CN113040086A - 一种生态化的鳜鱼种养水循环系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生态化的鳜鱼种养水循环系统，用于解决现有的鳜鱼种养水循环系统存在不能合理的选取对应的处理终端对鳜鱼养殖中水的含氧量以及水温进行智能分析和调节，避免水的温度过高以及水中含氧量不足影响鳜鱼的生长的问题，包括鳜鱼养殖设备和服务器，本发明通过设备控制模块控制对应设备进行工作方便对鳜鱼养殖中水的含氧量以及水温的调节，实现智能化养殖，避免水的温度过高以及水中含氧量不足影响鳜鱼的生长，同时通过注册终端的传输间距、预设型号值以及数处值进行归一化处理得到注册终端的存处值；根据存处值合理的选取对应的数据处理端对数据进行处理，减少服务器的处理压力。
Description
技术领域
本发明涉及鳜鱼养殖水循环控制技术领域，具体为一种生态化的鳜鱼种养水循环系统。
背景技术
鳜鱼，俗称桂鱼，又叫鳌花鱼，肉质细嫩、刺少，近日武汉农业集团投资建设的工厂化循环水养殖系统已经通过验收，这里面就养殖了大量的鳜鱼、胭脂鱼等名特水产品。鳜鱼喜欢干净水质，耐低氧能力不好，因此对生长水温要求15～32℃，最适水温23～28℃，在此范围内随着水温升高其摄食量增加，生长速度加快，但在水温7℃以下时不大活动和摄食；
现有的鳜鱼种养水循环系统存在不能合理的选取对应的处理终端对鳜鱼养殖中水的含氧量以及水温进行智能分析和调节，避免水的温度过高以及水中含氧量不足影响鳜鱼的生长的问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决现有的鳜鱼种养水循环系统存在不能合理的选取对应的处理终端对鳜鱼养殖中水的含氧量以及水温进行智能分析和调节，避免水的温度过高以及水中含氧量不足影响鳜鱼的生长的问题，而提出一种生态化的鳜鱼种养水循环系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种生态化的鳜鱼种养水循环系统，包括鳜鱼养殖设备和服务器，鳜鱼养殖设备通过物联网与服务器通信连接；鳜鱼养殖设备通过市电或用户家用发电系统的蓄电池组供电；
鳜鱼养殖设备包括养殖池、安装在养殖池内部的增氧单元、温度采集单元、溶解氧采集单元、温度调节单元以及净化池、安装在净化池内部的固液分离单元、生物膜净化单元和抽水单元；
服务器内包括数据采集模块、数据分析模块和设备控制模块；
数据采集模块用于采集鳜鱼养殖设备的监测的水参数；监测的水参数包括设备的位置、编号、水温、水中溶解氧含量；
数据分析模块对水参数进行分类，将同一设备的水参数归类一起得到设备的数据包，选取数据处理端，将数据包发送至数据处理端；数据处理端接收到数据包后对数据包进行存储，同时对数据包内的数据进行分析，生成设备工作指令或设备停止指令或正常指令并将其发送至设备控制模块；
设备控制模块用于接收数据处理端反馈的设备工作指令或设备停止指令或正常指令；当接收到设备工作指令时，控制对应设备进行工作；当接收到设备停止指令时，则控制对应设备停止工作；
作为本发明的一种优选实施方式，所述增氧单元为均匀分布在养殖池内部的多个底部增氧机和水面增氧机，底部增氧机用于对养殖池内部底部的水进行增氧，水面增氧机用于对养殖池内部上端进行水增氧；温度采集单元为若干个均匀分布在养殖池内部用于采集养殖池内部水温的温度传感器；溶解氧采集单元为若干个均匀分布在养殖池内部用于采集养殖池内部水中氧气含量的溶解氧传感器；温度调节单元用于对养殖池进行遮阳；抽水单元用于将养殖池内的水抽入净化池及将净化池内净化的水抽入养殖池内；固液分离单元用于对养殖池抽出的水进行固液分离和过滤；生物膜净化单元用于对固液分离和过滤后的水进行生物膜净化处理；
作为本发明的一种优选实施方式，所述服务器内还包括注册登录模块，所述注册登录模块用于电脑拥有者通过电脑终端提交终端信息进行注册并将注册成功的终端信息发送至服务器，服务器将注册成功的电脑终端标记为注册终端，同时服务器与注册终端通信连接；其中终端信息包括电脑终端的型号、购买时间、处理器型号以及电脑终端的位置；
作为本发明的一种优选实施方式，所述数据分析模块选取数据处理端的具体步骤为：
步骤一：获取注册终端的终端信息，将注册终端的位置与服务器的位置进行距离差得到传输间距；
步骤二：设定所有电脑终端型号均对应一个终端型号值，所有处理器型号均对应一个处理型号值，将注册终端的电脑型号与处理器型号分别与所有电脑终端型号以及所有处理器型号进行匹配获取得到对应的终端型号值和处理型号值；将匹配到得终端型号值与处理型号值进行求和得到预设型号值；
步骤三：获取注册终端的数处值；将注册终端的传输间距、预设型号值以及数处值进行归一化处理并取其数值；通过数值分析得到注册终端的存处值将存处值最大的注册终端标记为数据处理端，将设备的数据包发送至数据处理端；
作为本发明的一种优选实施方式，所述服务器内还包括数处采集模块和数处分析模块；
所述数处采集模块用于采集数据包发送至数据处理端的时刻以及数据处理端反馈指令的时刻并将其分别标记为发送时刻和反馈时刻；数处采集模块将发送时刻和反馈时刻发送至数处分析模块；
所述数处分析模块用于对数据处理端进行存处值计算，具体过程为：将发送时刻与反馈时刻进行时间差计算得到单次反馈时长，将单次反馈时长与预设反馈阈值进行比对，当单次反馈时长小于预设反馈阈值时，计算两者之间的差值得到单次提前时长，将数据处理端的所有单次提前时长进行求和得到提前总时长；将数据处理端的处理总次数和提前总时长进行归一化处理并取其数值，通过数值分析得到数据处理端的数处值；
作为本发明的一种优选实施方式，所述数据处理端对数据包进行分析的具体步骤为：
S1：当数据包内为水温数据时，当某一个位置的温度属于预设温度范围内，生成正常指令，并将其反馈至设备控制模块；
当某一个位置的温度不属于预设温度范围内，生成温度遮挡指令，一段时间后，当温度在预设温度范围内一定时长时，生成该位置对应的遮挡取消指令；数据处理端将温度遮挡指令或遮挡取消指令发送至设备控制模块；
S2：当数据包内为水中溶解氧含量数据时，当某一个位置的水中溶解氧含量大于预设氧含量阈值时，生成正常指令，并将其反馈至设备控制模块；
当某一个位置的水中溶解氧含量小于预设氧含量阈值时，生成增氧工作指令；一段时间后，当某一个位置水中溶解氧含量大于或等于设氧含量阈值时,生成增氧停止指令；数据处理端将增氧工作指令或增氧停止指令发送至设备控制模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明数据采集模块采集鳜鱼养殖设备的监测的水参数，通过数据分析模块对水参数进行分类，将同一设备的水参数归类一起得到设备的数据包，选取数据处理端，将数据包发送至数据处理端；数据处理端接收到数据包后对数据包进行存储，同时对数据包内的数据进行分析，并通过设备控制模块控制对应设备进行工作方便对鳜鱼养殖中水的含氧量以及水温的调节，实现智能化养殖，避免水的温度过高以及水中含氧量不足影响鳜鱼的生长，同时通过注册终端的传输间距、预设型号值以及数处值进行归一化处理得到注册终端的存处值；根据存处值合理的选取对应的数据处理端对数据进行处理，减少服务器的处理压力。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明的温度调节单元结构示意图；
图3为本发明的遮挡架结构剖视图；
图4为本发明的A结构放大示意图；
图5为本发明的遮挡件的俯视图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
请参阅图1所示，一种生态化的鳜鱼种养水循环系统，包括鳜鱼养殖设备和服务器，鳜鱼养殖设备通过物联网与服务器通信连接，鳜鱼养殖设备通过市电或用户家用发电系统的蓄电池组供电；
鳜鱼养殖设备包括养殖池、安装在养殖池内部的增氧单元、温度采集单元、溶解氧采集单元、温度调节单元以及净化池、安装在净化池内部的固液分离单元、生物膜净化单元和抽水单元；
增氧单元为均匀分布在养殖池内部的多个底部增氧机和水面增氧机，底部增氧机用于对养殖池内部底部的水进行增氧，水面增氧机用于对养殖池内部上端进行水增氧；
温度采集单元为若干个均匀分布在养殖池内部用于采集养殖池内部水温的温度传感器；
溶解氧采集单元为若干个均匀分布在养殖池内部用于采集养殖池内部水中氧气含量的溶解氧传感器；
如图2-4所示，温度调节单元用于对养殖池进行遮阳，包括若干个安装在养殖池上的遮挡架1，遮挡架1的两端均一体成型有两个圆筒，分别为圆筒一11和圆筒二12，遮挡架1的内部开设有两端分别与两个圆筒贯通连接的容腔13，圆筒一11和圆筒二12的内部均安装有支撑架111和导向轴116，支撑架111的一侧安装有电机112，电机112的输出轴端安装有第一齿轮113，支撑架111上安装有绕辊115，圆筒一11内部的绕辊115上缠绕有遮挡件14的一端，遮挡件14的另一端经过安装在支撑架111一侧的导向轴116和容腔13并缠绕在圆筒二12内部的绕辊115上；遮挡件14上开设有挡光区141和透光区142；
设备控制模块接收到温度遮挡指令时，控制圆筒二12内部的电机112工作，电机112通过齿轮啮合带动遮挡件14转动，通过遮挡件14内的挡光区141对水进行遮挡阳光，避免高温季节水温过高，影响生长；在7—8月高温季节，由于大棚透明度高，阳光强烈，最高水温达到36℃，致使鳜鱼摄食下降，生长变慢，对养殖产量及效益影响较大；
设备控制模块接收到遮挡取消指令时，控制圆筒一11内部的电机112工作，电机112通过齿轮啮合带动遮挡件14转动，使得挡光区141收纳在圆筒一11内；
抽水单元用于将养殖池内的水抽入净化池及将净化池内净化的水抽入养殖池内；
固液分离单元用于对养殖池抽出的水进行固液分离和过滤；生物膜净化单元用于对固液分离和过滤后的水进行生物膜净化处理；通过鳜鱼养殖设备对养殖池内部的水进行净化固液分离、过滤及生物膜净化处理，实现水循环利用，从而实现鳜鱼的生态化养殖；避免养殖循环水处理设施的工艺流程不完善，缺少固液分离、生物膜吸收净化过程，致使去氨氮、亚硝酸氮能力不够，在高温季节和养殖后期，造成亚硝酸氮升高至1毫克/升以上，导致部分鳜鱼中毒死亡；
服务器内包括数据采集模块、数据分析模块、设备控制模块、注册登录模块、数处采集模块、数处分析模块、电量采集模块和供电控制模块；数据采集模块用于采集鳜鱼养殖设备的监测的水参数；监测的水参数包括设备的位置、编号、水温、水中溶解氧含量；
数据分析模块对水参数进行分类，将同一设备的水参数归类一起得到设备的数据包，选取数据处理端；具体步骤为：
步骤一：获取注册终端的终端信息，将注册终端的位置与服务器的位置进行距离差得到传输间距并标记为Q1；
步骤二：设定所有电脑终端型号均对应一个终端型号值，所有处理器型号均对应一个处理型号值，将注册终端的电脑型号与处理器型号分别与所有电脑终端型号以及所有处理器型号进行匹配获取得到对应的终端型号值和处理型号值；将匹配到得终端型号值与处理型号值进行求和得到预设型号值并标记为Q2；
步骤三：获取注册终端的数处值并标记为Q3；将注册终端的传输间距、预设型号值以及数处值进行归一化处理并取其数值；
步骤四：利用存处公式
得到注册终端的存处值CQ，其中，μ为误差修正因子，取值为0.961；b1、b2和b3均为预设权重系数，取值分别为1.6、2.8、3.9；将存处值最大的注册终端标记为数据处理端，将设备的数据包发送至数据处理端；
将数据包发送至数据处理端；数据处理端接收到数据包后对数据包进行存储，同时对数据包内的数据进行分析，生成设备工作指令或设备停止指令或正常指令并将其发送至设备控制模块；具体步骤为：
S1：当数据包内为水温数据时，当某一个位置的温度不属于预设温度范围内，生成温度遮挡指令；当某一个位置的温度在预设温度范围内一定时长时，生成该位置对应的遮挡取消指令；数据处理端将温度遮挡指令或遮挡取消指令发送至设备控制模块；
S2：当数据包内为水中溶解氧含量数据时，当某一个位置的水中溶解氧含量小于预设氧含量阈值时，生成增氧工作指令；当某一个位置水中溶解氧含量大于或等于设氧含量阈值时,生成增氧停止指令；数据处理端将增氧工作指令或增氧停止指令发送至设备控制模块；同时数据处理端的处理总次数增加一次；
设备控制模块用于接收数据处理端反馈的设备工作指令或设备停止指令或正常指令；当接收到设备工作指令时，控制对应设备进行工作；当接收到设备停止指令时，则控制对应设备停止工作；
注册登录模块用于电脑拥有者通过电脑终端提交终端信息进行注册并将注册成功的终端信息发送至服务器，服务器将注册成功的电脑终端标记为注册终端，同时服务器与注册终端通信连接；其中终端信息包括电脑终端的型号、购买时间、处理器型号以及电脑终端的位置；
数处采集模块用于采集数据包发送至数据处理端的时刻以及数据处理端反馈指令的时刻并将其分别标记为发送时刻和反馈时刻；数处采集模块将发送时刻和反馈时刻发送至数处分析模块；
数处分析模块用于对数据处理端进行存处值计算，将发送时刻与反馈时刻进行时间差计算得到单次反馈时长，将单次反馈时长与预设反馈阈值进行比对，当单次反馈时长小于预设反馈阈值时，计算两者之间的差值得到单次提前时长，将数据处理端的所有单次提前时长进行求和得到提前总时长；将数据处理端的处理总次数和提前总时长进行归一化处理并取其数值，通过公式Q3＝FM1×d1+FM2×d2得到数据处理端的数处值；其中，FM1为处理总次数的数值，FM2为提前总时长的数值，d1、d2均为预设权重系数；取值为0.4、0.6；
电量采集模块用于采集用户家用发电系统的蓄电池组的供电信息并将其发送至供电控制模块；其中供电信息包括蓄电池组的位置、安装时刻及蓄电池组的剩余电量；
供电控制模块用于对供电信息进行分析，具体过程为：将安装时刻与系统当前时刻进行时间差计算得到安装时长并标记为TA1；将蓄电池组的位置与养殖池的位置进行距离差计算得到输电间距并标记为TA2；将剩余电量标记为TA3；再讲安装时长、输电间距以及剩余电量进行归一化处理并取其数值；
利用公式
获取得到用户家用发电系统的蓄电池组的供电输送值TJ；
供电控制模块控制供电输送值最大的用户家用发电系统的蓄电池组为鳜鱼养殖设备供电；
通过供电控制模块合理的选取用户家用发电系统的蓄电池组为鳜鱼养殖设备供电，方便利用太阳能为鳜鱼养殖设备供电；
上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；
本发明在使用时，数据采集模块采集鳜鱼养殖设备的监测的水参数，通过数据分析模块对水参数进行分类，将同一设备的水参数归类一起得到设备的数据包，选取数据处理端，将数据包发送至数据处理端；数据处理端接收到数据包后对数据包进行存储，同时对数据包内的数据进行分析，生成设备工作指令或设备停止指令或正常指令并将其发送至设备控制模块；设备控制模块用于接收数据处理端反馈的设备工作指令或设备停止指令或正常指令；当接收到设备工作指令时，控制对应设备进行工作；当接收到设备停止指令时，则控制对应设备停止工作；方便对鳜鱼养殖中水的含氧量以及水温的调节，实现智能化养殖，避免水的温度过高以及水中含氧量不足影响鳜鱼的生长，同时通过注册终端的传输间距、预设型号值以及数处值进行归一化处理得到注册终端的存处值；根据存处值合理的选取对应的数据处理端对数据进行处理，减少服务器的处理压力。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.一种生态化的鳜鱼种养水循环系统，包括鳜鱼养殖设备和服务器，鳜鱼养殖设备通过物联网与服务器通信连接；鳜鱼养殖设备通过市电或用户家用发电系统的蓄电池组供电，其特征在于：
鳜鱼养殖设备包括养殖池、安装在养殖池内部的增氧单元、温度采集单元、溶解氧采集单元、温度调节单元以及净化池、安装在净化池内部的固液分离单元、生物膜净化单元和抽水单元；
服务器内包括数据采集模块、数据分析模块和设备控制模块；
数据采集模块用于采集鳜鱼养殖设备的监测的水参数；监测的水参数包括设备的位置、编号、水温、水中溶解氧含量；
数据分析模块对水参数进行分类，将同一设备的水参数归类一起得到设备的数据包，选取数据处理端，将数据包发送至数据处理端；数据处理端接收到数据包后对数据包进行存储，同时对数据包内的数据进行分析，生成设备工作指令或设备停止指令或正常指令并将其发送至设备控制模块；
设备控制模块用于接收数据处理端反馈的设备工作指令或设备停止指令或正常指令；当接收到设备工作指令时，控制对应设备进行工作；当接收到设备停止指令时，则控制对应设备停止工作。
2.根据权利要求1所述的一种生态化的鳜鱼种养水循环系统，其特征在于，所述增氧单元为均匀分布在养殖池内部的多个底部增氧机和水面增氧机，底部增氧机用于对养殖池内部底部的水进行增氧，水面增氧机用于对养殖池内部上端进行水增氧；温度采集单元为若干个均匀分布在养殖池内部用于采集养殖池内部水温的温度传感器；溶解氧采集单元为若干个均匀分布在养殖池内部用于采集养殖池内部水中氧气含量的溶解氧传感器；温度调节单元用于对养殖池进行遮阳；抽水单元用于将养殖池内的水抽入净化池及将净化池内净化的水抽入养殖池内；固液分离单元用于对养殖池抽出的水进行固液分离和过滤；生物膜净化单元用于对固液分离和过滤后的水进行生物膜净化处理。
3.根据权利要求1所述的一种生态化的鳜鱼种养水循环系统，其特征在于，所述服务器内还包括注册登录模块，所述注册登录模块用于电脑拥有者通过电脑终端提交终端信息进行注册并将注册成功的终端信息发送至服务器，服务器将注册成功的电脑终端标记为注册终端，同时服务器与注册终端通信连接；其中终端信息包括电脑终端的型号、购买时间、处理器型号以及电脑终端的位置。
4.根据权利要求3所述的一种生态化的鳜鱼种养水循环系统，其特征在于，所述数据分析模块选取数据处理端的具体步骤为：
步骤一：获取注册终端的终端信息，将注册终端的位置与服务器的位置进行距离差得到传输间距；
步骤二：设定所有电脑终端型号均对应一个终端型号值，所有处理器型号均对应一个处理型号值，将注册终端的电脑型号与处理器型号分别与所有电脑终端型号以及所有处理器型号进行匹配获取得到对应的终端型号值和处理型号值；将匹配到得终端型号值与处理型号值进行求和得到预设型号值；
步骤三：获取注册终端的数处值；将注册终端的传输间距、预设型号值以及数处值进行归一化处理并取其数值；通过分析得到注册终端的存处值将存处值最大的注册终端标记为数据处理端，将设备的数据包发送至数据处理端。
5.根据权利要求4所述的一种生态化的鳜鱼种养水循环系统，其特征在于，所述服务器内还包括数处采集模块和数处分析模块；
所述数处采集模块用于采集数据包发送至数据处理端的时刻以及数据处理端反馈指令的时刻并将其分别标记为发送时刻和反馈时刻；数处采集模块将发送时刻和反馈时刻发送至数处分析模块；
所述数处分析模块用于对数据处理端进行存处值计算，具体过程为：将发送时刻与反馈时刻进行时间差计算得到单次反馈时长，将单次反馈时长与预设反馈阈值进行比对，当单次反馈时长小于预设反馈阈值时，计算两者之间的差值得到单次提前时长，将数据处理端的所有单次提前时长进行求和得到提前总时长；将数据处理端的处理总次数和提前总时长进行归一化处理并取其数值，通过数值分析得到数据处理端的数处值。
6.根据权利要求1所述的一种生态化的鳜鱼种养水循环系统，其特征在于，所述数据处理端对数据包进行分析的具体步骤为：
S1：当数据包内为水温数据时，当某一个位置的温度属于预设温度范围内，生成正常指令，并将其反馈至设备控制模块；
当某一个位置的温度不属于预设温度范围内，生成温度遮挡指令，一段时间后，当温度在预设温度范围内一定时长时，生成该位置对应的遮挡取消指令；数据处理端将温度遮挡指令或遮挡取消指令发送至设备控制模块；
S2：当数据包内为水中溶解氧含量数据时，当某一个位置的水中溶解氧含量大于预设氧含量阈值时，生成正常指令，并将其反馈至设备控制模块；
当某一个位置的水中溶解氧含量小于预设氧含量阈值时，生成增氧工作指令；一段时间后，当某一个位置水中溶解氧含量大于或等于设氧含量阈值时,生成增氧停止指令；数据处理端将增氧工作指令或增氧停止指令发送至设备控制模块。
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