CN113728953A - 具可移动感测器的水产养殖系统 - Google Patents

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Abstract

一种具可移动感测器的水产养殖系统，借由将监测养殖子系统附近的环境数据传送至陆上处理中心，并由陆上处理中心传送至云端数据中心进行分析，陆上处理中心再根据分析结果产生控制讯号，调整养殖子系统的养殖状态。如此可以实现养殖自动化，并可以根据养殖环境的变化适时地调整养殖状态。

Description

具可移动感测器的水产养殖系统
技术领域
本发明是有关于一种水产养殖的技术领域，特别有关于一种具可移动感测器的水产养殖系统。
背景技术
由于人类的过度捕捞，使得海洋的渔业资源有逐渐枯竭的问题而且引发了生态的危机，因此近年来养殖渔业逐渐发展。中国台湾早期多半是以陆地上开设水塘的方式来进行淡水的水产养殖，但是陆地养殖需要抽取地下水，往往造成地层下陷等环境保护问题。因此近年来海上养殖相当蓬勃发展。海上养殖由于需要面临气象与海象等的复杂的环境条件，因此较陆上养殖更为困难。现有的海上养殖是以人工的方式进行，但是依赖人工的判断，往往会因为无法考量整体环境气候的因素，而导致养殖失败或无法提高产量。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种具可移动感测器的水产养殖系统，借由物联网、云端运算及大数据分析等的技术，可以整体而有效地对水面的养殖环境的变化做出因应，拟定饲养的计划且适时地针对环境变化作出调整，而提高产量。
本发明具可移动感测器的水产养殖系统的一实施例包括一养殖子系统、一监测子系统以及一通讯子系统以及一陆上处理中心。养殖子系统包括：一养殖装置、一沉降装置以及一喂饲装置。养殖装置可浮于水面或沉入水中，水产生物被养殖于该养殖装置中；沉降装置驱动该养殖装置浮出水面或沉入水中；喂饲装置可对该养殖装置进行喂饲。监测子系统侦测养殖装置的环境数据，监测子系统包括一水面监测装置，水面监测装置连接于养殖装置，量测养殖装置的环境数据，且水面监测装置保持浮在水面。通讯子系统连接于监测子系统。陆上处理中心经由一网路及通讯子系统连接于养殖子系统以及监测子系统。监测子系统所测得的环境数据经由通讯子系统与网路传送至陆上处理中心，陆上处理中心处理环境数据后产生第一控制讯号，第一控制讯号经由网路及通讯子系统传送至养殖子系统的沉降装置或喂饲装置，沉降装置根据第一控制讯号驱动养殖装置浮出水面或沉入水中，喂饲装置根据第一控制讯号对养殖装置进行喂饲。
在另一实施例中，本发明的具可移动感测器的水产养殖系统更包括一云端数据中心，云端数据中心通讯连接于陆上处理中心，陆上处理中心将环境数据传送至云端数据中心进行计算，并根据计算结果产生第一控制讯号。
在另一实施例中，水面监测装置包括一波浪感测器、一水温感测器、一水质感测器及一风速感测器。
在另一实施例中，通讯子系统包括一通讯装置，通讯装置机械连接于养殖装置，且通讯装置保持浮在水面，通讯装置通讯连接于水面监测装置以及网路，水面监测装置所测得的环境数据经由通讯装置及网路传送至陆上处理中心。
在另一实施例中，通讯子系统更包括一海上工作站，海上工作站通讯连接于通讯装置以及网路，子监测系统所测得的环境数据经由通讯装置、海上工作站及网路传送至陆上处理中心。
在另一实施例中，喂饲装置连接于养殖装置，且喂饲装置保持浮在水面。
在另一实施例中，喂饲装置设置在一工作船上，工作船接收第一控制讯号，而靠近养殖装置进行喂饲。
在另一实施例中，本发明的整合于物联网的水产养殖系统更包括一电源供应站，电源供应站供电于养殖子系统、监测子系统及通讯子系统。
在另一实施例中，本发明的具可移动感测器的水产养殖系统更包括一行动装置，行动装置经由网路以及通讯子系统通讯连接于监测子系统以及养殖子系统，监测子系统量测的环境数据经由通讯子系统通讯以及网路传送至行动装置，行动装置传送一第二控制讯号至养殖子系统的沉降装置或喂饲装置，沉降装置根据第二控制讯号驱动养殖装置浮出水面或沉入水中，喂饲装置根据第二控制讯号对养殖装置进行喂饲。
在另一实施例中，监测子系统是以缆线连接于通讯子系统。
本发明的具可移动感测器的水产养殖系统借由网路连接至陆上的处理中心，更进一步连接至云端数据中心，因此养殖子系统周遭的环境状态经由监测子系统量测后，将环境数据传送至陆上处理中心，陆上处理中心根据环境数据控制养殖子系统，如此可以借助陆上处理中心对环境数据进行分析及运算，而得到适合于环境变化的对养殖子系统的控制方式。
附图说明
图1：为本发明的具可移动感测器的水产养殖系统的养殖子系统、监测子系统以及通讯子系统的一实施例的立体图。
图2：为本发明的具可移动感测器的水产养殖系统的养殖子系统、监测子系统以及通讯子系统的另一实施例的立体图。
图3：为本发明的具可移动感测器的水产养殖系统的一实施例的示意图。
图4：为本发明的具可移动感测器的水产养殖系统的养殖子系统的示意图。
图5：为本发明的具可移动感测器的水产养殖系统的另一实施例的示意图。
图6：为本发明的具可移动感测器的水产养殖系统的系统方块图。
图号说明
10：养殖子系统
11：养殖装置
12：沉降装置
13：喂饲装置
20：监测子系统
21：水面监测装置
22：水下监测器
23：空中监测器
30：通讯子系统
31：通讯装置
32：海上工作站
40：陆上处理中心
50：云端数据中心
60：高速网路及计算中心
70：电源供应站
80：行动装置
111：沉降浮筒
112：沉降浮筒
B：工作船
N：网路。
具体实施方式
请参阅图1、图2及图3，其为本发明的具可移动感测器的水产养殖系统的一实施例。本发明的具可移动感测器的水产养殖系统包括一养殖子系统10、一监测子系统20以及一通讯子系统30以及一陆上处理中心40。水产生物养殖于养殖子系统10中，监测子系统20监测养殖子系统10的环境状态，通讯子系统30将监测子系统20所监测到的环境数据传送至陆上处理中心40，陆上处理中心40可以选择对接收到的环境数据进行分析，而在养殖规模较大的系统，例如，同时具有多个养殖子系统10，甚至多个养殖子系统10所养殖的水产种类不同，或者是多个养殖子系统10分布在不同海域的情况，这些环境数据也可以传送至后述的云端数据中心50，甚至是高速网路及计算中心60，利用大数据分析的方式或者是建立预测模式而控制养殖子系统10，例如，箱网的沉降或浮起，喂饲喂食的时间等。
实施例的监测子系统20还包括可移动监测装置，可移动监测装置可以是水下监测器22以及空中监测器23。水下监测器22可以是遥控潜水器 (remotely operatedunderwater vehicle，ROV)或自主水下载具(autonomous underwater vehicle，AUV)，可以监测养殖子系统10下方附近的海洋环境。空中监测器23可以是无人机，可以从空中监测养殖子系统10附近的海域状态。水下监测器22及空中监测器23可以用无线传输的方式将侦测到的数据经由通讯子系统30传送至陆上处理中心40。
养殖子系统10包括：一养殖装置11、一沉降装置12以及一喂饲装置 13。养殖装置11可浮于水面或沉入水中，水产生物被养殖于该养殖装置11 中。如图1所示，养殖装置11可以是箱网，水产生物可以养殖于箱网中，箱网的外周设置环状的沉降浮筒111，当箱网需要下沉时，使水进入沉降浮筒111，箱网会下沉，如果要浮起，利用空气泵将空气灌入沉降浮筒111中，使水排出，箱网会浮起。如图2所示，箱网的外部设有多个直立式的沉降浮筒112，同样当箱网需要下沉时，使水进入沉降浮筒112，如果要浮起，利用空气泵将空气灌入沉降浮筒112中。沉降装置12驱动养殖装置11浮出水面或沉入水中，沉降装置12可以是前述的空气泵。喂饲装置13可对该养殖装置11进行喂饲。喂饲装置13可以是设置于连接于养殖装置11，且喂饲装置13保持浮在水面，不会随着养殖装置11浮于水面或沉入水中。在本实施例中，如图3所示，喂饲装置13可以是设置在一工作船B上，工作船B航行至每个养殖装置11进行喂饲。
监测子系统20侦测养殖装置11的环境数据，在本实施例中，监测子系统20包括一水面监测装置21，水面监测装置21连接于养殖装置11，量测养殖装置11的环境数据，且水面监测装置21保持浮在水面。水面监测装置21可以使用线材绑浮于养殖装置11上，而且线材可以使用卷筒收起或释放，使得养殖装置11浮起或下沉时，水面监测装置21可保持浮在水面，不会随着养殖装置11移动，而保持监测水面上的环境。水面监测装置 21可包括波浪感测器、水温感测器、水质感测器、风速感测器及水位感测器，分别监测浪高、水温、海水盐度及海面风速等。
通讯子系统30连接于监测子系统20。通讯子系统30包括一通讯装置 31，通讯装置31机械连接于养殖装置11，且通讯装置31保持浮在水面，通讯装置31通讯连接于水面监测装置21以及网路N，水面监测装置21所测得的环境数据经由通讯装置31及网路N传送至陆上处理中心40。通讯装置31可以是以线缆电性连接于水面监测装置21或者是以无线的方式与水面监测装置21连接。在海面上，为了避免海水的盐分腐蚀水面监测装置 21及通讯装置31，水面监测装置21及通讯装置31可以整合地安装于一壳体内，并且浮于海面上。如图3所示，通讯子系统30更包括一海上工作站 32，海上工作站32通讯连接于通讯装置31以及网路N，监测子系统20所测得的环境数据经由通讯装置31、海上工作站32及网路N传送至陆上处理中心40。
陆上处理中心40经由网路N及通讯子系统30连接于养殖子系统10以及监测子系统20。监测子系统20所测得的环境数据经由通讯子系统30与网路N传送至陆上处理中心40。陆上处理中心40处理环境数据后产生第一控制讯号，第一控制讯号经由网路N及通讯子系统30传送至养殖子系统 10的沉降装置12或喂饲装置13，沉降装置12根据第一控制讯号驱动养殖装置11浮出水面或沉入水中，喂饲装置13根据第一控制讯号对养殖装置 11进行喂饲，借此改变养殖子系统10的养殖状态。第一控制讯号除了可以直接传送至喂饲装置13，也可以传送至工作船B，工作船B接收到第一控制讯号后，可以航行至各养殖装置11进行喂饲。
如图3所示，本发明具可移动感测器的水产养殖系统更包括一云端数据中心50，云端数据中心50通讯连接于陆上处理中心40，陆上处理中心 40将环境数据传送至云端数据中心50进行计算，并根据计算结果产生第一控制讯号。云端数据中心50甚至可连线于高速网路及计算中心60，利用大数据分析的方式或者是建立预测模式而控制养殖子系统10，云端数据中心 50根据高速网路及计算中心60的分析结果产生第一控制讯号。
本发明整合于物联网的水产养殖系统更包括一电源供应站70，电源供应站70供电于养殖子系统10、监测子系统20及通讯子系统30。
请参阅图3、图4，本发明的陆上处理中心40经由网路N可以同时连线于多个通讯子系统30，然后经由多个通讯子系统30分别连接于个别的监测子系统20及养殖子系统10。一具水下监测器22可以同时监测多个养殖子系统10的水下环境。同样地，一具空中监测器23可以同时监测多个养殖子系统10的水域环境。
请参阅图5，其为本发明具可移动感测器的水产养殖系统的另一实施例。本发明的整合于物联网的水产养殖系统更包括一行动装置80，行动装置80 经由网路N以及通讯子系统30通讯连接于监测子系统20以及养殖子系统 10，监测子系统20量测的环境数据经由通讯子系统30以及网路N传送至行动装置80，行动装置80传送一第二控制讯号至养殖子系统10的沉降装置12或喂饲装置13，沉降装置12根据第二控制讯号驱动养殖装置11浮出水面或沉入水中，喂饲装置13根据第二控制讯号对养殖装置11进行喂饲。行动装置80可以是行动电话或可携式电脑等，行动装置80接收到环境数据后，可以在荧幕上观看相关的数据，并根据相关的应用程序下达操作指令，例如在操作介面上设置多个图像按钮，点击相关的图像按钮可以产生上述第二控制讯号，而调整养殖子系统10的养殖状态。
请一并参阅图6，其表示本发明具可移动感测器的水产养殖系统的方块图。监测子系统20(包括感测器及摄影机)侦测养殖子系统10的环境数据并经由通讯子系统30传送至陆上处理中心40，陆上处理中心40将接收到的环境数据至云端数据中心50进行大数据分析及计算，然后将分析结果传送至陆上处理中心40，陆上处理中心40根据分析结果产生第一控制讯号，第一控制讯号经由通讯子系统30传送至养殖子系统10，而调整养殖状态，例如沉降箱网或投掷饲料等。
本发明具可移动感测器的水产养殖系统借由可移动的水下监测器及空中监测器将监测养殖子系统附近的整体水域及水面下的环境数据传送至陆上处理中心，并由陆上处理中心传送至云端数据中心进行分析，陆上处理中心再根据分析结果产生控制讯号，调整养殖子系统的养殖状态。如此可以实现养殖自动化，并可以根据养殖环境的变化适时地调整养殖状态。

Claims (13)

1.一种具可移动感测的水产养殖系统，其特征在于，包括：
一养殖子系统(10)，养殖一水产生物；
一监测子系统(20)，侦测该养殖子系统(10)的环境数据，其包括可移动的感测装置，侦测该养殖子系统(10)的养殖环境；
一通讯子系统(30)，连接于该监测子系统(20)；
一陆上处理中心(40)，经由一网路(N)及该通讯子系统(30)连接于该养殖子系统(10)以及该监测子系统(20)；
一云端数据中心(50)，该云端数据中心(50)通讯连接于该陆上处理中心(40)；
其中该监测子系统(20)所测得的该环境数据经由该通讯子系统(30)与该网路(N)传送至该陆上处理中心(40)，该陆上处理中心(40)将该环境数据传送至该云端数据中心(50)进行计算，并根据计算结果产生一第一控制讯号，该第一控制讯号经由该网路(N)及该通讯子系统(30)传送至该养殖子系统(10)，该养殖子系统(10)根据该第一控制讯号调整养殖状态；该养殖子系统(10)包括：
一养殖装置(11)，可浮于水面或沉入水中，水产生物被养殖于该养殖装置(11)中，该养殖装置(11)是一箱网，该箱网的外周设置一环状的沉降浮筒(111)，且该箱网的外部设有多个直立式的沉降浮筒(112)；
一沉降装置(12)，驱动该养殖装置(11)浮出水面或沉入水中；以及
一喂饲装置(13)，可对该养殖装置(11)进行喂饲；
其中该第一控制讯号传送至该沉降装置(12)或该喂饲装置(13)，该沉降装置(12)根据该第一控制讯号驱动该养殖装置(11)浮出水面或沉入水中，该喂饲装置(13)根据该第一控制讯号对该养殖装置(11)进行喂饲。
2.如权利要求1所述的具可移动感测器的水产养殖系统，其特征在于，该可移动的感测装置包括一水下监测器(22)，该水下监测器(22)可在水面下移动，侦测水中的养殖环境。
3.如权利要求1所述的具可移动感测器的水产养殖系统，其特征在于，该可移动的感测装置包括一空中监测器(23)，该空中监测器(23)可在天空中移动，侦测该养殖子系统(10)所在的水域的养殖环境。
4.如权利要求1所述的具可移动感测器的水产养殖系统，其特征在于，更包括一高速网路及计算中心(60)，该云端数据中心(50)连线于该高速网路及计算中心(60)，该高速网路及计算中心(60)利用大数据分析的方式或者是建立预测模式对该环境数据进行分析，该云端数据中心(50)根据该高速网路及计算中心(60)的分析结果产生该第一控制讯号。
5.如权利要求3所述的具可移动感测器的水产养殖系统，其特征在于，该监测子系统(20)更包括一水面监测装置(21)，该水面监测装置(21)连接于该养殖装置(11)，量测该养殖装置(11)的该环境数据。
6.如权利要求5所述的具可移动感测器的水产养殖系统，其特征在于，该水面监测装置(21)包括一波浪感测器、一水温感测器、一水质感测器及一风速感测器。
7.如权利要求5所述的具可移动感测器的水产养殖系统，其特征在于，该通讯子系统(30)包括一通讯装置(31)，该通讯装置(31)机械连接于该养殖装置(11)，且该通讯装置(31)保持浮在水面，该通讯装置(31)通讯连接于该水面监测装置(21)以及该网路(N)，该水面监测装置(21)所测得的该环境数据经由该通讯装置(31)及该网路(N)传送至该陆上处理中心(40)。
8.如权利要求3所述的具可移动感测器的水产养殖系统，其特征在于，该通讯子系统(30)包括一通讯装置(31)，该通讯装置(31)机械连接于该养殖装置(11)，且该通讯装置(31)保持浮在水面，该通讯装置(31)通讯连接于该子监测系统以及该网路(N)，该子监测系统所测得的该环境数据经由该通讯装置(31)及该网路(N)传送至该陆上处理中心(40)。
9.如权利要求7或8所述的具可移动感测器的水产养殖系统，其特征在于，该通讯子系统(30)更包括一海上工作站(32)，该海上工作站(32)通讯连接于该通讯装置(31)以及该网路(N)，该监测子系统(20)所测得的该环境数据经由该通讯装置(31)、该海上工作站(32)及该网路(N)传送至该陆上处理中心(40)。
10.如权利要求3所述的具可移动感测器的水产养殖系统，其特征在于，该喂饲装置(13)连接于该养殖装置(11)，且该喂饲装置(13)保持浮在水面。
11.如权利要求3所述的具可移动感测器的水产养殖系统，其特征在于，该喂饲装置(13)设置在一工作船(B)上，该工作船(B)接收该第一控制讯号，而靠近该养殖装置(11)进行喂饲。
12.如权利要求1所述的具可移动感测器的水产养殖系统，其特征在于，更包括一电源供应站(70)，该电源供应站(70)供电于该养殖子系统(10)、该监测子系统(20)及该通讯子系统(30)。
13.如权利要求3所述的具可移动感测器的水产养殖系统，其特征在于，更包括一行动装置(80)，该行动装置(80)经由该网路(N)以及该通讯子系统(30)通讯连接于该监测子系统(20)以及该养殖子系统(10)，该监测子系统(20)量测的该环境数据经由该通讯子系统(30)以及该网路(N)传送至该行动装置(80)，该行动装置(80)传送一第二控制讯号至该养殖子系统(10)的该沉降装置(12)或该喂饲装置(13)，该沉降装置(12)根据该第二控制讯号驱动该养殖装置(11)浮出水面或沉入水中，该喂饲装置(13)根据该第二控制讯号对该养殖装置(11)进行喂饲。
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