CN212279437U - 一种基于海洋风电的无人值守海水养殖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于海洋风电的无人值守海水养殖系统。包括海洋风力发电模块、蓄电池模块、控制中心、数据采集设备、照明模块、加热模块、海水循环模块、云端和智能移动端，海洋风力发电模块和蓄电池连接，蓄电池分别给控制模块、照明模块、加热模块和海水循环模块供电，控制中心包括中央处理器CPU、现场采集数据总线和通信模块，数据采集设备通过通信模块或现场采集数据总线将数据传递至中央处理器CPU，中央处理器CPU的控制信号输出端分别连接照明模块、加热模块、海水循环模块，中央处理器CPU和云端交互信息，云端通过无线网络与智能移动端通信。本系统利用可再生能源并且实现了无人值守和远程监控的功能，降低了能耗成本和人工成本。

Description

一种基于海洋风电的无人值守海水养殖系统

技术领域

本实用新型属于海水养殖技术领域，特别涉及一种基于海洋风电的无人值守海水养殖系统。

背景技术

伴随着我国经济的迅猛发展，人们对于电能的需求也随之增大。在我国电力行业发展至今主要以火力发电为主，该种方式主要利用化石能源，所以经济的快速增长同时也随之带来了各种越来越严重的环境问题。我们急需开发新的清洁能源来解决发电及环境问题。海上风电是可再生能源发展的重要领域，是推动风电技术进步和产业升级的重要力量，是促进能源结构调整的重要措施。我国海上风能资源丰富，加快海上风电项目建设，对于促进沿海地区治理大气雾霾、调整能源结构和转变经济发展方式具有重要意义。

当前我国海水养殖业发展迅猛，全国养鱼面积已达130万平方米，是我国发展海洋经济的一项重要技术指标。但是我国的海水养殖业存在以下问题：1、我国的海水养殖业对海水的各种水质要素，比如水体的温度、盐度、pH值、溶解氧量及氨氮等最基本的监测项目，现有的监测方法都是指派多个渔业人员实行人工实地察看的方式，数据采集滞后且准确性不够精准，这就导致海水养殖业的人工成本较高，并且人工实地查看也增加了渔业人员的安全风险；2、海水养殖目前大多数电能还是通过以火力发电为主的电网供电，能耗大且对环境不够友好。上述各种原因导致海水养殖企业的综合生产成本过高，不利于海水养殖业的发展。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于海洋风电的无人值守海水养殖系统，实现了对海水的各个参数远程全天候、实时的、全方位的监控，同时利用了可再生的清洁能源，降低了海水养殖的人工成本和能耗成本。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种基于海洋风电的无人值守海水养殖系统，包括海洋风力发电模块、蓄电池模块、控制中心、数据采集设备、照明模块、加热模块、海水循环模块、云端和智能移动端，所述海洋风力发电模块和蓄电池连接，所述蓄电池分别给控制模块、照明模块、加热模块和海水循环模块供电，所述控制中心包括中央处理器CPU、现场采集数据总线和通信模块，所述数据采集设备通过通信模块或现场采集数据总线将数据传递至中央处理器CPU，所述中央处理器CPU的控制信号输出端分别连接照明模块、加热模块、海水循环模块，所述中央处理器CPU和云端交互信息，所述云端通过无线网络与智能移动端通信。

在上述的基于海洋风电的无人值守海水养殖系统中，所述蓄电池模块包括蓄电池和电池管理单元，所述电池管理单元包括温度检测传感器、充电电压检测传感器、充电电流检测传感器、放电电流检测传感器、报警模块和主控单片机，所述温度检测传感器、充电电压检测传感器、充电电流检测传感器、放电电流检测传感器、报警模块均和所述主控单片机连接，所述温度传感器贴合于蓄电池表面，所述充电电压检测传感器和充电电流检测传感器与蓄电池的输入端连接，放电电流检测传感器和蓄电池的输出端连接；当蓄电池输入端的电压大于充电电压预设值或蓄电池输入端的电流大于充电电流预设值或蓄电池输出端的电流大于放电电流预设值或蓄电池外表面的温度大于表面温度预设值时，所述主控单片机控制报警模块启动；所述主控单片机的数据通过通信模块上传至控制中心。

在上述的基于海洋风电的无人值守海水养殖系统中，还包括市电接入端口，所述市电接入端口和电池管理单元连接，所述电池管理单元能够预设市电的充电时间。

在上述的基于海洋风电的无人值守海水养殖系统中，所述数据采集设备包括水温传感器、水位传感器、水质传感器、光照传感器。

在上述的基于海洋风电的无人值守海水养殖系统中，所述通信模块为无线通信模块和/或有线通信模块，所述无线通信模块包括至少包括蓝牙、4G、5G、WIFI、以太网、485通信中的一种；所述有线通信模块包括光纤和/或电缆。

在上述的基于海洋风电的无人值守海水养殖系统中，所述数据采集设备还包括多个通过浮标设置的图像采集模块，每个图像采集模块均通过通信模块或现场采集数据总线将数据传递至中央处理器CPU。

在上述的基于海洋风电的无人值守海水养殖系统中，所述图像采集模块为防水摄像机或者防水照相机，所述图像采集模块固定在浮标的顶部。

在上述的基于海洋风电的无人值守海水养殖系统中，所述智能移动端为智能手机或者平板电脑。

与现有技术相比，本基于海洋风电的无人值守海水养殖系统具有以下优点1、通过海洋风电模块提供绿色能源，利用了可再生的清洁能源，降低了海水养殖能耗成本；2、设置了市电接入端口，利用电池管理单元在市电处于谷电的情况下对蓄电池充电，作为对海洋风电模块供电的补充，同时利用了价格低廉的谷电，能耗成本低廉；3、渔业人员可以利用智能移动端进行远程遥控和监测，无需实时驻守，实现了无人值守的功能，并且保证了对海水的各个参数远程全天候、实时的、全方位的监控，降低了人工成本。

附图说明

图1是实施例中基于海洋风电的无人值守海水养殖系统的电路原理示意图。

图2是实施例中数据采集设备和控制中心的电路原理示意图。

图3是实施例中蓄电池模块的电路原理示意图

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本基于海洋风电的无人值守海水养殖系统包括海洋风力发电模块、蓄电池模块、控制中心、数据采集设备、照明模块、加热模块、海水循环模块、云端和智能移动端，海洋风力发电模块和蓄电池连接，蓄电池分别给控制模块、照明模块、加热模块和海水循环模块供电，控制中心包括中央处理器CPU、现场采集数据总线和通信模块，数据采集设备通过通信模块或现场采集数据总线将数据传递至中央处理器CPU，中央处理器CPU的控制信号输出端分别连接照明模块、加热模块、海水循环模块，中央处理器CPU和云端交互信息，云端通过无线网络与智能移动端通信。

具体地说，如图2所示，数据采集设备包括水温传感器、水位传感器、水质传感器、光照传感器和多个通过浮标设置的图像采集模块。水温传感器用于采集养殖箱内的海水温度。水位传感器用于监测养殖箱内的水位高低。水质传感器用于监测养殖箱内的海水的水质，具体地说，该传感器采用YSI系列，可同时测量溶解氧、电导率、比电导度、盐度、氨、铵氮、电阻率、酸碱度、氧化还原电位、浊度或叶绿素或罗丹明、总溶解固体、硝酸盐、氯化物等参数；图像采集模块为防水摄像机或者防水照相机，图像采集模块固定在浮标的顶部，其通过通信模块或现场采集数据总线将数据传递至中央处理器CPU。

通信模块为无线通信模块或有线通信模块，两种通信模块可以单独使用或者混合使用，以养殖场的现场部署便利性和信号稳定性作为选择的标准。其中，无线通信模块包括至少包括蓝牙、4G、5G、WIFI、以太网、485通信中的一种；有线通信模块包括光纤和/或电缆。

如图3所示，蓄电池模块包括蓄电池和电池管理单元，电池管理单元包括温度检测传感器、充电电压检测传感器、充电电流检测传感器、放电电流检测传感器、报警模块和主控单片机。温度检测传感器、充电电压检测传感器、充电电流检测传感器、放电电流检测传感器、报警模块均和主控单片机连接；温度传感器贴合于蓄电池表面；海洋风力发电模块通过电池管理单元接入蓄电池，充电电压检测传感器和充电电流检测传感器连接在蓄电池的输入端和海洋风力发电模块之间，放电电流检测传感器和蓄电池的输出端连接，蓄电池的输出端分别连接控制模块、照明模块、加热模块和海水循环模块。主控单片机预先设置有充电电流预设值、充电电压预设值、放电电流预设值、表面温度预设值。充电电压检测传感器检测蓄电池输入端的电压传输至主控单片机、充电电流检测传感器检测蓄电池输入端的电流传输至主控单片机，放电电流检测传感器检测蓄电池输出端的电流传输至主控单片机，温度检测传感器检测蓄电池外表面的温度并输送至主控单片机，当蓄电池输入端的电压大于充电电压预设值或蓄电池输入端的电流大于充电电流预设值或蓄电池输出端的电流大于放电电流预设值或蓄电池外表面的温度大于表面温度预设值时，主控单片机控制报警模块启动；此外，主控单片机的数据还通过通信模块上传至控制中心，最终可以将数据发送到云端。这样渔业人员可以通过智能移动端从云端获取蓄电池的上述各类状态信息，以便于监控。

此外在本实施例中，基于海洋风电的无人值守海水养殖系统还包括市电接入端口。市电接入端口和电池管理单元连接，作为海洋风力发电模块出现故障或者处于维护期间蓄电池电量不足的情况下的备用方案。并且电池管理单元中还能够预设市电的充电时间，这样设计可以使得蓄电池在电网处于谷电期间采用市电进行充电，降低能耗成本。

照明模块采用LED照明灯，其可以通过触碰开关、光敏开关或者感应开关等和蓄电池连接，用于提供阴雨天气或者夜间的照明。加热模块采用加热棒，通过控制中心进行控制。海水循环模块采用循环泵，用于对养殖箱内的海水进行循环过滤，从而有效提高水质。

智能移动端为智能手机或者平板电脑，通过在手机或者平板电脑上安装app软件，实现人机交互，此类app属于较为常见的软件，因此不做赘述。渔业人员通过手机或者平板电脑能够实时监控养殖场内的海洋风力发电模块、照明模块、加热模块、海水循环模、水质、水温、水位、蓄电池状态等情况，并且可以远程控制照明模块、加热模块、海水循环模块的运行，从而实现了无人值守和远程监控的效果，从而避免了人工驻守监测，降低人工成本。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种基于海洋风电的无人值守海水养殖系统，其特征在于，包括海洋风力发电模块、蓄电池模块、控制中心、数据采集设备、照明模块、加热模块、海水循环模块、云端和智能移动端，所述海洋风力发电模块和蓄电池连接，所述蓄电池分别给控制模块、照明模块、加热模块和海水循环模块供电，所述控制中心包括中央处理器CPU、现场采集数据总线和通信模块，所述数据采集设备通过通信模块或现场采集数据总线将数据传递至中央处理器CPU，所述中央处理器CPU的控制信号输出端分别连接照明模块、加热模块、海水循环模块，所述中央处理器CPU和云端交互信息，所述云端通过无线网络与智能移动端通信。

2.根据权利要求1所述的基于海洋风电的无人值守海水养殖系统，其特征在于，所述蓄电池模块包括蓄电池和电池管理单元，所述电池管理单元包括温度检测传感器、充电电压检测传感器、充电电流检测传感器、放电电流检测传感器、报警模块和主控单片机，所述温度检测传感器、充电电压检测传感器、充电电流检测传感器、放电电流检测传感器、报警模块均和所述主控单片机连接，所述温度检测传感器贴合于蓄电池表面，所述充电电压检测传感器和充电电流检测传感器与蓄电池的输入端连接，放电电流检测传感器和蓄电池的输出端连接；当蓄电池输入端的电压大于充电电压预设值或蓄电池输入端的电流大于充电电流预设值或蓄电池输出端的电流大于放电电流预设值或蓄电池外表面的温度大于表面温度预设值时，所述主控单片机控制报警模块启动；所述主控单片机的数据通过通信模块上传至控制中心。

3.根据权利要求2所述的基于海洋风电的无人值守海水养殖系统，其特征在于，还包括市电接入端口，所述市电接入端口和电池管理单元连接，所述电池管理单元能够预设市电的充电时间。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于海洋风电的无人值守海水养殖系统，其特征在于，所述通信模块为无线通信模块和/ 或有线通信模块，所述无线通信模块包括至少包括蓝牙、4G、5G、WIFI、以太网、485通信中的一种；所述有线通信模块包括光纤和/或电缆。

5.根据权利要求1或2或3所述的基于海洋风电的无人值守海水养殖系统，其特征在于，所述数据采集设备包括水温传感器、水位传感器、水质传感器、光照传感器。

6.根据权利要求5所述的基于海洋风电的无人值守海水养殖系统，其特征在于，所述数据采集设备还包括多个通过浮标设置的图像采集模块，每个图像采集模块均通过通信模块或现场采集数据总线将数据传递至中央处理器CPU。

7.根据权利要求6所述的基于海洋风电的无人值守海水养殖系统，其特征在于，所述图像采集模块为防水摄像机或者防水照相机，所述图像采集模块固定在浮标的顶部。

8.根据权利要求1或2或3所述的基于海洋风电的无人值守海水养殖系统，其特征在于，所述智能移动端为智能手机或者平板电脑。

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