CN207135980U - 假山鱼池智能控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种假山鱼池智能控制装置，包括核心控制模块和与其相连的无线通信模块、信号采集模块、水体溶氧量调节模块、水位控制模块；信号采集模块用于检测水体环境参数，供用户设定相关参数信息，并传递给核心控制模块；核心控制模块用于读取信号采集模块传递的参数，以及接收无线通信模块传递的控制指令，对采集模块传递的参数和无线通信模块传递的控制指令进行分析处理，根据控制逻辑控制执行机构动作。本实用新型既能自动控制调节水体溶氧量、控制水位和自动喂食，也能通过无线通信模块远程设定运行参数以及手动操作相关设备，具有自动化控制能力强，操作管理灵活，按需设定控制策略，因而易于推广到类似应用场景等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于水产养殖自动控制系统设计领域，特别涉及一种假山鱼池智能控制装置。
背景技术
水产养殖自动控制系统是通过各种传感器采集水域环境参数并传给微控制器，微控制器分析处理这些数据，控制执行机构动作，以达到调节水域环境参数，提升水产养殖管理水平之功效。
调控水体溶氧比例是水产养殖管理的重要措施。传统水产养殖基本靠经验操作，经常是养殖管理员凭观察和经验决定什么时候增氧，并由人工操作增氧装置开启或关闭。因此可能出现增氧操作与实际需求不一致，导致既浪费电能又不利于维护水体溶氧平衡。与传统水产养殖相比，现代水产养殖自动控制系统基本实现了利用传感器监测水体溶氧数据，与适宜的溶氧上下限范围比较，自动控制增氧设备开启或关闭。这类系统虽然实现了按需启动增氧设备，但是依然存在如下不足之处：1)功能相对单一，只是采集水体溶氧参数自动调控增氧设备，没有其他辅助功能；2)喂食依然是靠人工操作，系统自动化程度不高；3)适用场景有限，操作管理模式单一，不便于推广应用。
因此，需要提供一种能采集多个参数实现较多控制功能且易于推广到类似应用场景的智能控制装置及灵活的控制管理方法。
发明内容
本实用新型为了解决现有技术所存在的问题，提供一种假山鱼池的智能控制装置，其具有功能丰富、自动化程度高、操作管理灵活等诸多优点。
本实用新型假山鱼池智能控制装置，包括：
核心控制模块，用于读取信号采集模块传递的参数，以及接收无线通信模块传递的控制指令，对采集模块传递的参数和无线通信模块传递的控制指令进行分析处理，根据控制逻辑控制执行机构动作；
无线通信模块，用于核心控制模块与智能终端之间的信息收发传递；
信号采集模块，用于检测水体环境参数，供用户设定相关参数信息，并传递给核心控制模块；
水体溶氧量调节模块，用于根据收到的来自核心控制模块的控制逻辑启动或停止，调节水体溶氧浓度到预定范围；
水位控制模块，用于根据收到的来自核心控制模块的控制逻辑启动或停止，调节水池水位到预定范围；
自动喂食模块，用于根据收到的来自核心控制模块的控制逻辑启动或停止传送鱼食；
所述执行机构包括水体溶氧量调节模块、水位控制模块及自动喂食模块；所述核心控制模块分别与无线通信模块、信号采集模块、执行机构连接。
优选地，所述信号采集模块包括1路温度传感器、1路水体溶氧量检测传感器、2路水位检测传感器和4路按键，各路传感器、按键均分别与核心控制模块的输入接口相连；温度传感器与水体溶氧量检测传感器的采集结果一起传递给核心控制模块，供核心控制模块分析处理，确定是否启动或关闭增氧气泵；2路水位检测传感器分别安装在水池侧壁上部和底部，用于检测当前水位高度，为核心控制模块确定是否启动或关闭进水阀、出水阀提供检测信号；4路按键分别用于实现设定模式选择、参数加、参数减和确认功能，供用户输入水体溶氧量上下限阈值、自动喂食起始时间和持续时间。
优选地，所述水体溶氧量调节模块包括增氧气泵及与增氧气泵连接的驱动控制模块。
优选地，所述水位控制模块包括1路进水阀、1路出水阀及分别与进水阀、出水阀连接的驱动控制模块。
所述核心控制模块包括单片机和继电器，单片机的I/O口通过光耦与继电器的线圈相连，继电器的触点输出连接至所述执行机构。
优选地，所述假山鱼池智能控制装置还包括与核心控制模块连接的液晶屏显示模块。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本实用新型装置增加了自动喂食和水位自动检测控制功能，相比现有技术只是调节水体溶氧量而言功能更丰富，而且自动化程度更高，节约资源，大大减少人工操作量。
(2)本实用新型的控制方法不仅支持全自动处理调节溶氧量、水位控制和自动喂食，还支持用户通过智能手机手动操控相关设备，操作管理更灵活。
(3)本实用新型的控制方法支持用户通过按键或智能手机设置溶氧量上下限阈值和自动喂食起始时间、持续时间，设置的所有参数都可在液晶屏实时显示，方便用户根据养殖需要自行设定，因此更适合推广到类似应用场景。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图；
图2是本实用新型方法的流程示意图；
图3是本实用新型中定时中断的控制流程图；
图4是本实用新型中串口通信中断的控制流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本实用新型假山鱼池智能控制装置，包括：
核心控制模块，用于读取信号采集模块传递的参数，接收无线通信模块传递的控制指令，对这些信息进行分析处理，根据控制逻辑控制执行机构动作；
无线通信模块，用于核心控制模块与智能手机之间的信息收发传递；
信号采集模块，用于检测水体环境参数，供用户设定相关参数信息，并传递给核心控制模块；
水体溶氧量调节模块，用于根据收到的来自核心控制模块的控制逻辑启动或停止，调节水体溶氧浓度到预定范围；
水位控制模块，用于根据收到的来自核心控制模块的控制逻辑启动或停止，调节水池水位到预定范围；
自动喂食模块，用于根据收到的来自核心控制模块的控制逻辑启动或停止传送鱼食；
液晶屏显示模块，用于显示环境参数以及用户设定参数信息；
开关电源模块，用于对核心控制模块、无线通信模块、液晶屏显示模块和信号采集模块供电。
上述各模块中，无线通信模块、信号采集模块、水体溶氧量调节模块、水位控制模块、自动喂食模块、液晶屏显示模块分别与核心控制模块相连，开关电源模块与无线通信模块、信号采集模块、液晶屏显示模块和核心控制模块相连。
本实施例中，所述核心控制模块包括单片机和继电器，单片机I/O口通过光耦EL817C与继电器线圈相连，继电器触点输出接外部执行机构。单片机为带快速A/D转换模块的增强型51单片机，具体为STC15W4K32S，这种单片机内部资源包括8K Flash ROM、1028字节片内RAM、8路高速10位A/D转换接口、内部集成MAX810专用复位电路、4个16位定时/计数器、32个I/O口等。单片机用于获取各路传感器信号、用户按键设定信息，接收无线通信模块的控制指令，分析当前水体温度和溶氧量，分析当前水位信息，分析无线控制指令，确定如何控制增氧气泵和进水阀、出水阀动作。
所述信号采集模块包括1路温度传感器、1路水体溶氧量检测传感器、2路水位检测传感器和4路按键，各路传感器、按键均分别与核心控制模块的输入接口相连。在信号采集模块中，温度传感器用于检测当前水体温度，与水体溶氧量检测结果一起传递给核心控制模块，供核心控制模块分析处理，确定是否启动或关闭增氧气泵。2路水位检测传感器分别安装在水池侧壁上部和底部，用于检测当前水位高度，为核心控制模块确定是否启动或关闭进水阀、出水阀等设备提供检测信号。4路按键分别对应设定模式选择、参数加、参数减和确认功能，供用户输入水体溶氧量上下限阈值、自动喂食起始时间和持续时间。
所述无线通信模块采用HC-05蓝牙无线通信模组，用于与管理员的智能手机进行蓝牙配对，接收管理员发送的操作控制指令，并通过串口转发给核心控制模块。
所述水体溶氧量调节模块包括增氧气泵及其驱动控制模块，开启增氧气泵有助于增加水体溶氧量。
所述水位控制模块包括1路进水阀、1路出水阀及其驱动控制模块，用于排水、蓄水。
所述自动喂食模块即食物装载与传送模块，用于自动投放食物，减少人工操作。
所述液晶屏显示模块采用LCD12864液晶显示模组，用于实时显示当前水体温度、水体溶氧量、水体溶氧量上下限阈值、自动喂食的起始时间和持续时间等信息。
如图2所示，本实用新型假山鱼池智能控制方法基于上述假山鱼池智能控制装置，具体包括以下步骤：
(1)核心控制模块读取信号采集模块中的各路传感器信息，根据预设初始值控制液晶屏显示模块显示水体温度、水体溶氧量、水体溶氧量上下阈值、自动喂食起始时间和持续时间。
(2)核心控制模块利用定时中断扫描信号采集模块中的各路按键，根据用户通过按键操作修改的水体溶氧量上下阈值和自动喂食起始时间、持续时间，并刷新显示。
(3)核心控制模块利用串口中断获取无线通信模块接收的控制指令，分析控制指令的要求并控制相应执行机构动作。
(4)核心控制模块利用外部中断获取水位检测传感器信息，判断当前是排水模式还是进水模式，如为排水模式，则关闭进水阀，开启出水阀，如为进水模式，则依据水位检测传感器信息控制进水阀执行相应动作，低水位引发外部中断时开启进水阀，高水位引发外部中断时关闭进水阀。
(5)核心控制模块利用定时中断读取水体溶氧量检测传感器的数据，与设定阈值比较，如果低于设定阈值下限则开启气泵增氧，高于设定阈值上限则关闭气泵停止增氧，位于阈值范围内则维持气泵当前状态。
(6)核心控制模块利用定时中断读取时钟信息，到预定喂食时间则启动自动喂食模块，持续时间到则关闭自动喂食模块。
下面通过图3所示控制流程来说明定时中断处理的主要过程。核心控制模块首先判断是否扫描按键时间到，是则执行扫描按键过程，判断按键状态，保存键值，设置有按键待处理标志位；接着判断是否采集信号时间到，是则将相关计数变量值清0，设置采集时间到标志位，供主程序进一步判断处理。
下面通过图4所示控制流程来说明串口通信中断处理的主要过程，核心控制模块首先清除相应中断标志位，暂存接收到的指令，分析是否为设定阈值或喂食时间的指令，是则修改相应的阈值或喂食时间，否则判断是否为控制指令，是则根据指令中设备编号信息，控制相应设备启动或停止。
核心控制模块通过无线通信模块收到的控制指令分为参数设定指令和设备手动控制指令两大类。其中参数设定指令为用户通过智能手机app设置水体溶氧量上下限阈值、自动喂食起始时间和持续时间。设备手动控制指令为用户通过智能手机app界面点击各按钮实现手动操作相应执行机构的目的，包括开关出水阀，开关进水阀，开关喂食模块，开关气泵等。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.假山鱼池智能控制装置，其特征在于，包括：
核心控制模块，用于读取信号采集模块传递的参数，以及接收无线通信模块传递的控制指令，对采集模块传递的参数和无线通信模块传递的控制指令进行分析处理，根据控制逻辑控制执行机构动作；
无线通信模块，用于核心控制模块与智能终端之间的信息收发传递；
信号采集模块，用于检测水体环境参数，供用户设定相关参数信息，并传递给核心控制模块；
水体溶氧量调节模块，用于根据收到的来自核心控制模块的控制逻辑启动或停止，调节水体溶氧浓度到预定范围；
水位控制模块，用于根据收到的来自核心控制模块的控制逻辑启动或停止，调节水池水位到预定范围；
自动喂食模块，用于根据收到的来自核心控制模块的控制逻辑启动或停止传送鱼食；
所述执行机构包括水体溶氧量调节模块、水位控制模块及自动喂食模块；所述核心控制模块分别与无线通信模块、信号采集模块、执行机构连接。
2.根据权利要求1所述的假山鱼池智能控制装置，其特征在于，所述信号采集模块包括1路温度传感器、1路水体溶氧量检测传感器、2路水位检测传感器和4路按键，各路传感器、按键均分别与核心控制模块的输入接口相连；温度传感器与水体溶氧量检测传感器的采集结果一起传递给核心控制模块，供核心控制模块分析处理，确定是否启动或关闭增氧气泵；2路水位检测传感器分别安装在水池侧壁上部和底部，用于检测当前水位高度，为核心控制模块确定是否启动或关闭进水阀、出水阀提供检测信号；4路按键分别用于实现设定模式选择、参数加、参数减和确认功能，供用户输入水体溶氧量上下限阈值、自动喂食起始时间和持续时间。
3.根据权利要求1所述的假山鱼池智能控制装置，其特征在于，所述无线通信模块采用HC-05蓝牙无线通信模组，用于与智能终端进行蓝牙配对，接收智能终端发送的控制指令，并通过串口转发给核心控制模块。
4.根据权利要求1所述的假山鱼池智能控制装置，其特征在于，所述水体溶氧量调节模块包括增氧气泵及与增氧气泵连接的驱动控制模块。
5.根据权利要求1所述的假山鱼池智能控制装置，其特征在于，所述水位控制模块包括1路进水阀、1路出水阀及分别与进水阀、出水阀连接的驱动控制模块。
6.根据权利要求1所述的假山鱼池智能控制装置，其特征在于，所述核心控制模块包括单片机和继电器，单片机的I/O口通过光耦与继电器的线圈相连，继电器的触点输出连接至所述执行机构。
7.根据权利要求2所述的假山鱼池智能控制装置，其特征在于，所述假山鱼池智能控制装置还包括与核心控制模块连接的液晶屏显示模块。
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