CN206258717U - 基于树莓派的精养鱼塘远程监控系统 - Google Patents
基于树莓派的精养鱼塘远程监控系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了基于树莓派的精养鱼塘远程监控系统，包括：树莓派、数据采集单元、执行单元、PLC单元、远程控制单元。数据采集单元包括：用于现场采集鱼塘水体ph值传感器、水体温度传感器、溶氧量传感器、大气温湿度传感器和气压传感器、视频采集传感器，各传感器将采集信号分别传送至树莓派USB接口，执行单元包括增氧机和投饵机，PLC单元用于控制增氧机的启停、投饵机启停及调速，远程控制单元包括手机。树莓派支持的WiFi通过云端与手机实现无线数据通信，使用者通过手机打开软件界面，即可实时监测鱼塘现场各类数据并控制增氧机及投饵机动作，还可实时的通过视频观察鱼塘情况，减少养殖工作量、降低养殖风险和控制养殖成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于树莓派的精养鱼塘远程监控系统，具体为一种对于精养鱼塘实时监控和饲养机械控制作用的无线远程监控系统，属水产养殖自动化技术领域。
背景技术
精养是目前淡水鱼的一种主要养殖模式，由于精养方式放养密度大大高于自然状态，养殖者在精养方式中投资额一般都比较大（包括：鱼塘承包费、基础设施建设费、鱼苗费、饲料费及人工费等），稍不注意，易造成水质恶化、鱼儿患病等问题，因此养殖者面临的风险很高。在水产养殖方面，国内外也有很多企业正在研究物联网的应用，然而现在应用较多的物联网模式复杂，需要搭建计算机终端、网络服务器和后台数据维护软件系统等昂贵平台。小规模养殖户目前仍然沿用传统的养殖模式，工作量大、效率低、经济效益低。因此，无论是大规模或小规模的养殖者，都需要一种针对精养鱼塘的低廉、操作简单的远程监控系统，起到对于鱼塘的远程实时监控，以及对饲养机械的远程实时控制作用。
中国实用新型专利《基于树莓派的水文遥测遥感终端》（201620272049.7）包括太阳能电池板、超清全方位照相机、预警装置、外接设备插口、树莓派微型电脑主板和太阳能充电控制器，通过雨量计、水温度计传感元件、超声波水位计现场检测，再通过树莓派进行数据核心处理，并无线收发检测数据及远程操控指令，各功能模块通过太阳能供电；新型专利《一种基于树莓派的具有远程控制功能的空气净化器》（201520831044.9）包括信号采集模块、净化模块、驱动模块、电源模块，还包括树莓派控制器，该装置对室内环境的温湿度、异味、PM2.5数据进行采集并通过通信网络上传到网络服务器，手机客户端软件随时随地可以查看空气质量并调整空气净化器运行状态，当室内有人活动时即进入快速净化模式，起到预防过敏的作用。上述二例新型专利均未涉及精养水产品方面的检测与控制内容。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种基于树莓派的精养鱼塘远程监控系统。
本实用新型采用的技术方案是：基于树莓派的精养鱼塘远程监控系统，包括：树莓派、数据采集单元、执行单元、PLC单元、远程控制单元；其特征在于：
所述数据采集单元包括：用于现场采集鱼塘水体ph值传感器、水体温度传感器、溶氧量传感器、大气温湿度传感器和气压传感器，各传感器将采集信号分别传送至树莓派USB接口，还有一个视频采集传感器，该视频采集传感器连接至树莓派摄像头接口；
执行单元包括：用于增加鱼塘水体含氧量的增氧机，以及，投放饲料的投饵机；
所述PLC单元用于控制增氧机的启停运转，以及，投饵机启停运转，还有投饵机的投料速度控制，PLC单元输入端与树莓派输出单元连接；
所述远程控制单元包括：手机，所述手机安装有基于树莓派的精养鱼塘远程监控系统客户端APP模块，所述树莓派通过WiFi及云端与手机实现无线数据通信。
如上所述基于树莓派的精养鱼塘远程监控系统，其特征在于：所述树莓派为RPi3B型，设有10/100以太网RJ45接口，40个GPIO接口，4个USB2.0插槽，还支持WiFi和蓝牙。
如上所述基于树莓派的精养鱼塘远程监控系统，其特征在于：所述PLC单元为为西门子S7-200。
如上所述基于树莓派的精养鱼塘远程监控系统，其特征在于：所述水体ph值传感器采用博海志远PHB-300。
如上所述基于树莓派的精养鱼塘远程监控系统，其特征在于：所述溶氧量传感器采用博海志远DOB-300。
如上所述基于树莓派的精养鱼塘远程监控系统，其特征在于：所述投饵机驱动电机是变频无级调速，或者是至少三个档位的有级调速。
本实用新型在使用中的动作过程是：
（1） 通过树莓派实现收集传感器信息，处理后通过WiFi上传到云端，网页上能实时刷新当前数据，并以折线图形式显示。
（2） 用户手机通过APP可以访问网页查看折线图，也能修改溶氧度的临界值，当数据超出临界值时，树莓派下达指令给PLC，PLC控制增氧机打开，当溶氧度低于设定值时，PLC控制增氧机关闭。
（3） 当投饵时间达到预设值时，树莓派下达指令给PLC，PLC控制投饵机按设定速度运行，投饵量达到设定时间后，投饵机停止。
本实用新型有益效果是：
本实用新型采用远程手机和现场树莓派之间无线通讯技术，实现使手机与树莓派信息准确互相传输，并且PLC对现场执行设备的控制。达到及时增氧及投放鱼饵效果，操作简单，可帮助养殖户在不同时间、不同地点下及时掌握鱼塘水质情况、水面状况，远程开启或关闭相关的养殖设备，减少养殖工作量、降低养殖风险和控制养殖成本。
附图说明
图1是本实用新型实施例构成的框架示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例作进一步说明：
如附图1所示，本实用新型基于树莓派的精养鱼塘远程监控系统，包括：树莓派、数据采集单元、执行单元、PLC单元、远程控制单元。所述数据采集单元包括：用于现场采集鱼塘水体ph值传感器、水体温度传感器、溶氧量传感器、大气温湿度传感器和气压传感器，各传感器将采集信号分别传送至树莓派USB接口，还有一个视频采集传感器，该视频采集传感器连接至树莓派摄像头接口，实际应用中视频采集传感器可安装在可旋转云台式上，有利于全方位的观察鱼塘实际情况以及鱼儿在水中的活跃程度，有利于帮助养殖者进一步精确判断鱼情。
执行单元包括：用于增加鱼塘水体含氧量的增氧机，以及，投放饲料的投饵机。
所述PLC单元用于控制增氧机的启停运转，以及，投饵机启停运转，还有投饵机的投料速度控制，PLC单元输入端与树莓派输出单元连接。本实用新型实施例中，投饵机的投料速度分为四档有级调速，具体根据鱼塘中鱼儿大小及投料时气候条件调节投料速度及投料时长。
所述远程控制单元包括：手机，所述手机安装有基于树莓派的精养鱼塘远程监控系统客户端APP模块，由于树莓派支持WiFi及蓝牙，因此树莓派可通过WiFi及云端与手机实现无线数据通信。使用者通过手机打开软件界面，即可实时监测鱼塘现场各类数据并控制增氧机及投饵机动作，还可实时的通过视频观察鱼塘情况。
本实用新型实施例中，所述树莓派为RPi3 B型，设有10/100以太网RJ45接口，40个GPIO接口，4个USB2.0插槽，还支持WiFi和蓝牙，所选择PLC单元为为西门子S7-200，水体ph值传感器采用博海志远PHB-300，溶氧量传感器采用博海志远DOB-300。
优选的，所述投饵机驱动电机或者是变频无级调速。
本实用新型在使用中的动作过程按如下步骤：
（1） 通过树莓派实现收集传感器信息，处理后通过WiFi上传到云端，网页上能实时刷新当前数据，并以折线图形式显示。
（2） 用户手机通过APP可以访问网页查看折线图，也能修改溶氧度的临界值，当数据超出临界值时，树莓派下达指令给PLC，PLC控制增氧机打开，当溶氧度低于设定值时，PLC控制增氧机关闭。
（3） 当投饵时间达到预设值时，树莓派下达指令给PLC，PLC控制投饵机按设定速度运行，投饵量达到设定时间后，投饵机停止。
本实用新型采用远程手机和现场树莓派之间无线通讯技术，实现使手机与树莓派信息准确互相传输，并且PLC对现场执行设备的控制。达到及时增氧及投放鱼饵效果，操作简单，可帮助养殖户在不同时间、不同地点下及时掌握鱼塘水质情况、水面状况，远程开启或关闭相关的养殖设备，减少养殖工作量、降低养殖风险和控制养殖成本。
以上仅为本实用新型的实施例，但并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本技术方案中未详细述及的，均为公知技术。
Claims (6)
1.基于树莓派的精养鱼塘远程监控系统，包括：树莓派、数据采集单元、执行单元、PLC单元、远程控制单元；其特征在于：
所述数据采集单元包括：用于现场采集鱼塘水体ph值传感器、水体温度传感器、溶氧量传感器、大气温湿度传感器和气压传感器，各传感器将采集信号分别传送至树莓派USB接口，还有一个视频采集传感器，该视频采集传感器连接至树莓派摄像头接口；
执行单元包括：用于增加鱼塘水体含氧量的增氧机，以及，投放饲料的投饵机；
所述PLC单元用于控制增氧机的启停运转，以及，投饵机启停运转，还有投饵机的投料速度控制，PLC单元输入端与树莓派输出单元连接；
所述远程控制单元包括：手机，所述手机安装有基于树莓派的精养鱼塘远程监控系统客户端APP模块，所述树莓派通过WiFi及云端与手机实现无线数据通信。
2.如权利要求1所述基于树莓派的精养鱼塘远程监控系统，其特征在于：所述树莓派为RPi3 B型，设有10/100以太网RJ45接口，40个GPIO接口，4个USB2.0插槽，还支持WiFi和蓝牙。
3.如权利要求1所述基于树莓派的精养鱼塘远程监控系统，其特征在于：所述PLC单元为为西门子S7-200。
4.如权利要求1所述基于树莓派的精养鱼塘远程监控系统，其特征在于：所述水体ph值传感器采用博海志远PHB-300。
5.如权利要求1所述基于树莓派的精养鱼塘远程监控系统，其特征在于：所述溶氧量传感器采用博海志远DOB-300。
6.如权利要求1所述基于树莓派的精养鱼塘远程监控系统，其特征在于：所述投饵机驱动电机是变频无级调速，或者是至少三个档位的有级调速。
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