CN211955437U - 带电力预警的智能水产物联网监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水产监测领域，公开了一种带电力预警的智能水产物联网监测系统，包括电能表、溶解氧传感器、温度传感器、水质采集单元、水质传感器自动清洗装置、GPRS无线数据传输模块、智能数据采集控制终端、增氧机控制输出单元、投饵机控制输出单元、增氧机、投饵机、现场显示控制终端和报警喇叭，电能表与智能数据采集控制终端连接，溶解氧传感器和温度传感器均与水质采集单元连接，水质采集单元与智能数据采集控制终端连接，水质传感器自动清洗装置与智能数据采集控制终端连接。本实用新型能提升池塘养殖资源利用效率，降低生产成本，提高产品质量，实现节能降耗、绿色环保和增产增收的目标，有效推进渔业产业的转型升级。

Description

带电力预警的智能水产物联网监测系统

技术领域

本实用新型涉及水产监测领域，特别涉及一种带电力预警的智能水产物联网监测系统。

背景技术

随着国内水产养殖业朝着高密度、高产量方向发展，养殖技术电气化、科技化和智能化方向迈进是必然趋势，天气、温度、光照、风速、增氧机等影响着水产养殖的生长安全，养殖水质恶化，缺氧等因素会直接诱导水产品缺氧及疾病爆发甚至大批量死亡。因此实现对渔业养殖的电气化、环境和水质预警及水产养殖智能化的研究非常紧迫。基于电网电力数据采集、水质数据在线监测、 GPRS数据无线传输、智能控制、天气和电力预警信息发布、及增氧机远程或自动控制等功能是亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能提升池塘养殖资源利用效率，降低生产成本，提高产品质量，实现节能降耗、绿色环保和增产增收的目标，有效推进渔业产业的转型升级的带电力预警的智能水产物联网监测系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种带电力预警的智能水产物联网监测系统，包括电能表、溶解氧传感器、温度传感器、水质采集单元、水质传感器自动清洗装置、GPRS无线数据传输模块、智能数据采集控制终端、增氧机控制输出单元、投饵机控制输出单元、增氧机、投饵机、现场显示控制终端和报警喇叭，所述电能表与所述智能数据采集控制终端连接，所述溶解氧传感器和所述温度传感器均与所述水质采集单元连接，所述水质采集单元与所述智能数据采集控制终端连接，所述水质传感器自动清洗装置与所述智能数据采集控制终端连接，所述GPRS无线数据传输模块与所述智能数据采集控制终端连接，所述增氧机控制输出单元与所述智能数据采集控制终端连接，所述增氧机与所述增氧机控制输出单元连接，所述投饵机控制输出单元与所述智能数据采集控制终端连接，所述投饵机与所述投饵机控制输出单元连接，所述现场显示控制终端与所述智能数据采集控制终端连接，所述报警喇叭与所述智能数据采集控制终端连接。

在本实用新型所述的带电力预警的智能水产物联网监测系统中，还包括与所述水质采集单元连接的pH传感器、氨氮传感器、亚硝酸盐传感器和盐度传感器中的任意一种或多种。

在本实用新型所述的带电力预警的智能水产物联网监测系统中，当所述溶解氧传感器检测的溶解氧低于设定的下限时，所述智能数据采集控制终端控制自动启动所述增氧机，当所述溶解氧传感器检测的溶解氧高于设定的上限时，所述智能数据采集控制终端控制自动停止所述增氧机。

在本实用新型所述的带电力预警的智能水产物联网监测系统中，所述水质传感器自动清洗装置包括分水支管、清洗水管主管路、防水分线盒、引出电缆、清洗潜水泵、固定外壳体、水泵过滤网和浮体，所述分水支管分别与所述清洗水管主管路、所述溶解氧传感器的外罩、所述温度传感器的外罩、所述pH传感器的外罩、所述氨氮传感器的外罩、所述亚硝酸盐传感器的外罩和所述盐度传感器的外罩连接，所述清洗水管主管路连接所述清洗潜水泵的出水主管以及所述溶解氧传感器、所述温度传感器、所述pH传感器、所述氨氮传感器、所述亚硝酸盐传感器和所述盐度传感器的外罩的水路通道的主管，所述溶解氧传感器的RS485接口、所述温度传感器的RS485接口、所述pH传感器的RS485 接口、所述氨氮传感器的RS485接口、所述亚硝酸盐传感器的RS485接口和所述盐度传感器的RS485接口均与所述防水分线盒连接，所述防水分线盒与所述引出电缆连接，所述固定外壳体分别与所述分水支管、所述清洗水管主管路、所述浮体和所述清洗潜水泵连接，所述水泵过滤网固定在所述水质传感器自动清洗装置的外壳的底部，且位于所述清洗潜水泵进水口连接处，所述浮体采用 PE吹塑结构。

在本实用新型所述的带电力预警的智能水产物联网监测系统中，所述智能数据采集控制终端设有处理器、数据采集接口、输出控制接口、液晶触摸显示接口、防雷保护电路和报警驱动电路，所述数据采集接口、输出控制接口、液晶触摸显示接口、防雷保护电路和报警驱动电路均与所述处理器连接。

在本实用新型所述的带电力预警的智能水产物联网监测系统中，所述电能表与所述数据采集接口连接，所述增氧机控制输出单元和投饵机控制输出单元均与所述输出控制接口连接，所述现场显示控制终端与所述液晶触摸显示接口连接，所述报警喇叭与所述报警驱动电路连接。

在本实用新型所述的带电力预警的智能水产物联网监测系统中，所述电能表采用MODBUS-RTU、RS-485协议或DL/T645规约，采用DL/T1490-2015 智能电能表功能规范，用于在线监测动力电网三相电各相电压和电流、总有功功率及总无功能功率。

在本实用新型所述的带电力预警的智能水产物联网监测系统中，所述溶解氧传感器采用极谱式原理，所述溶解氧传感器由金质阴极和银质阳极构成，在所述金质阴极和所述银质阳极中间加电解质，或者所述溶解氧传感器采用配荧光法溶解氧传感器。

在本实用新型所述的带电力预警的智能水产物联网监测系统中，所述 GPRS无线数据传输模块采用LTE Cat.4无线模块，支持TCP/UDP/DNS/HTTP 协议，进行GPRS无线数据双向透传，设有RS232通讯接口和RS485通讯接口。

在本实用新型所述的带电力预警的智能水产物联网监测系统中，所述现场显示控制终端采用具有智能电容触控操作功能的工业级LCD彩色液晶显示器。

实施本实用新型的带电力预警的智能水产物联网监测系统，具有以下有益效果：由于设有电能表、溶解氧传感器、温度传感器、水质采集单元、水质传感器自动清洗装置、GPRS无线数据传输模块、智能数据采集控制终端、增氧机控制输出单元、投饵机控制输出单元、增氧机、投饵机、现场显示控制终端和报警喇叭，该带电力预警的智能水产物联网监测系统可以让养殖用户通过手机、计算机及控制终端实时掌握养殖水质环境信息，及时获取异常报警信息及水质和电力预警信息，并且根据水质在线监测池塘中的溶解氧含量，让用户可以直观的观察水中的溶解氧等的变化规律，用户可以根据此规律设置溶解氧上、下限，当溶解氧低于设定的下限时自动启动增氧机，当溶解氧高于设定的上限时，自动停止增氧机，避免缺氧和盲目增氧，以最少的电能来维持水中适宜的溶解氧含量，从而实现智能控制增氧机启停，改变过去依靠经验的粗放式生产方式，通过渔业养殖的科学化、智能化养殖与精准化管理，因此本实用新型能提升池塘养殖资源利用效率，降低生产成本，提高产品质量，实现节能降耗、绿色环保和增产增收的目标，有效推进渔业产业的转型升级。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型带电力预警的智能水产物联网监测系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中带电力预警的智能水产物联网监测系统的交互原理图；

图3为所述实施例中水质传感器自动清洗装置的结构示意图；

图4为所述实施例中浮体的结构示意图；

图5为所述实施例中智能数据采集控制终端的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型带电力预警的智能水产物联网监测系统实施例中，该带电力预警的智能水产物联网监测系统的结构示意图如图1所示。图1中，该带电力预警的智能水产物联网监测系统包括电能表1、溶解氧传感器2、温度传感器3、水质采集单元4、水质传感器自动清洗装置5、GPRS无线数据传输模块6、智能数据采集控制终端7、增氧机控制输出单元8、投饵机控制输出单元9、增氧机10、投饵机11、现场显示控制终端12和报警喇叭13。

其中，电能表1与智能数据采集控制终端7连接，可以实现电力电网监测，该电能表1采用MODBUS-RTU、RS-485协议或DL/T645规约，采用 DL/T1490-2015智能电能表功能规范，可以实施在线监测动力电网三相电的各相电压和电流，以及总有功功率、总无功功率等。

水质参数影响鱼类的指标包含溶解氧、温度、pH、氨氮、亚硝酸盐等指标。溶解氧传感器2和温度传感器3均与水质采集单元4连接。溶解氧传感器2用于采集水中的溶解氧浓度，温度传感器3用于检测水的温度。溶解氧传感器2 采用极谱式原理，溶解氧传感器2由金质阴极和银质阳极构成，在两电极中间加如电解质。测量时加入极化电压，两极之间形成电流和溶解氧浓度呈线性关系，该溶解氧传感器2使用和维护成本低。另外，该带电力预警的智能水产物联网监测系统还支持选配荧光法溶解氧传感器。

水质采集单元4与智能数据采集控制终端7连接，水质传感器自动清洗装置5与智能数据采集控制终端7连接。

GPRS无线数据传输模块6与智能数据采集控制终端7连接。GPRS无线数据传输模块采用M2M和IOT应用而设计的LTE Cat.4无线模块，支持各网络制在式的全面覆盖，支持TCP/IP协议，即TCP/UDP/DNS/HTTP协议，支持GPRS无线数据双向透传，设有RS232通讯接口和RS485通讯接口，支持 RS232和RS485通讯。

增氧机控制输出单元8与智能数据采集控制终端7连接，增氧机10与增氧机控制输出单元8连接，增氧机10的数量可以是多个，优选三个。投饵机控制输出单元9与智能数据采集控制终端7连接，投饵机11与投饵机控制输出单元9连接。

现场显示控制终端12与智能数据采集控制终端7连接。本实施例中，现场显示控制终端12采用具有智能电容触控操作功能的工业级LCD彩色液晶显示器，支持宽温显示，支持RTC时钟，采用智能电容触摸操作。

报警喇叭13与智能数据采集控制终端7连接。

该带电力预警的智能水产物联网监测系统可以让养殖用户通过手机、计算机或控制终端实时掌握养殖水质环境信息，及时获取异常报警信息及水质和电力预警信息，并且根据水质在线监测池塘中的溶解氧含量，让用户可以直观的观察水中的溶解氧等的变化规律，用户可以根据此规律设置溶解氧上、下限，当溶解氧传感器2检测的溶解氧低于设定的下限时，智能数据采集控制终端7 控制自动启动增氧机10，当溶解氧传感器2检测的溶解氧高于设定的上限时，智能数据采集控制终端7控制自动停止增氧机10，避免缺氧和盲目增氧，以最少的电能来维持水中适宜的溶解氧含量，从而实现智能控制增氧机10启停，改变过去依靠经验的粗放式生产方式，通过渔业养殖的科学化、智能化养殖与精准化管理，因此本实用新型能提升池塘养殖资源利用效率，降低生产成本，提高产品质量，实现节能降耗、绿色环保和增产增收的目标，有效推进渔业产业的转型升级。

本实施例中，该带电力预警的智能水产物联网监测系统还包括pH传感器 14、氨氮传感器15、亚硝酸盐传感器16和盐度传感器17中的任意一种或多种， pH传感器14、氨氮传感器15、亚硝酸盐传感器16和盐度传感器17均与水质采集单元4连接。其中，pH传感器14用于检测水的pH值，氨氮传感器15 用于检测水的氨氮浓度，亚硝酸盐传感器16用于检测水的亚硝酸盐浓度，盐度传感器17用于检测水的盐度。pH传感器14采用电压型电化学原理，pH值的高低与pH传感器14的输出信号成比例关系。氨氮传感器15和亚硝酸盐传感器16采用离子选择离子选择电极法原理，其特点为精度高，响应速度快，操作简单，外形美观，安装维护方便，无需消耗化学试剂。

图2为本实施例中带电力预警的智能水产物联网监测系统的交互原理图。

图3为本实施例中水质传感器自动清洗装置的结构示意图，图3中，该水质传感器自动清洗装置2包括分水支管21、清洗水管主管路22、防水分线盒 23、引出电缆24、清洗潜水泵25、固定外壳26体、水泵过滤网27和浮体28，其中，分水支管21作为中间部件，分别与清洗水管主管路22、溶解氧传感器 2的外罩、温度传感器3的外罩、pH传感器14的外罩、氨氮传感器15的外罩、亚硝酸盐传感器16的外罩和盐度传感器17的外罩连接。

清洗水管主管路22作为清洗传感器水管主管路，清洗水管主管路22连接清洗潜水泵25的出水主管以及溶解氧传感器2、温度传感器3、pH传感器14、氨氮传感器15、亚硝酸盐传感器16和盐度传感器17的外罩的水路通道的主管。

溶解氧传感器2的RS485接口、温度传感器3的RS485接口、pH传感器 14的RS485接口、氨氮传感器15的RS485接口、亚硝酸盐传感器16的RS485 接口和盐度传感器17的RS485接口均与防水分线盒23连接，防水分线盒23 用于各传感器RS485接口转接分配接线盒。防水分线盒23与引出电缆24连接，引出电缆24为RS485接口分配的引出电缆。

固定外壳体26分别与分水支管21、清洗水管主管路22、浮体28和清洗潜水泵25连接。对于清洗潜水泵25，一方面，清洗潜水泵25一直运转，水体微生物和藻类不容易附着在传感器表面上，另一方面，控制清洗潜水泵25的电源通段方式，冲击清洗传感器检测点敏感部位，该方式可以保证传感器长期测量精准及精度高，传感器表面不容易附着藻类。

水泵过滤网27固定在水质传感器自动清洗装置的外壳的底部，且位于清洗潜水泵进水口连接处，外表有小孔过滤水中的杂质，保护传感器，并避免管路堵塞。

浮体28采用PE吹塑结构，采用PE材质内部吸塑方法制作，用于使水质采集单元4浮在水面上。溶解氧传感器2采用浮在水面，工作时，清洗潜水泵 25一直水冲击清洗，停泵时，溶解氧传感器2可以在空气中标定。传感器清洁采用水泵冲击法，水泵冲击微生物，使其不容易附着。图4为本实施例中浮体的结构示意图。

图5为本实施例中智能数据采集控制终端的结构示意图，图5中，该智能数据采集控制终端7设有处理器71、数据采集接口72、输出控制接口73、液晶触摸显示接口74、防雷保护电路75和报警驱动电路76，其中，数据采集接口72、输出控制接口73、液晶触摸显示接口74、防雷保护电路75和报警驱动电路76均与处理器71连接。优选的，数据采集接口72采用RS485通讯协议，防雷保护电路75采用浪涌保护器。

电能表1与数据采集接口72连接，增氧机控制输出单元8和投饵机控制输出单元9均与输出控制接口73连接，现场显示控制终端12与液晶触摸显示接口74连接，报警喇叭13与报警驱动电路76连接。

总之，本实用新型涉及电网电力数据采集和智能水产养殖自动化控制的水质在线监测技术，可以实现电力电网预警和水质在线监测自动控制功能。本实用新型可以实时在线监测鱼塘中的溶解氧含量，让用户可以直观的观察水中的溶解氧的变化规律。用户可以根据此规律设置溶解氧上、下限，当溶解氧低于设定的下限时，自动启动增氧机10，当溶解氧高于设定的上限时，自动停止增氧机10，避免缺氧和盲目增氧，以最少的电能来维持水中适宜的溶解氧含量。本实用新型还具有溶解氧、温度、pH、氨氮、亚硝酸盐、盐度等水质参数的测量，增氧机10和投饵机11手动或自动启停，手机或电脑远程控制增氧机10 和投饵机11，可以实现传感器自动清洗和自动校准，本实用新型具有故障报警、停电报警和异常报警等功能。可见，本实用新型可以解决电力电能对增氧机正常运转，及池塘中的溶解氧、pH、氨氮等水质变化对水产养殖的影响问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带电力预警的智能水产物联网监测系统，其特征在于，包括电能表、溶解氧传感器、温度传感器、水质采集单元、水质传感器自动清洗装置、GPRS无线数据传输模块、智能数据采集控制终端、增氧机控制输出单元、投饵机控制输出单元、增氧机、投饵机、现场显示控制终端和报警喇叭，所述电能表与所述智能数据采集控制终端连接，所述溶解氧传感器和所述温度传感器均与所述水质采集单元连接，所述水质采集单元与所述智能数据采集控制终端连接，所述水质传感器自动清洗装置与所述智能数据采集控制终端连接，所述GPRS无线数据传输模块与所述智能数据采集控制终端连接，所述增氧机控制输出单元与所述智能数据采集控制终端连接，所述增氧机与所述增氧机控制输出单元连接，所述投饵机控制输出单元与所述智能数据采集控制终端连接，所述投饵机与所述投饵机控制输出单元连接，所述现场显示控制终端与所述智能数据采集控制终端连接，所述报警喇叭与所述智能数据采集控制终端连接。

2.根据权利要求1所述的带电力预警的智能水产物联网监测系统，其特征在于，还包括与所述水质采集单元连接的pH传感器、氨氮传感器、亚硝酸盐传感器和盐度传感器中的任意一种或多种。

3.根据权利要求1所述的带电力预警的智能水产物联网监测系统，其特征在于，当所述溶解氧传感器检测的溶解氧低于设定的下限时，所述智能数据采集控制终端控制自动启动所述增氧机，当所述溶解氧传感器检测的溶解氧高于设定的上限时，所述智能数据采集控制终端控制自动停止所述增氧机。

4.根据权利要求2所述的带电力预警的智能水产物联网监测系统，其特征在于，所述水质传感器自动清洗装置包括分水支管、清洗水管主管路、防水分线盒、引出电缆、清洗潜水泵、固定外壳体、水泵过滤网和浮体，所述分水支管分别与所述清洗水管主管路、所述溶解氧传感器的外罩、所述温度传感器的外罩、所述pH传感器的外罩、所述氨氮传感器的外罩、所述亚硝酸盐传感器的外罩和所述盐度传感器的外罩连接，所述清洗水管主管路连接所述清洗潜水泵的出水主管以及所述溶解氧传感器、所述温度传感器、所述pH传感器、所述氨氮传感器、所述亚硝酸盐传感器和所述盐度传感器的外罩的水路通道的主管，所述溶解氧传感器的RS485接口、所述温度传感器的RS485接口、所述pH传感器的RS485接口、所述氨氮传感器的RS485接口、所述亚硝酸盐传感器的RS485接口和所述盐度传感器的RS485接口均与所述防水分线盒连接，所述防水分线盒与所述引出电缆连接，所述固定外壳体分别与所述分水支管、所述清洗水管主管路、所述浮体和所述清洗潜水泵连接，所述水泵过滤网固定在所述水质传感器自动清洗装置的外壳的底部，且位于所述清洗潜水泵进水口连接处，所述浮体采用PE吹塑结构。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的带电力预警的智能水产物联网监测系统，其特征在于，所述智能数据采集控制终端设有处理器、数据采集接口、输出控制接口、液晶触摸显示接口、防雷保护电路和报警驱动电路，所述数据采集接口、输出控制接口、液晶触摸显示接口、防雷保护电路和报警驱动电路均与所述处理器连接。

6.根据权利要求5所述的带电力预警的智能水产物联网监测系统，其特征在于，所述电能表与所述数据采集接口连接，所述增氧机控制输出单元和投饵机控制输出单元均与所述输出控制接口连接，所述现场显示控制终端与所述液晶触摸显示接口连接，所述报警喇叭与所述报警驱动电路连接。

7.根据权利要求1所述的带电力预警的智能水产物联网监测系统，其特征在于，所述电能表采用MODBUS-RTU、RS-485协议或DL/T645规约，采用DL/T1490-2015智能电能表功能规范，用于在线监测动力电网三相电各相电压和电流、总有功功率及总无功能功率。

8.根据权利要求1所述的带电力预警的智能水产物联网监测系统，其特征在于，所述溶解氧传感器采用极谱式原理，所述溶解氧传感器由金质阴极和银质阳极构成，在所述金质阴极和所述银质阳极中间加电解质，或者所述溶解氧传感器采用配荧光法溶解氧传感器。

9.根据权利要求1所述的带电力预警的智能水产物联网监测系统，其特征在于，所述GPRS无线数据传输模块采用LTE Cat.4无线模块，支持TCP/UDP/DNS/HTTP协议，进行GPRS无线数据双向透传，设有RS232通讯接口和RS485通讯接口。

10.根据权利要求1所述的带电力预警的智能水产物联网监测系统，其特征在于，所述现场显示控制终端采用具有智能电容触控操作功能的工业级LCD彩色液晶显示器。

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