CN204653414U - 一种南美白对虾工厂化育苗环境安全评估及预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种南美白对虾工厂化育苗环境安全评估及预警装置，包括育苗环境信息采集模块、通信模块、存储模块、安全评估模块和预警控制模块；预警控制模块通过无线或有线通信方式分别与育苗环境多参数信息采集模块、存储模块、安全评估模块和通信模块相连接，预警控制模块作为核心部件实现上述各模块的功能，本实用新型能够对育苗环境的水质信息和气象信息进行处理，并对育苗环境的水质信息和气象信息进行评估和预警，充分利用预警控制模块降低装置的压力，还能够为用户调控育苗环境提供决策支持，及时做好对虾育苗环境调控准备，确保虾苗在最适宜的环境下生长，有效降低南美白对虾育苗风险，提升虾苗品质。

Description

一种南美白对虾工厂化育苗环境安全评估及预警装置

技术领域

本实用新型涉及物联网技术、南美白对虾精准化育苗技术领域，尤其涉及一种南美白对虾工厂化育苗环境安全评估及预警装置。

背景技术

针对热带、亚热带南美白对虾育苗过程中育苗环境监控及管理手段落后，育苗环境信息实时监控水平低、投饵、施药不科学不合理等问题、极大地恶化了南美白对虾虾苗的生存和生长环境，对虾育苗成活率低、易爆发疾病，已成为制约对虾产业健康可持续发展的重要技术瓶颈。

为改善育苗生态环境、减少疾病发生、降低育苗风险，确保南美白对虾育苗在无应激舒适的环境下生长，培养优质虾苗产品，将集成信息感知、高可靠数据传输、智能信息处理、服务决策等软硬件设备的物联网技术与对虾育苗技术有机结合，构建精准化对虾育苗模式，在降低育苗风险，提升虾苗品质，促进热带亚热带水产养殖产业健康可持续发展具有重要的经济价值、现实意义和广阔的应用前景。

现有较为典型的水质评估方法主要有采用电化学传感器对水质参数溶解氧浓度、水温检测评价，采用pH值试纸进行测量pH并离线评价水质状态，没有考虑光照强度、浊度、电导率、氨氮等水质参数，导致现有的水质评估方式存在人工操作误差大、评价结果不全面且精度不高，没有实现在线评价等问题。

同时现有安全评估及预警装置所有的数据处理都在云服务中心数据库服务器上进行，使得系统服务器任务非常繁重，执行时间长，效率低。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种南美白对虾工厂化育苗环境安全评估及预警装置,以降低南美白对虾育苗风险。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种南美白对虾工厂化育苗环境安全评估及预警装置，包括：育苗环境信息采集模块、安全评估模块、存储模块、预警控制模块和通信模块；所述预警控制模块分别与所述育苗环境信息采集模块、所述安全评估模块、所述存储模块和所述通信模块相连接，所述育苗环境信息采集模块与所述存储模块相连；所述育苗环境信息采集模块用于获取育苗环境的水质信息和气象信息并将育苗环境的水质信息和气象信息传送至所述存储模块；所述存储模块用于储存育苗环境的水质信息和气象信息并将育苗环境的水质信息和气象信息通过所述预警控制模块传送至所述通信模块，所述存储模块将育苗环境的水质信息和气象信息通过所述预警控制模块传送至所述安全评估模块；所述通信模块为输出端口；所述安全评估模块将传送来的育苗环境的水质信息和气象信息与育苗环境安全评估值进行比对，确定所述存储模块的水质信息和气象信息是否超出安全评估值。

如上述南美白对虾工厂化育苗环境安全评估及预警装置，进一步优选为，所述育苗环境信息采集模块包括水质智能传感器，用于获取育苗水质环境信息；和气象智能传感器，用于获取育苗气象环境信息。

如上述南美白对虾工厂化育苗环境安全评估及预警装置，进一步优选为，所述水质智能传感器包括：溶解氧智能传感器，用于获取育苗池塘的溶解氧浓度信息；水温智能传感器，用于获取育苗池塘的水温信息；pH值智能传感器，用于获取育苗池塘的pH值信息；浊度智能传感器，用于获取育苗池塘的浊度信息；和盐度智能传感器，用于获取育苗池塘的盐度信息。

如上述南美白对虾工厂化育苗环境安全评估及预警装置，进一步优选为，所述气象智能传感器包括：光照智能传感器，用于获取光照强度信息；大气压强智能传感器，用于获取气压信息；湿度智能传感器，用于获取空气相对湿度信息；和风速传感器，用于获取风速信息。

如上述南美白对虾工厂化育苗环境安全评估及预警装置，进一步优选为，所述预警控制模块为单片机。

分析可知，与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果在于：

一、本实用新型能够对育苗环境的水质信息和气象信息进行处理，并对育苗环境的水质信息和气象信息进行评估和预警，充分利用预警控制模块降低装置的压力，还能够为用户调控育苗环境提供决策支持，及时做好对虾育苗环境调控准备，确保虾苗在最适宜的环境下生长，有效降低南美白对虾育苗风险，提升虾苗品质。

二、本实用新型充分利用预警控制模块与其他模块的配合，可以提高工作效率、降低系统服务器的压力，把安全评估和预警等功能集成到相应的硬件设备上，把安全评估和预警等功能模块分别嵌入式写在相应的芯片上，并封装到相应的设备上，分担原云服务中心数据库服务器的部分数据处理功能。

三、本实用新型增加了溶解氧智能传感器、水温智能传感器、pH值智能传感器、浊度智能传感器、盐度智能传感器、光照智能传感器、大气压强智能传感器、湿度智能传感器和风速传感器；能够实现实时获取光照强度、浊度、电导率等信息，覆盖了所有涉及对虾育苗成长有影响的信息。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图中，1-育苗环境信息采集模块；11-水质智能传感器；12-气象智能传感器；2-安全评估模块；3-存储模块；4-预警控制模块；5-通信模块。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一种南美白对虾工厂化育苗环境安全评估及预警装置的结构原理图，本实用新型包括育苗环境信息采集模块1、安全评估模块2、存储模块3、预警控制模块4和通信模块5；预警控制模块4分别与育苗环境信息采集模块1、安全评估模块2、存储模块3和通信模块5相连接，育苗环境信息采集模块1与存储模块3相连，育苗环境信息采集模块1，用于获取育苗环境的水质信息和气象信息并将育苗环境的水质信息和气象信息传送至存储模块3；存储模块3用于储存育苗环境的水质信息和气象信息并将育苗环境的水质信息和气象信息通过预警控制模块4传送至通信模块5，存储模块3将育苗环境的水质信息和气象信息通过预警控制模块4传送至安全评估模块2；通信模块5为输出端口；安全评估模块2将传送来的育苗环境的水质信息和气象信息与育苗环境波动区间值(即指每个质量安全评估等级的取值范围)进行比对，确定存储模块3的水质信息和气象信息是否超出风险阈值。

具体而言，本实用新型以预警控制模块4作为核心部件用于控制安全评估模块2、存储模块3和通信模块5的功能，在本实用新型中，预警控制模块4通过无线或者有线通信方式分别与育苗环境信息采集模块1、存储模块3、安全评估模块2和通信模块5相连接。本实用新型以预警控制模块4为核心，减少了装置的部件，降低了执行时间，同时提高了工作效率。

为了便于育苗环境信息采集模块1的准确性，本实用新型的育苗环境信息采集模块1包括：水质智能传感器11，用于获取育苗水质环境信息；和气象智能传感器12，用于获取育苗气象环境信息。育苗环境信息采集模块1通过水质智能传感器11和气象智能传感器12对传感器装置所处位置的育苗环境信息进行在线监测，并将监测信息保存在存储模块3中。

由于育苗环境信息的参数较多，为了能够实现多参数的采集，育苗环境信息采集模块1的水质智能传感器11包括：溶解氧智能传感器，用于获取育苗池塘的溶解氧浓度信息；水温智能传感器，用于获取育苗池塘的水温信息；pH值智能传感器，用于获取育苗池塘的pH值信息；浊度智能传感器，用于获取育苗池塘的浊度信息；和盐度智能传感器，用于获取育苗池塘的盐度信息。育苗环境信息采集模块1的气象智能传感器12包括：光照智能传感器，用于获取光照强度信息；大气压强智能传感器，用于获取气压信息；湿度智能传感器，用于获取空气相对湿度信息；和风速传感器，用于获取风速信息。

存储模块3用于储存育苗环境的水质信息和气象信息，并在预警控制模块4的控制下通过通信模块5向现场养殖技术人员传送育苗环境参数信息，即通过无线或者有线向外界以短信、广播、灯管或者控制指令等方式，实现本实用新型与现场养殖技术人员的PDA、手机、喇叭、报警灯或者育苗环境调控设备进行通信。

安全评估模块2对存储模块3的育苗环境的水质信息和气象信息进行分析处理，即判断当前育苗环境安全等级，依据环境安全等级得到相应的南美白对虾育苗环境应急措施信息，并在预警控制模块4的控制下向通信模块5发送育苗环境安全等级评估信息以及采取育苗环境调控应急措施信息，从而实现对南美白对虾工厂化育苗环境安全评估及预警过程；具体操作为：通过已有育苗环境信息的聚类中心值与新获取的育苗环境水质信息和气象信息的欧氏距离及波动区间，根据距离进行划分新获取的育苗环境水质信息和气象信息的类别(即新获取的溶解氧浓度、pH值大小、浊度大小、水温大小、电导率大小等综合指标结果)与各个安全等级的聚类中心之间的距离，以判断监测的水质信息当前状态属于那个类别，从而判定水质状态是否异常；

本实用新型的预警控制模块4作为育苗环境安全评价及预警装置的核心模块，一方面用于控制和连接育苗环境信息采集模块1、安全评估模块2、存储模块3和通信模块5，另一方面用于和外界育苗环境调控设备相连接，以实现装置与育苗环境调控设备之间的通信。本实用新型的预警控制模块4可以为单片机。

本实用新型还包括氨氮在线分析仪，用于检测育苗池塘的氨氮的含量。

作为可选的实施方式，安全评估模块2对育苗环境多参数信息的分析处理包括以下过程：

步骤一：在线获取育苗环境信息采集模块1采集的所处的南美白对虾育苗的环境相关信息(即育苗池塘的溶解氧浓度信息、育苗池塘的水温信息、育苗池塘的pH值信息、育苗池塘的浊度信息、育苗池塘的盐度信息、光照强度信息、气压信息、空气相对湿度信息和风速信息)；

步骤二：预警控制模块4将在线获取的环境相关信息通过A/D转化电路进行模拟/数字信号之间转换；

步骤三：预警控制模块4调用安全评估模块2对经过数据修复、去噪等预处理后的育苗环境相关信息进行分析处理，具体操作为：获取育苗环境相关信息参数的类别(通过聚类分类等智能信息处理算法计算已有育苗环境信息参数的聚类中心值与新获取的育苗环境信息参数的欧氏距离及波动区间，根据距离划分新获取的育苗环境参数所属的类别，简单地说就是根据阈值判断育苗环境相关信息参数所属的类别)，并判定是否存在异常；

步骤四：预警控制模块4读取根据农业部公布的无公害食品海水养殖用水水质标准所设定的安全风险阈值数据，并对上述步骤三得出的育苗环境相关信息的类别进行比对；若育苗环境相关信息未超过风险阈值，则返回步骤二，重新读取育苗环境多参数信息，否则，进行步骤五；

步骤五：根据预警指令进行应急响应，即根据相应的育苗环境安全评估得到的育苗环境安全等级结果匹配相应的育苗环境调控应急措施，应急措施包括手动或自动开启换水泵、增氧机、补灯光、温度调控设备等；

步骤六：将应急措施预警信息通过以短信、广播、灯光、控制指令等有线或无线方式发送至现场养殖技术人员的PDA、智能手机、喇叭、报警灯、育苗环境调控设备等，手动或自动启动育苗环境调控措施；

步骤七：退出预警。

分析可知，与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果在于：

一、本实用新型能够对育苗环境的水质信息和气象信息进行处理，并对育苗环境的水质信息和气象信息进行评估和预警，充分利用预警控制模块降低装置的压力，还能够为用户调控育苗环境提供决策支持，及时做好对虾育苗环境调控准备，确保虾苗在最适宜的环境下生长，有效降低南美白对虾育苗风险，提升虾苗品质。

二、本实用新型充分利用预警控制模块与其他模块的配合，可以提高工作效率、降低系统服务器的压力，把安全评估和预警等功能集成到相应的硬件设备上，把安全评估和预警等功能模块分别嵌入式写在相应的芯片上，并封装到相应的设备上，分担原云服务中心数据库服务器的部分数据处理功能。

三、本实用新型增加了溶解氧智能传感器、水温智能传感器、pH值智能传感器、浊度智能传感器、盐度智能传感器、光照智能传感器、大气压强智能传感器、湿度智能传感器和风速传感器；能够实现实时获取光照强度、浊度、电导率等信息，覆盖了所有涉及对虾育苗成长有影响的信息。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本实用新型的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种南美白对虾工厂化育苗环境安全评估及预警装置，其特征在于，包括：育苗环境信息采集模块、安全评估模块、存储模块、预警控制模块和通信模块；所述预警控制模块分别与所述育苗环境信息采集模块、所述安全评估模块、所述存储模块和所述通信模块相连接，所述育苗环境信息采集模块与所述存储模块相连接；

所述育苗环境信息采集模块用于获取育苗环境的水质信息和气象信息并将育苗环境的水质信息和气象信息传送至所述存储模块；

所述存储模块用于储存育苗环境的水质信息和气象信息并将育苗环境的水质信息和气象信息通过所述预警控制模块传送至所述通信模块，所述存储模块将育苗环境的水质信息和气象信息通过所述预警控制模块传送至所述安全评估模块；

所述通信模块为输出端口；

所述安全评估模块将传送来的育苗环境的水质信息和气象信息与育苗环境安全评估值进行比对，确定所述存储模块的水质信息和气象信息是否超出安全评估值。

2.根据权利要求1所述的南美白对虾工厂化育苗环境安全评估及预警装置，其特征在于，所述育苗环境信息采集模块包括：

水质智能传感器，用于获取育苗水质环境信息；和

气象智能传感器，用于获取育苗气象环境信息。

3.根据权利要求2所述的南美白对虾工厂化育苗环境安全评估及预警装置，其特征在于，所述水质智能传感器包括：

溶解氧智能传感器，用于获取育苗池塘的溶解氧浓度信息；

水温智能传感器，用于获取育苗池塘的水温信息；

pH值智能传感器，用于获取育苗池塘的pH值信息；

浊度智能传感器，用于获取育苗池塘的浊度信息；和

盐度智能传感器，用于获取育苗池塘的盐度信息。

4.根据权利要求2所述的南美白对虾工厂化育苗环境安全评估及预警装置，其特征在于，所述气象智能传感器包括：

光照智能传感器，用于获取光照强度信息；

大气压强智能传感器，用于获取气压信息；

湿度智能传感器，用于获取空气相对湿度信息；和

风速传感器，用于获取风速信息。

5.根据权利要求1所述的南美白对虾工厂化育苗环境安全评估及预警装置，其特征在于：

所述预警控制模块为单片机。