果十分钟后，鱼群又符合投喂条件，则继续按照既有的投喂参数投喂，直至投喂条件不符合为止。
进一步的，养殖基础数据包括地理位置信息、鱼类的品种、规格、数量和密度，用户上传养殖基础数据到服务器中；
所述因为每个区域，每个池塘的地理环境不一样，其基础数据信息特征也不同，让用户上传其基础数据，便于服务器根据不同的基础数据计算投喂量和投喂时间。
进一步的，实时水质参数包括水温、溶氧、pH、氨氮、亚硝酸盐和化学需氧量，用户将水质参数上传到服务器中；
所述通过采集上述数据，并向服务器反馈数据参数，调整投喂食料量。在投喂前参考水质中的参数，因为水质指标对鱼类摄食的影响很大，水质中的参数不同，鱼类的消化吸收也不同，精确的参考鱼类生长水质，可以提高整个投喂的效果。
进一步的，各项数据包括基础数据、水质参数、实际投喂量、投喂参数和投喂偏离度。
基于鱼塘精准投喂的控制系统，包括：图像采集模块：用于采集鱼塘投喂表征数据；数据采集模块：通过水质检测探头采集实时水质参数；用户模块：根据客户端录入的养殖基础数据传输给服务器；服务器：用于将鱼塘投喂表征数据、实时水质参数和养殖基础数据进行处理和调整，得出对应的投喂参数；投喂模块：用于记录投喂数据，进行储存；
当所述鱼塘投喂表征数据达到预设标准时，投喂模块暂停投喂，并根据所述鱼塘投喂表征数据确定实际投喂需求数据；根据实际投喂需求数据和初始投喂参数获取初始投喂参数的投喂量偏离度；投喂模块再次投喂饲料时，根据所述投喂量偏离度对所述初始投喂参数进行修正后，将所述修正后的初始投喂参数再次投喂；投喂模块投喂完成，记录此次投喂的各项数据。
进一步的，客户端为移动设备中的APP端，用户将基础数据输入APP端中，通过APP端将基础数据信息发送至后台的服务器中；
进一步的，服务器内储存有多年收集到的基础数据、水质参数和对应的投喂参数，后续随本发明运行时间的增加服务器内数据不断增加、更新。
所述移动设备为手机、笔记本电脑、车载电脑中任意一种。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1.本发明一种鱼塘精准投喂的方法，建立投喂数据库并与视频识别相结合进而控制投喂量的投喂模式，将每餐的投喂量通过数据收集和反馈纠偏固化下来，实现在没有人工参与的情况下，根据养殖鱼类的品种、规格、水体环境、养殖数量，确定合适的投喂量，避免饲料浪费，摄食不足生长过慢，摄食过多免疫力下降，消化负担大易患病以及水体环境污染等问题。
2.本发明一种鱼塘精准投喂的方法，对既有养殖数据库进行了验证、完善、纠偏，是近年来工厂化、设施化投喂模式的创新和升级，为水产养殖行业提出了一种绿色、智能、高效的投饲模式，走出了无人养殖的关键一步，减少人工成本，增加养殖收益。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明流程图。
图2为本发明模块示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1-2所示，本发明为一种鱼塘精准投喂的方法，方法包括以下步骤：S1：当需要投喂饲料时，获取养殖基础数据和实时水质参数；S2：根据所述养殖基础数据和所述实时水质参数确定初始投喂参数；S3：根据所述初始投喂参数进行投喂，并记录鱼塘投喂表征数据；S4：当所述鱼塘投喂表征数据达到预设标准时，暂停投喂，并根据所述鱼塘投喂表征数据确定实际投喂需求数据；S5：根据实际投喂需求数据和初始投喂参数获取初始投喂参数的投喂量偏离度；S6：再次投喂饲料时，根据所述投喂量偏离度对所述初始投喂参数进行修正后，将所述修正后的初始投喂参数再次投喂；S7：投喂完成，记录此次投喂的各项数据。
所述鱼塘投喂表征数据包括水面上漂浮的浮性饲料数量，当所述水面上漂浮的浮性饲料数量覆盖水面0.4-0.6平方以上，则暂停投喂；
所述水面上的漂浮的浮性饲料数量，即在摄像头识别范围内，覆盖水面0.5平方以上，暂时停止投喂，投喂暂停，等待10分钟后，若无改观，本次投喂停止，并记录数据，如果十分钟后，鱼群又符合投喂条件，则继续按照既有的投喂参数投喂，直至投喂条件不符合为止。
所述鱼塘投喂表征数据包括鱼类运动数据，当鱼类运动数据达到预制时间时，则暂停投喂；所述鱼类基本不浮上水面摄食,鱼类吃食一般是上浮张嘴摄食然后下沉,如果没吃饱还会重复这个动作,当鱼类下沉或游走不重复此摄食过程，投喂暂停，等待10分钟后，若无改观，本次投喂停止，并记录数据；水面上的漂浮的浮性饲料数量，即在摄像头识别范围内，覆盖水面0.04-0.5平方米，面积视池塘大小而定，暂时停止投喂；如果十分钟后，鱼群又符合投喂条件，则继续按照既有的投喂参数投喂，直至投喂条件不符合为止。
所述养殖基础数据包括地理位置信息、鱼类的品种、规格、数量和密度，用户上传养殖基础数据到服务器中；
所述因为每个区域，每个池塘的地理环境不一样，其基础数据信息特征也不同，让用户上传其基础数据，便于服务器根据不同的基础数据计算投喂量和投喂时间。
所述实时水质参数包括水温、溶氧、pH、氨氮、亚硝酸盐和化学需氧量，用户将水质参数上传到服务器中；
所述通过采集上述数据，并向服务器反馈数据参数，调整投喂食料量。在投喂前参考水质中的参数，因为水质指标对鱼类摄食的影响很大，水质中的参数不同，鱼类的消化吸收也不同，精确的参考鱼类生长水质，可以提高整个投喂的效果。
所述各项数据包括基础数据、水质参数、实际投喂量、投喂参数和投喂偏离度。
实施例2
如图1-2所示，本实施例基于实施例1，基于鱼塘精准投喂的控制系统，包括：图像采集模块：用于采集鱼塘投喂表征数据；数据采集模块：通过水质检测探头采集实时水质参数；用户模块：根据客户端录入的养殖基础数据传输给服务器；服务器：用于将鱼塘投喂表征数据、实时水质参数和养殖基础数据进行处理和调整，得出对应的投喂参数；投喂模块：用于记录投喂数据，进行储存；
当所述鱼塘投喂表征数据达到预设标准时，投喂模块暂停投喂，并根据所述鱼塘投喂表征数据确定实际投喂需求数据；根据实际投喂需求数据和初始投喂参数获取初始投喂参数的投喂量偏离度；投喂模块再次投喂饲料时，根据所述投喂量偏离度对所述初始投喂参数进行修正后，将所述修正后的初始投喂参数再次投喂；投喂模块投喂完成，记录此次投喂的各项数据。
所述客户端为移动设备中的APP端，用户将基础数据输入APP端中，通过APP端将基础数据信息发送至后台的服务器中；
所述服务器内储存有多年收集到的基础数据、水质参数和对应的投喂参数，后续随本发明运行时间的增加服务器内数据不断增加、更新。
所述移动设备为手机、笔记本电脑、车载电脑中任意一种。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种鱼塘精准投喂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：当需要投喂饲料时，获取养殖基础数据和实时水质参数；
S2：根据所述养殖基础数据和所述实时水质参数确定初始投喂参数；
S3：根据所述初始投喂参数进行投喂，并记录鱼塘投喂表征数据；
S4：当所述鱼塘投喂表征数据达到预设标准时，暂停投喂，并根据所述鱼塘投喂表征数据确定实际投喂需求数据；
S5：根据实际投喂需求数据和初始投喂参数获取初始投喂参数的投喂量偏离度；
S6：再次投喂饲料时，根据所述投喂量偏离度对所述初始投喂参数进行修正后，将所述修正后的初始投喂参数再次投喂；
S7：投喂完成，记录此次投喂的各项数据。
2.根据权利要求1所述的一种鱼塘精准投喂的方法，其特征在于，所述步骤S4中的鱼塘投喂表征数据包括水面上漂浮的浮性饲料数量，当所述水面上漂浮的浮性饲料数量覆盖水面0.4-0.6平方以上，则暂停投喂。
3.根据权利要求1所述的一种鱼塘精准投喂的方法，其特征在于，所述步骤S4中的鱼塘投喂表征数据包括鱼类运动数据，当鱼类运动数据达到预制时间时，则暂停投喂。
4.根据权利要求1所述的一种鱼塘精准投喂的方法，其特征在于，所述步骤S1中的养殖基础数据包括地理位置信息、鱼类的品种、规格、数量和密度，用户上传养殖基础数据到服务器中。
5.根据权利要求1所述的一种鱼塘精准投喂的方法，其特征在于，所述步骤S2中的实时水质参数包括水温、溶氧、pH、氨氮、亚硝酸盐和化学需氧量，用户将水质参数上传到服务器中。
6.根据权利要求1所述的一种鱼塘精准投喂的方法，其特征在于，所述步骤S7中的各项数据包括基础数据、水质参数、实际投喂量、投喂参数和投喂偏离度。
7.基于鱼塘精准投喂的控制系统，其特征在于，包括：
图像采集模块：用于采集鱼塘投喂表征数据；
数据采集模块：通过水质检测探头采集实时水质参数；
用户模块：根据客户端录入的养殖基础数据传输给服务器；
服务器：用于将鱼塘投喂表征数据、实时水质参数和养殖基础数据进行处理和调整，得出对应的投喂参数；
投喂模块：用于记录投喂数据，进行储存；
当所述鱼塘投喂表征数据达到预设标准时，投喂模块暂停投喂，并根据所述鱼塘投喂表征数据确定实际投喂需求数据；
根据实际投喂需求数据和初始投喂参数获取初始投喂参数的投喂量偏离度；
投喂模块再次投喂饲料时，根据所述投喂量偏离度对所述初始投喂参数进行修正后，将所述修正后的初始投喂参数再次投喂；投喂模块投喂完成，记录此次投喂的各项数据。
8.根据权利要求7所述的鱼塘精准投喂的控制系统，其特征在于，所述鱼塘投喂表征数据包括水面上漂浮的浮性饲料数量，当所述水面上漂浮的浮性饲料数量覆盖水面0.4-0.6平方以上，则暂停投喂。
9.根据权利要求7所述的鱼塘精准投喂的控制系统，其特征在于，所述鱼塘投喂表征数据包括鱼类运动数据，当鱼类运动数据达到预制时间时，则暂停投喂。
10.根据权利要求7所述的鱼塘精准投喂的控制系统，其特征在于，所述客户端为移动设备中的APP端，用户将基础数据输入APP端中，通过APP端将基础数据信息发送至后台的服务器中；
所述移动设备为手机、笔记本电脑、车载电脑中任意一种。
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