CN203324783U - 基于物联网的集约化水产养殖生态环境远程监测预警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网的集约化水产养殖生态环境远程监测预警系统，该系统包括：所述气象多参数采集节点通过路由中继节点和水质多参数采集节点连接；所述路由中继节点与无线汇聚节点连接；现场控制中心的一端与无线汇聚节点和视频监控节点连接，另一端通过传输方式与远程监控云服务平台连接；所述远程监控云服务平台与输出设备连接；本实用新型能实时、在线监测，对采集的数据进行在线分析与处理，并对水质突发事件进行及时预警，为调控水质提供决策支持，确保水产养殖对象在最适宜的环境下生长，有效减少水产养殖风险，提升水产品品质。

Description

基于物联网的集约化水产养殖生态环境远程监测预警系统

技术领域

本实用新型涉及信息技术、水产养殖技术领域，尤其涉及一种基于物联网的集约化水产养殖生态环境远程监测预警系统。

背景技术

针对广东水产养殖产业在养殖过程中生态环境监控及管理手段落后，生态环境信息实时监控水平低、投饵、施药、施肥不科学不合理、极大地恶化了水产养殖产品的生存和生长环境，水产疾病预防预警技术缺乏、水产品质量安全难以保障等突出问题已成为制约水产养殖业发展的重要技术瓶颈。

当前水产养殖业已进入由传统渔业向现代渔业转变的关键时期，现代渔业要求养殖模式由粗放式放养向精细化喂养转变，集约化水产福利养殖模式正逐渐取代粗放式放养模式，但集约化水产福利养殖模式要确保养殖对象在无应激舒适的环境下生长，这需要集成信息化和自动化等技术的物联网技术为保障，因此，物联网技术可以有效地提升现代渔业的信息化、自动化水平，将其与集约化福利养殖模式相结合是现代渔业发展的重要方向。因此，对水产养殖生态环境进行监测预警，可降低养殖风险，提升水产品品质，增加养殖效益，促进亚热带水产养殖产业健康可持续发展具有重要的科学意义和应用价值。

目前，美国、澳大利亚、加拿大、日本和以色列等西方发达国家集约化养殖技术比较发达，且集约化养殖各种鱼、虾、贝等鲜活水产品年产达20万吨以上，技术成熟、产量稳定。据不完全统计，西方发达国家集约化养殖规模仍以较快的速度在增加。而我国集约化养殖受种种因素影响，实际状况是“人工养殖池+厂房外壳”，总体发展水平仍处初级发展阶段，存在信息化管理水平低、耗能大、监测精度不高和稳定性差等不足，并没有真正意义上实现水产养殖生态环境在线监测预警。虽然国外技术先进，但因集约化水产养殖环境、设备和技术成本等原因，国外先进的集约化养殖技术并不适合于我国水产养殖的实际情况。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于物联网的集约化水产养殖生态环境远程监测预警系统，其具有节能环保、性能可靠、经济实用等优点，可实现水产福利养殖水体生态环境多参数实时、在线监测，对水质突发事件进行及时预警，为水质调控管理提供决策支持。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于物联网的集约化水产养殖生态环境远程监测预警系统，该系统包括：所述气象多参数采集节点通过路由中继节点和水质多参数采集节点连接；所述路由中继节点与无线汇聚节点连接；现场控制中心的一端与无线汇聚节点和视频监控节点连接，另一端通过传输方式与远程监控云服务平台连接；所述远程监控云服务平台与输出设备连接。

所述水质多参数采集节点和气象多参数采集节点，采集水质以及气象参数，并将处理后的数据传送至路由中继节点。

所述路由中继节点接收所述生态环境参数采集节点发送的数据，并通过无线单跳或多跳方式将数据传送至无线汇聚节点。

所述无线汇聚节点汇聚并转发所述路由中继节点传送的数据。

所述视频监控节点采集养殖对象行为变化，并将视频数据传送至现场控制中心。

所述现场控制中心用于接收所述无线汇聚节点所传输的生态环境文本数据及视频监控节点所传输的视频数据，并对所接收的数据进行实时显示、查询、存储和下载。

所述远程监控云服务平台用于接收对所述现场控制中心通过传输方式传送的视频数据和文本数据，对数据进行实时分析与处理，并将处理后的结果进行在线显示、查询、存储、信息发布；若水质参数或气象参数超过预设阈值则报警并将预警信息发送至现场养殖技术人员的输出设备上，为水质管理提供决策支持。

该系统还包括太阳能板、蓄电池、电源管理模块、无线控制器和复数个智能变送器接口模块；所述电源管理模块的一端与水质多参数采集节点和气象多参数采集节点连接，另一端与太阳能板和蓄电池连接；所述水质多参数采集节点和智能变送器接口模块连接后再与无线控制器连接；所述气象多参数采集节点和智能变送器接口模块连接后再与无线控制器连接。

所述水质多参数采集节点采集溶解氧、酸碱度(pH)、水温、电导率、浊度等水质参数数据，并对所采集的数据进行处理；其中的智能溶解氧传感器、智能酸碱度传感器、智能浊度传感器、智能水位传感器、智能电导率传感器和智能水温传感器分别于智能变送器接口模块连接。

所述气象多参数采集节点水质多参数采集节点，气象多参数采集节点，采集太阳辐射、气温、空气湿度、风速、降雨量、气压等气象参数数据，并对所采集的数据进行处理；其中的智能太阳辐射传感器、智能气温传感器、智能空气湿度传感器、智能风速传感器、智能降雨量传感器和智能气压传感器分别于智能变送器接口模块连接。

所述水质多参数采集节点和智能变送器接口模块及无线控制器的连接方式是通过RS485接口相连；当多参数水质智能传感器单元所采集的数据不能正常传输至路由中继节点时，通过无线控制器将气象数据暂存于变送器电子数据表TEDS中，避免数据丢失。

所述气象多参数采集节点和智能变送器接口模块及无线控制器的连接方式是通过RS485接口相连；当多参数气象智能传感器单元所采集的数据不能正常传输至路由中继节点时，通过无线控制器将气象数据暂存于变送器电子数据表TEDS中，避免数据丢失。

所述传输方式为互联网、卫星通信或3G通信。

所述远程监控云服务平台当多参数气象智能传感器单元所采集的数据不能正常传输至路由中继节点时，通过无线控制器将气象数据暂存于变送器电子数据表TEDS中，避免数据丢失；其中的云计算服务器、存储服务器、等离子显示大屏幕和信息发布管理服务器分别于输出设备相连接；所述云计算服务器，对所述现场控制中心传送的数据进行实时分析与处理，当某一水质参数或气象参数超过预设的阈值时进行报警处理；存储服务器，对所述云计算服务器处理后的数据进行存储，数据共享；监控中心的等离子显示大屏幕，对所述云计算服务器处理后的数据进行在线显示；信息发布管理服务器，对所述云计算服务器处理后的数据进行发布到现场养殖技术人员的输出设备上，为水产福利养殖生态环境调控管理提供决策支持。

所述输出设备(9)为携式电脑、PDA或手机。

本实用新型采用上述结构后采用的多参数水质智能传感与变送器、多参数气象智能传感与变送器，附有自识别、自标定、自校准、自补偿和自诊断算法，从而保证了数据的精确性；远程监控云服务平台，对水质、气象及动物行为视频等数据进行实时分析与处理，能够为用户调控水质提供决策支持；当某一水质参数或气象参数数据超过预设的阈值，动物行为异常时，则通过向三种方式给现场养殖技术人员发送预警信息，及时做好养殖生态环境调控准备，确保水产养殖对象在最适宜的环境下生长，有效减少水产养殖风险，提升水产品品质；可实现对集约化水产福利养殖生态环境多种参数实时远程监测预警；本实用新型还具备耐腐蚀、低功耗设计、太阳能供电、节能环保、组网便捷、性能可靠性高和经济实用等优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的水质多参数采集和气象多参数采集结构框图；

图3为本实用新型的流程图。

图中：1水质多参数采集节点        2气象多参数采集节点

3路由中继节点              4无线汇聚节点

5视频监控节点              6现场控制中心

7传输方式                  8远程监控云服务平台

9输出设备                  10太阳能板

11蓄电池                   12电源管理模块

13无线控制器               14智能变送器接口模块

20智能溶解氧传感器         21智能酸碱度传感器

22智能浊度传感器           23智能水位传感器

24智能电导率传感器         25智能水温传感器

26智能太阳辐射传感器       27智能气温传感器

28智能空气湿度传感器       29智能风速传感器

30智能降雨量传感器         31智能气压传感器

81云计算服务器             82存储服务器

83等离子显示大屏幕         84信息发布管理服务器。

具体实施方式

以下结合图1、图2、图3对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

本实用新型的基于物联网的集约化水产养殖生态环境远程监测预警系统包括：气象多参数采集节点2，所述气象多参数采集节点2通过路由中继节点3和水质多参数采集节点1连接；所述路由中继节点3与无线汇聚节点4连接；现场控制中心6的一端与无线汇聚节点4和视频监控节点5连接，另一端通过传输方式7与远程监控云服务平台8连接；所述远程监控云服务平台8与输出设备9连接。

还包括太阳能板10、蓄电池11、电源管理模块12、无线控制器13和复数个智能变送器接口模块14；所述电源管理模块12的一端与水质多参数采集节点1和气象多参数采集节点2连接，另一端与太阳能板10和蓄电池11连接；所述水质多参数采集节点1和智能变送器接口模块14连接后再与无线控制器13连接；所述气象多参数采集节点2和智能变送器接口模块14连接后再与无线控制器13连接。

水质多参数采集节点1中的智能溶解氧传感器20、智能酸碱度传感器21、智能浊度传感器22、智能水位传感器23、智能电导率传感器24和智能水温传感器25分别于智能变送器接口模块14连接，形成一对一连接。

气象多参数采集节点2中的智能太阳辐射传感器26、智能气温传感器27、智能空气湿度传感器28、智能风速传感器29、智能降雨量传感器30和智能气压传感器31分别于智能变送器接口模块14连接，形成一对一连接。

水质多参数采集节点1和智能变送器接口模块14及无线控制器13的连接方式是通过RS485接口相连；气象多参数采集节点2和智能变送器接口模块14及无线控制器13的连接方式是通过RS485接口相连。

传输方式7为互联网、卫星通信或3G通信；远程监控云服务平台8中的云计算服务器81、存储服务器82、等离子显示大屏幕83和信息发布管理服务器84分别于输出设备9相连接；输出设备9为携式电脑、PDA或手机。

本实用新型的工作原理是水质多参数采集节点1和气象多参数采集节点2将采集到的数据经路由中继节点3传送至无线汇聚节点4，无线汇聚节点4将接收到的数据传送至现场控制中心6，视频监控节点5采集的动物行为视频数据也传送至现场控制中心6，现场控制中心6将养殖生态环境数据和视频数据通过传输方式7传送到远程监控云服务平台8，并通过信息发布管理服务器发布到现场养殖技术人员的输出设备上，为水产福利养殖生态环境调控管理提供决策支持。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种基于物联网的集约化水产养殖生态环境远程监测预警系统，该系统包括：气象多参数采集节点(2)，其特征在于：所述气象多参数采集节点(2)通过路由中继节点(3)和水质多参数采集节点(1)连接；所述路由中继节点(3)与无线汇聚节点(4)连接；现场控制中心(6)的一端与无线汇聚节点(4)和视频监控节点(5)连接，另一端通过传输方式(7)与远程监控云服务平台(8)连接；所述远程监控云服务平台(8)与输出设备(9)连接。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的集约化水产养殖生态环境远程监测预警系统，其特征在于：还包括太阳能板(10)、蓄电池(11)、电源管理模块(12)、无线控制器(13)和复数个智能变送器接口模块(14)；所述电源管理模块(12)的一端与水质多参数采集节点(1)和气象多参数采集节点(2)连接，另一端与太阳能板(10)和蓄电池(11)连接；所述水质多参数采集节点(1)和智能变送器接口模块(14)连接后再与无线控制器(13)连接；所述气象多参数采集节点(2)和智能变送器接口模块(14)连接后再与无线控制器(13)连接。

3.根据权利要求2所述的基于物联网的集约化水产养殖生态环境远程监测预警系统，其特征在于：所述水质多参数采集节点(1)中的智能溶解氧传感器(20)、智能酸碱度传感器(21)、智能浊度传感器(22)、智能水位传感器(23)、智能电导率传感器(24)和智能水温传感器(25)分别与智能变送器接口模块(14)连接。

4.根据权利要求2所述的基于物联网的集约化水产养殖生态环境远程监测预警系统，其特征在于：所述气象多参数采集节点(2)中的智能太阳辐射传感器(26)、智能气温传感器(27)、智能空气湿度传感器(28)、智能风速传感器(29)、智能降雨量传感器(30)和智能气压传感器(31)分别与智能变送器接口模块(14)连接。

5.根据权利要求2所述的基于物联网的集约化水产养殖生态环境远程监测预警系统，其特征在于：所述水质多参数采集节点(1)和智能变送器接口模块(14)及无线控制器(13)的连接方式是通过RS485接口相连。

6.根据权利要求2所述的基于物联网的集约化水产养殖生态环境远程监测预警系统，其特征在于：所述气象多参数采集节点(2)和智能变送器接口模块(14)及无线控制器(13)的连接方式是通过RS485接口相连。

7.根据权利要求1所述的基于物联网的集约化水产养殖生态环境远程监测预警系统，其特征在于：所述传输方式(7)为互联网、卫星通信或3G通信。

8.根据权利要求1所述的基于物联网的集约化水产养殖生态环境远程监测预警系统，其特征在于：所述远程监控云服务平台(8)中的云计算服务器(81)、存储服务器(82)、等离子显示大屏幕(83)和信息发布管理服务器(84)分别于输出设备(9)相连接。

9.根据权利要求1所述的基于物联网的集约化水产养殖生态环境远程监测预警系统，其特征在于：所述输出设备(9)为携式电脑、PDA或手机。

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