CN204595456U - 一种基于物联网的鱼类养殖环境监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于物联网的鱼类养殖环境监控系统，其特征在于，包括传感器单元、重金属检测单元、视频采集单元、视频存储单元、网关单元、监控单元和数据存储单元；所述传感器单元将采集到环境数据通过ZigBee协议传送给所述网关单元，所述网关单元通过以太网或无线网络将环境数据传送给所述数据存储单元，所述数据存储单元与所述重金属检测单元连接，所述视频采集单元将采集到的视频和图像信息存储至所述视频存储单元，所述视频存储单元通过以太网或无线网络与所述监控单元连接，所述监控单元还与所述数据存储单元连接。本系统实现了对水温、溶解氧、PH值等参数的采集、处理和预警，同时实现了视频监控、增氧机自动控制以及鱼类的投食功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及环境监控领域，特别涉及一种基于物联网的鱼类养殖环境监控系统。
背景技术
长期以来，我国水产养殖环保意识淡薄、养殖密度过高等问题，导致养殖病害呈逐年加重之势，以至于水域环境遭到不同程度的破坏，水产品质量安全得不到有效保障，解决水产养殖环境状况已经成为水产养殖业持续健康发展的重要课题。
影响水产养殖环境的关键参数是水温、溶氧、氨氮、重金属、PH值等。目前国内的水产养殖业其水质监测基本上仍处于人工取样、化学分析的人工监测阶段，其耗时费力、精确度不高，并且需要有专业人员进行操作。
实用新型内容
本实用新型的目的是：提出一种基于物联网的鱼类养殖环境监控系统，从而实现对水温、溶解氧、PH值以及重金属含量等多个参数的采集、处理和预警功能。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于物联网的鱼类养殖环境监控系统，包括传感器单元、重金属检测单元、视频采集单元、视频存储单元、网关单元、监控单元和数据存储单元；所述传感器单元将采集到环境数据通过ZigBee协议传送给所述网关单元，所述网关单元通过以太网或无线网络将环境数据传送给所述数据存储单元，所述数据存储单元与所述重金属检测单元连接，所述视频采集单元将采集到的视频和图像信息存储至所述视频存储单元，所述视频存储单元通过以太网或无线网络与所述监控单元连接，所述监控单元还与所述数据存储单元连接。
进一步，所述传感器单元包括水温传感器、PH传感器和溶解氧传感器。
进一步，所述重金属检测单元采用阳极溶出仪。
进一步，所述网关单元采用无线路由器。
进一步，所述视频采集单元采用配备有球形云台防护罩的阵列红外一体化摄像机，从而使其能够做上下左右的扫描。
进一步，所述视频存储单元采用带网络传输端口的视频存储服务器。
进一步，所述数据存储单元采用带网络传输端口的数据存储服务器。
进一步，所述监控单元采用加载有监控程序的电脑。
进一步，所述网关单元上还连接有增氧机和投食机，可自动或者人工对其进行控制，实现自动喂食和增加氧气。
本实用新型的有益效果是：本系统可以对水产类别特别是鱼类的养殖环境中的水温、水位、氧含量等信息进行7*24小时的连续监控，并且本系统还特别加入了对水中重金属含量的离线检测功能，使整个水域的环境参数更加真实与完整，从而实现对水域环境的参数采集、处理和预警。此外，本系统加入的自动控制的增氧机和投食机，实现了自动喂养和增氧功能。
附图说明
图1是本系统结构示意图。
图2是本系统运行流程图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型做进一步说明。
本实用新型的框架结构如图1所示：包括传感器单元、重金属检测单元、视频采集单元、视频存储单元、网关单元、监控单元和数据存储单元；所述传感器单元将采集到环境数据通过ZigBee协议传送给所述网关单元，所述网关单元通过以太网或无线网络将环境数据传送给所述数据存储单元，所述数据存储单元与所述重金属检测单元连接，所述视频采集单元将采集到的视频和图像信息存储至所述视频存储单元，所述视频存储单元通过以太网或无线网络与所述监控单元连接，所述监控单元还与所述数据存储单元连接。
其中，所述传感器单元包括水温传感器、PH传感器和溶解氧传感器。
水温传感器从结构上讲与传统的传感器没有什么变化，但它的作用是向发动机控制单元提供一个温度变化的模拟量信号。它的供电电压是由控制单元提供的5V电源，返回控制单元的信号为1.3V-3.8V的线性变化信号。
PH传感器是用来检测被测物中氢离子浓度并将其转换成相应的可用输出信号的一种传感设备，通常由化学部分和信号传输部分构成。PH传感器常用于进行对溶液、水等物质的工业测量。
溶解氧传感器是一种用于测量氧气在水中的溶解量的传感设备，用于水中含氧量的测量，通过调节，以便维持最佳的生态和生长环境。
重金属，实际上主要是指汞、镉、铅、铬、砷等金属或类金属，也指具有一定毒性的一般重金属，如铜、锌、镍、钴、锡等。在天然水体中一般重金属产生毒性的范围大约在1～10mg/L之间，而汞，镉等产生毒性的范围在0.01～0.001mg/L之间。重金属检测方面，日本和欧盟国家有的采用电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)分析，但仪器成本高。也有的采用X荧光光谱(XRF)分析，优点是无损检测，可直接分析成品，但检测精度和重复性不如光谱法。目前最新流行的检测方法是阳极溶出法，所述重金属检测单元采用阳极溶出仪，检测速度快，数值准确，可用于现场等环境应急检测。
而视频方面，根据不同的监视对象和要求，摄像机应做不同的配置，对大范围的室外空间监视，并要求看清整体目标的场景，配置球形云台防护罩，带动摄像机做上下左右扫描，摄像机配置22倍镜头以短焦距(广角)作整体监视，以长焦距(拉近)分辨具体细节(全遥控方式)；对小范围空间或单个目标监视，可用固定摄像机配置定焦镜头监视。
本实用新型所述的视频采集单元采用配备有球形云台防护罩的阵列红外一体化摄像机，从而使其能够做上下左右的扫描。
进一步，所述网关单元采用无线路由器，所述网关单元上还连接有增氧机和投食机，可自动或者人工对其进行控制，实现自动喂食和增加氧气。
进一步，所述视频存储单元采用带网络传输端口的视频存储服务器。
进一步，所述数据存储单元采用带网络传输端口的数据存储服务器。
进一步，所述监控单元采用加载有监控程序的电脑。
本系统的工作流程如图2所示：本系统启动开始，软件平台系统自动根据设置，进行采集数据，然后进行数据处理。当数据达到报警设置的条件，对用户进行报警，如果数据正常，则进行数据保存，如果产生报警，再根据系统设备检查是否需要下发设备控制指令，该指令也可以由操作人员进行手动点击下发，再把操作结果返回给用户。系统对导入和采集的数据，进行处理后，保存到存储服务器，供用户进行提取和查询。
下面是有关传感器和视频图像的调试方法。
传感器上电后，通过ZigBee协议自动与网关设备进行组网，然后可以通过软件采集传感器的数据。如果采集上来的数据不准确，通常是由下面三个方面问题引起的：传感器输出电流不对(常用传感器输出为电流型)、传感器量程配置不对、数据计算错误。传感器输出电流不对是传感器设备问题，可以更换新的传感器；传感器量程配置不对可以通过配置说明书进行纠正；而数据计算错误是软件方面的Bug引起的，需调试并修改软件。
在视频的调试过程中，常常发现有视频画面抖动或者不清晰的问题。视频画面抖动，通常是由视频信号线问题或者电磁干扰引起的，更换新的视频信号线或者查找周围干扰源并消除干扰，抖动现象就会消失。而视频不清晰，如果经过调节焦距等操作，仍然达不到预期的效果，则说明是摄像机的选择不适合。摄像机种类很多，不同的环境需要采用不同的摄像机，以达到预期的效果。比如：室外定点监视目前最常用的是红外一体化摄像机，有特殊要求可选择阵列红外摄像机，双CCD阵列摄像机等；而室外动点监视常用的是智能球机，可以分高速球、中速球、低速球，根据需要来选择，也可以选择普通摄像机；室内一般也可以选用红外一体化摄像机，但用的更多的是半球吸顶式摄像机，可以选择是否带红外，镜头大小等。还有，局部光线强的环境，选择背光或抑光补偿能力强的摄像机或直接选用宽动态摄像机。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种基于物联网的鱼类养殖环境监控系统，其特征在于，包括传感器单元、重金属检测单元、视频采集单元、视频存储单元、网关单元、监控单元和数据存储单元；所述传感器单元将采集到环境数据通过ZigBee协议传送给所述网关单元，所述网关单元通过以太网或无线网络将环境数据传送给所述数据存储单元，所述数据存储单元与所述重金属检测单元连接，所述视频采集单元将采集到的视频和图像信息存储至所述视频存储单元，所述视频存储单元通过以太网或无线网络与所述监控单元连接，所述监控单元还与所述数据存储单元连接。
2.如权利要求1所述一种基于物联网的鱼类养殖环境监控系统，其特征在于，所述传感器单元包括水温传感器、PH传感器和溶解氧传感器。
3.如权利要求1所述一种基于物联网的鱼类养殖环境监控系统，其特征在于，所述重金属检测单元采用阳极溶出仪。
4.如权利要求1所述一种基于物联网的鱼类养殖环境监控系统，其特征在于，所述网关单元采用无线路由器。
5.如权利要求1所述一种基于物联网的鱼类养殖环境监控系统，其特征在于，所述视频采集单元采用配备有球形云台防护罩的阵列红外一体化摄像机。
6.如权利要求1所述一种基于物联网的鱼类养殖环境监控系统，其特征在于，所述视频存储单元采用带网络传输端口的视频存储服务器。
7.如权利要求1所述一种基于物联网的鱼类养殖环境监控系统，其特征在于，所述数据存储单元采用带网络传输端口的数据存储服务器。
8.如权利要求1所述一种基于物联网的鱼类养殖环境监控系统，其特征在于，所述监控单元采用加载有监控程序的电脑。
9.如权利要求1所述一种基于物联网的鱼类养殖环境监控系统，其特征在于，所述网关单元上还连接有增氧机和投食机。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105182881A (zh) * | 2015-09-29 | 2015-12-23 | 江苏农林职业技术学院 | 一种水产养殖监控系统 |
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| CN107179732A (zh) * | 2017-06-10 | 2017-09-19 | 复旦大学 | 一种基于物联网的水产养殖智能综合监测系统 |
| CN110954168A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-03 | 黎明职业大学 | 一种渔场环境数据采集与监测系统 |
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