CN116540812B - 智能化养殖环境控制方法、装置、系统及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能化养殖环境控制方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括获取养殖区域的位置信息，在区域气象数据库中匹配养殖区域的气象信息；根据气象信息和每个子养殖区当前的水温变化影响参数，调用温度变化预测模型，预测每个子养殖区在目标时刻的预测水温信息；根据每个子养殖区中鱼的养殖状态和预测水温信息，确定温度调节指令；基于温度调节指令，生成每个子养殖区的温度控制信号；将温度控制信号发送至温度调节设备，以调节每个子养殖区的水温至目标水温。本发明根据每个子养殖区中鱼的养殖状态和预测水温信息，来生成每个子养殖区的温度控制信号，实现对养殖区域中养殖有不同种类鱼的多个养殖子区域全面、精准的水体温度控制。
Description
技术领域
本发明涉及鱼类智能化养殖领域，尤其涉及一种智能化养殖环境控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
水体温度是水生生物环境中最基本，也是最重要的因素之一。淡水鱼类是冷血动物，其体温及一系列生理活动均与水温的高低有密切关系。水温直接影响鱼类的体温，并对其生存和生长产生影响。
各种鱼类都有其自身生长的最适温度及适温范围，我国南、北方的主要大宗淡水鱼类有鲤、鲢、鳙、鲫，其生长适宜温度范围为15℃~32℃，最适生长水温为24±4℃，产卵适宜水温18℃~30℃，最适温度为25±3℃。在适宜温度范围内，水温升高可以加快鱼类的代谢强度，增加鱼类的摄食量，加快生长。上述鱼类在水温低于15℃和高于32℃时食欲降低，生长缓慢，水温低于10℃时，摄食量急剧减少，低于5℃停止摄食。淡水鱼的不同生长阶段，其生长速度不同，在不同水域（水温）生长速度也不同。性成熟前，生长最快，水温高，性成熟早，生长速度提前减慢。
目前，由于不同种类的鱼类养殖在不同生长阶段有着不同的水体温度要求，现有养殖区域的水体温度控制方法通常采用水温直接控制法、注入水控制法或水深调节控制法。然而，水温直接控制法（直接调节养殖区水温）成本较高；注入水控制法（储水箱注入水调节水温）由于储水箱的容量限制，需要提供储水资源的精确调度方案；水深调节控制法（控制水深调节水温）稳定性不足以满足工程要求。上述方法皆无法适用于同一养殖区域中养殖有不同种类鱼的多个养殖子区域的情况。
因此，如何对养殖区域中养殖有不同种类鱼的多个养殖子区域进行全面、精准的水体温度控制，以及如何协调不同水体温度调节方法的合理使用，是一个亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种智能化养殖环境控制方法、装置、设备及存储介质，旨在解决目前智能化养殖环境控制无法适用于同一养殖区域中养殖有不同种类鱼的多个养殖子区域的情况的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种智能化养殖环境控制方法，所述方法包括以下步骤：
获取养殖区域的位置信息，基于所述位置信息，在区域气象数据库中匹配所述养殖区域的气象信息；
根据所述气象信息和每个子养殖区当前的水温变化影响参数，调用温度变化预测模型，预测每个子养殖区在目标时刻的预测水温信息；
根据每个所述子养殖区中鱼的养殖状态和所述预测水温信息，确定温度调节指令；
基于所述温度调节指令，生成每个子养殖区的温度控制信号；
将所述温度控制信号发送至温度调节设备，以调节每个子养殖区的水温至目标水温。
可选的，所述养殖状态包括每个所述子养殖区中鱼的种类和生长阶段。
可选的，所述根据每个所述子养殖区中鱼的养殖状态和所述预测水温信息，确定温度调节指令步骤，具体包括：
获取每个所述子养殖区中鱼的目标种类和生长阶段，基于所述目标种类和所述生长阶段，在鱼群环境数据库中匹配所述目标种类的适宜水温信息；
基于所述适宜水温信息和所述预测水温信息，确定温度调节指令。
可选的，所述温度调节设备包括调温储水箱和水深控制装置。
可选的，当所述适宜温度和所述预测水温信息的差值超过预设阈值时，将所述温度控制信号发送至调温储水箱，驱动所述调温储水箱调节对应子养殖区的水温至目标水温；当所述适宜温度和所述预测水温信息的差值不超过预设阈值时，将所述温度控制信号发送至水深控制装置，驱动所述水深控制装置调节对应子养殖区的水温至目标水温。
可选的，所述每个子养殖区当前的水温变化影响参数，包括每个子养殖区对应的水深、水面面积和水体积。
可选的，所述方法，还包括：
判断调温储水箱是否满足阈值第一调整条件，若是，将所述预设阈值增大预设比例；其中，所述阈值调整条件为调温储水箱的剩余水量小于第一预设水量，或当前养殖区域中所述适宜温度和所述预测水温信息的差值超过预设阈值的子养殖区的数量超过第一预设数量；
判断调温储水箱是否满足阈值第二调整条件，若是，将所述预设阈值缩小预设比例；其中，所述阈值调整条件为调温储水箱的剩余水量大于第二预设水量，或当前养殖区域中所述适宜温度和所述预测水温信息的差值超过预设阈值的子养殖区的数量少于第二预设数量。
此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种智能化养殖环境控制装置，所述智能化养殖环境控制装置包括：
匹配模块，用于获取养殖区域的位置信息，基于所述位置信息，在区域气象数据库中匹配所述养殖区域的气象信息；
预测模块，用于根据所述气象信息和每个子养殖区当前的水温变化影响参数，调用温度变化预测模型，预测每个子养殖区在目标时刻的预测水温信息；
确定模块，用于根据每个所述子养殖区中鱼的养殖状态和所述预测水温信息，确定温度调节指令；
生成模块，用于基于所述温度调节指令，生成每个子养殖区的温度控制信号；
调节模块，用于将所述温度控制信号发送至温度调节设备，以调节每个子养殖区的水温至目标水温。
此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种智能化养殖环境控制设备，所述智能化养殖环境控制设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的智能化养殖环境控制程序，所述智能化养殖环境控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的智能化养殖环境控制方法的步骤。
此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有智能化养殖环境控制程序，所述智能化养殖环境控制程序被处理器执行时实现上述的智能化养殖环境控制方法的步骤。
本发明的有益效果在于：提出了一种智能化养殖环境控制方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括获取养殖区域的位置信息，在区域气象数据库中匹配所述养殖区域的气象信息；根据所述气象信息和每个子养殖区当前的水温变化影响参数，调用温度变化预测模型，预测每个子养殖区在目标时刻的预测水温信息；根据每个所述子养殖区中鱼的养殖状态和所述预测水温信息，确定温度调节指令；基于所述温度调节指令，生成每个子养殖区的温度控制信号；将所述温度控制信号发送至温度调节设备，以调节每个子养殖区的水温至目标水温。本发明通过气象信息预测目标时刻的预测水温信息，以此根据每个子养殖区中鱼的养殖状态和预测水温信息，来生成每个子养殖区的温度控制信号，实现对养殖区域中养殖有不同种类鱼的多个养殖子区域全面、精准的水体温度控制。
附图说明
图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的装置结构示意图；
图2为本发明智能化养殖环境控制方法实施例的流程示意图；
图3为本发明实施例中一种智能化养殖环境控制装置的结构框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的装置结构示意图。
如图1所示，该装置可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选的用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的装置的结构并不构成对装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及智能化养殖环境控制程序。
在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的智能化养殖环境控制程序，并执行以下操作：
获取养殖区域的位置信息，基于所述位置信息，在区域气象数据库中匹配所述养殖区域的气象信息；
根据所述气象信息和每个子养殖区当前的水温变化影响参数，调用温度变化预测模型，预测每个子养殖区在目标时刻的预测水温信息；
根据每个所述子养殖区中鱼的养殖状态和所述预测水温信息，确定温度调节指令；
基于所述温度调节指令，生成每个子养殖区的温度控制信号；
将所述温度控制信号发送至温度调节设备，以调节每个子养殖区的水温至目标水温。
本发明应用于装置的具体实施例与下述应用智能化养殖环境控制方法的各实施例基本相同，在此不作赘述。
本发明实施例提供了一种智能化养殖环境控制方法，参照图2，图2为本发明智能化养殖环境控制方法实施例的流程示意图。
本实施例中，所述智能化养殖环境控制方法，用于智能化养殖环境控制设备，包括以下步骤：
S100：获取养殖区域的位置信息，基于所述位置信息，在区域气象数据库中匹配所述养殖区域的气象信息；
S200：根据所述气象信息和每个子养殖区当前的水温变化影响参数，调用温度变化预测模型，预测每个子养殖区在目标时刻的预测水温信息；
S300：根据每个所述子养殖区中鱼的养殖状态和所述预测水温信息，确定温度调节指令；
S400：基于所述温度调节指令，生成每个子养殖区的温度控制信号；
S500：将所述温度控制信号发送至温度调节设备，以调节每个子养殖区的水温至目标水温。
在优选的实施例中，所述养殖状态包括每个所述子养殖区中鱼的种类和生长阶段。
在此基础上，所述根据每个所述子养殖区中鱼的养殖状态和所述预测水温信息，确定温度调节指令步骤，具体包括：获取每个所述子养殖区中鱼的目标种类和生长阶段，基于所述目标种类和所述生长阶段，在鱼群环境数据库中匹配所述目标种类的适宜水温信息；基于所述适宜水温信息和所述预测水温信息，确定温度调节指令。
本实施例中，考虑到鱼的不同种类和不同生长阶段所需要的适宜水温不同，因此，在确定每个所述子养殖区的适宜水温时，根据当前该子养殖区中鱼的种类和生长阶段，在鱼群环境数据库中匹配适宜水温信息。
需要说明的是，鱼群环境数据库为预先通过有限次实验获取并存储的具有每种鱼在每个生长阶段所需要的适宜水温的数据库。该数据库可通过调用其他系统或查阅数据后自行建立。
在优选的实施例中，所述温度调节设备包括调温储水箱和水深控制装置。
在此基础上，当所述适宜温度和所述预测水温信息的差值超过预设阈值时，将所述温度控制信号发送至调温储水箱，驱动所述调温储水箱调节对应子养殖区的水温至目标水温；当所述适宜温度和所述预测水温信息的差值不超过预设阈值时，将所述温度控制信号发送至水深控制装置，驱动所述水深控制装置调节对应子养殖区的水温至目标水温。
本实施例中，通过考虑子养殖区的适宜温度和目标时刻的预测水温信息的差值，来将所有子养殖区划分为水温一般异常养殖区和水温严重异常养殖区，通过为水温严重异常养殖区执行直接、快速的调温储水箱的温度调节方式，通过为水温一般异常养殖区执行成本较低的水深控制装置的温度调节方式，能够根据不同养殖区的水温异常情况执行不同的水温调节方法。
在优选的实施例中，所述温度变化预测模型为通过气象信息样本集和水温变化影响参数样本集，对建立的初始神经网络模型进行训练获得的子养殖区的水温变化预测模型，利用该训练完成的水温变化预测模型和当前获取的所述气象信息和每个子养殖区当前的水温变化影响参数，即可实现对每个子养殖区的水温变化进行预测。
在优选的实施例中，所述每个子养殖区当前的水温变化影响参数，包括每个子养殖区对应的水深、水面面积和水体积。
本实施例中，由于不同子养殖区执行了不同的水温调节策略，每个子养殖区对应的水深、水面面积和水体积都可能不同，而这些参数都会影响水深控制法对水温的调节效率。因此，利用每个子养殖区对应的水深、水面面积和水体积作为水温变化影响参数，来对水温变化进行模型训练与预测。
在优选的实施例中，所述方法，还包括：判断调温储水箱是否满足阈值第一调整条件，若是，将所述预设阈值增大预设比例；其中，所述阈值调整条件为调温储水箱的剩余水量小于第一预设水量，或当前养殖区域中所述适宜温度和所述预测水温信息的差值超过预设阈值的子养殖区的数量超过第一预设数量；判断调温储水箱是否满足阈值第二调整条件，若是，将所述预设阈值缩小预设比例；其中，所述阈值调整条件为调温储水箱的剩余水量大于第二预设水量，或当前养殖区域中所述适宜温度和所述预测水温信息的差值超过预设阈值的子养殖区的数量少于第二预设数量。
本实施例中，由于采用了不同的水温控制法，为了考虑调温储水箱的容量，需要对执行储水箱调温和水深控制调温两种方式的选择进行调控，以免出现储水箱剩余水量始终太多，降低了系统整体水温控制效率，或出现储水箱剩余水量始终太少，成本过高且在遇到突发情况时没有足够的剩余水量进行储水箱调温等情况。
因此，本实施例设置阈值第一调整条件和阈值第二调整条件，在调温储水箱的剩余水量过少，或具有过多数量的子养殖区在进行储水箱调温时，将用于衡量所述适宜温度和所述预测水温信息的差值的预设阈值的数值进行增大调整，以降低储水箱调温的子养殖区的数量，降低剩余水量压力；在调温储水箱的剩余水量过多，或具有过少数量的子养殖区在进行储水箱调温时，将用于衡量所述适宜温度和所述预测水温信息的差值的预设阈值的数值进行缩小调整，以提升储水箱调温的子养殖区的数量，提升整体调温效率。
在本实施例中，提供了一种智能化养殖环境控制方法，通过气象信息预测目标时刻的预测水温信息，以此根据每个子养殖区中鱼的养殖状态和预测水温信息，来生成每个子养殖区的温度控制信号，实现对养殖区域中养殖有不同种类鱼的多个养殖子区域全面、精准的水体温度控制。
参照图3，图3为本发明智能化养殖环境控制装置实施例的结构框图。
如图3所示，本发明实施例提出的智能化养殖环境控制装置包括：
匹配模块10，用于获取养殖区域的位置信息，基于所述位置信息，在区域气象数据库中匹配所述养殖区域的气象信息；
预测模块20，用于根据所述气象信息和每个子养殖区当前的水温变化影响参数，调用温度变化预测模型，预测每个子养殖区在目标时刻的预测水温信息；
确定模块30，用于根据每个所述子养殖区中鱼的养殖状态和所述预测水温信息，确定温度调节指令；
生成模块40，用于基于所述温度调节指令，生成每个子养殖区的温度控制信号；
调节模块50，用于将所述温度控制信号发送至温度调节设备，以调节每个子养殖区的水温至目标水温。
本发明智能化养殖环境控制装置的其他实施例或具体实现方式可参照上述各方法实施例，此处不再赘述。
此外，本发明还提出一种智能化养殖环境控制设备，所述智能化养殖环境控制设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的智能化养殖环境控制程序，所述智能化养殖环境控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的智能化养殖环境控制方法的步骤。
本申请智能化养殖环境控制设备的具体实施方式与上述智能化养殖环境控制方法各实施例基本相同，在此不再赘述。
此外，本发明还提出一种可读存储介质，所述可读存储介质包括计算机可读存储介质，其上存储有智能化养殖环境控制程序。所述可读存储介质可以是图1的终端中的存储器1005，也可以是如ROM(Read-Only Memory，只读存储器)/RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、磁碟、光盘中的至少一种，所述可读存储介质包括若干指令用以使得一台具有处理器的智能化养殖环境控制设备执行本发明各个实施例所述的智能化养殖环境控制方法。
本申请可读存储介质中智能化养殖环境控制程序的具体实施方式与上述智能化养殖环境控制方法各实施例基本相同，在此不再赘述。
可以理解的是，在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“另一实施例”、“其他实施例”、或“第一实施例～第N实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种智能化养殖环境控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
获取养殖区域的位置信息，基于所述位置信息，在区域气象数据库中匹配所述养殖区域的气象信息；
根据所述气象信息和每个子养殖区当前的水温变化影响参数，调用温度变化预测模型，预测每个子养殖区在目标时刻的预测水温信息；所述每个子养殖区当前的水温变化影响参数，包括每个子养殖区对应的水深、水面面积和水体积；
根据每个所述子养殖区中鱼的养殖状态和所述预测水温信息，确定温度调节指令；
基于所述温度调节指令，生成每个子养殖区的温度控制信号；
将所述温度控制信号发送至温度调节设备，以调节每个子养殖区的水温至目标水温；
其中，所述温度调节设备包括调温储水箱和水深控制装置；
其中，将所述温度控制信号发送至温度调节设备，以调节每个子养殖区的水温至目标水温步骤，具体包括：
当适宜温度和所述预测水温信息的差值超过预设阈值时，将所述温度控制信号发送至调温储水箱，驱动所述调温储水箱调节对应子养殖区的水温至目标水温；
当适宜温度和所述预测水温信息的差值不超过预设阈值时，将所述温度控制信号发送至水深控制装置，驱动所述水深控制装置调节对应子养殖区的水温至目标水温；
其中，所述方法，还包括：
判断调温储水箱是否满足阈值第一调整条件，若是，将所述预设阈值增大预设比例；其中，阈值调整条件为调温储水箱的剩余水量小于第一预设水量，或当前养殖区域中所述适宜温度和所述预测水温信息的差值超过预设阈值的子养殖区的数量超过第一预设数量；
判断调温储水箱是否满足阈值第二调整条件，若是，将所述预设阈值缩小预设比例；其中，阈值调整条件为调温储水箱的剩余水量大于第二预设水量，或当前养殖区域中所述适宜温度和所述预测水温信息的差值超过预设阈值的子养殖区的数量少于第二预设数量。
2.如权利要求1所述的智能化养殖环境控制方法，其特征在于，所述养殖状态包括每个所述子养殖区中鱼的种类和生长阶段。
3.如权利要求2所述的智能化养殖环境控制方法，其特征在于，所述根据每个所述子养殖区中鱼的养殖状态和所述预测水温信息，确定温度调节指令步骤，具体包括：
获取每个所述子养殖区中鱼的目标种类和生长阶段，基于所述目标种类和所述生长阶段，在鱼群环境数据库中匹配所述目标种类的适宜水温信息；
基于所述适宜水温信息和所述预测水温信息，确定温度调节指令。
4.一种智能化养殖环境控制装置，其特征在于，所述智能化养殖环境控制装置包括：
匹配模块，用于获取养殖区域的位置信息，基于所述位置信息，在区域气象数据库中匹配所述养殖区域的气象信息；
预测模块，用于根据所述气象信息和每个子养殖区当前的水温变化影响参数，调用温度变化预测模型，预测每个子养殖区在目标时刻的预测水温信息；所述每个子养殖区当前的水温变化影响参数，包括每个子养殖区对应的水深、水面面积和水体积；
确定模块，用于根据每个所述子养殖区中鱼的养殖状态和所述预测水温信息，确定温度调节指令；
生成模块，用于基于所述温度调节指令，生成每个子养殖区的温度控制信号；
调节模块，用于将所述温度控制信号发送至温度调节设备，以调节每个子养殖区的水温至目标水温；
其中，所述温度调节设备包括调温储水箱和水深控制装置；
其中，将所述温度控制信号发送至温度调节设备，以调节每个子养殖区的水温至目标水温，具体包括：
当适宜温度和所述预测水温信息的差值超过预设阈值时，将所述温度控制信号发送至调温储水箱，驱动所述调温储水箱调节对应子养殖区的水温至目标水温；
当适宜温度和所述预测水温信息的差值不超过预设阈值时，将所述温度控制信号发送至水深控制装置，驱动所述水深控制装置调节对应子养殖区的水温至目标水温；
调整模块，用于：
判断调温储水箱是否满足阈值第一调整条件，若是，将所述预设阈值增大预设比例；其中，阈值调整条件为调温储水箱的剩余水量小于第一预设水量，或当前养殖区域中所述适宜温度和所述预测水温信息的差值超过预设阈值的子养殖区的数量超过第一预设数量；
判断调温储水箱是否满足阈值第二调整条件，若是，将所述预设阈值缩小预设比例；其中，阈值调整条件为调温储水箱的剩余水量大于第二预设水量，或当前养殖区域中所述适宜温度和所述预测水温信息的差值超过预设阈值的子养殖区的数量少于第二预设数量。
5.一种智能化养殖环境控制设备，其特征在于，所述智能化养殖环境控制设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的智能化养殖环境控制程序，所述智能化养殖环境控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至3中任一项所述的智能化养殖环境控制方法的步骤。
6.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有智能化养殖环境控制程序，所述智能化养殖环境控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至3中任一项所述的智能化养殖环境控制方法的步骤。
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