一种智能集中供氧的系统的制作方法

1.本发明涉及智能控制技术领域，尤其涉及一种智能集中供氧的系统。


背景技术：

2.现有的养鱼池需要进行供氧，水体中的含氧量与氧气在水体中的溶解度有关，氧气在水体中的溶解度与温度和压强有关，其溶解度一般随着温度升高而减少，由于气体溶解时体积变化很大,故其溶解度随压强增大而显著增大；公开号cn110352902a公开了一种养殖用供氧系统，该系统包括：检测单元，用以实时检测养殖水体内的溶氧量，并将数据传输至数据处理单元；数据处理单元，整理所述检测单元的数据并将其转化为数字信号传送至控制单元；制氧单元，用于制造并提供氧气；以及控制单元，将数据处理单元发送的数据与系统设定进行比较，控制制氧单元的制氧效率以及对养殖水体的输氧速率。该发明还揭示了一种养殖用供氧系统的供氧方法。通过对水质监测与增氧控制，可以实现在水产养殖中针对不同品种、不同发育时期设置不同的溶氧值，并且可以达到精确控制。
3.现有的供氧系统一般通过单独的氧气瓶直接进行供氧，或者通过获取养鱼池中的含氧量进行供氧；不能考虑天气情况以及水体中的植物对含氧量的影响，导致供氧量不能动态调节，使得供氧过多或者供氧不足。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种智能集中供氧的系统，其主要目的在于解决现有方案中只根据水体中监测的含氧量进行供氧，导致供氧效果不佳的技术问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方法实现：一种智能集中供氧的系统，包含云平台、信息采集单元、信息清洗单元、提取计算单元、预警调控单元和提示单元；所述信息采集单元用于采集水体的状态信息集和环境信息集，所述状态信息集包含水体的含氧数据、植物数据和面积数据；所述环境信息集包含水体环境的天气数据、温度数据和压强数据；所述信息清洗单元用于接收采集的状态信息集和环境信息集，对状态信息集进行清洗，得到状态清洗集；对环境信息集进行清洗，得到环境清洗集；所述提取计算单元用于对状态清洗集进行计算分析，得到第一分析数据；对环境清洗集进行计算分析，得到第二分析数据；将第一分析数据和第二分析数据组合，得到分析组合集；所述预警调控单元用于对分析组合集进行处理，得到预警匹配集，根据预警匹配集对水体进行供氧；所述提示单元根据预警匹配集对水体中的含氧量进行预警和提示；所述云平台用于对各个单元中的数据进行处理计算。
6.进一步地，对状态信息集进行清洗，得到状态清洗集，包括：
获取状态信息集中水体的含氧数据、植物数据和面积数据；提取含氧数据中的含氧量并进行标记；提取植物数据中的植物类型并获取对应的植类匹配值，对植物类型和对应的植类匹配值进行标记；提取面积数据中的水体面积和植物面积并分别进行标记；将标记的含氧量、植物类型、植类匹配值、水体面积和植物面积进行分类组合，得到状态清洗集。
7.进一步地，对环境信息集进行清洗，得到环境清洗集，包括：获取环境信息集中水体环境的天气数据、温度数据和压强数据；提取天气数据中的天气类型并获取对应的天类预设值，将天气类型和天类预设值进行标记；提取温度数据中的水上温度和水下温度并分别进行标记；提取压强数据中的水上气体压强并进行标记；将标记的天气类型、天类预设值、水上温度、水下温度和水上气体压强进行分类组合，得到环境清洗集。
8.进一步地，所述提取计算单元用于对状态清洗集进行计算分析，得到第一分析数据，包括：对状态清洗集中标记的各项数据进行归一化处理并取值，利用含氧量迁移公式计算得到氧迁值yq；其中，表示为预设的含氧量修正因子，取值为0.645238，hy1表示为第一次监测水体的含氧量，hy2表示为第二次监测水体的含氧量，t1表示为第一次监测水体的时间点，t2表示为第二次监测水体的时间点；利用植物影响公式计算得到影响系数yxx；其中，表示为预设的植物修正因子，取值为1.26924，zlpi表示为植物类型对应的植类匹配值，zmi表示为植物面积，smi表示为水体面积；利用关联公式计算得到关联值gl；其中，a1和a2表示为不同的比例系数且均大于零；将关联值与预设的关联阈值进行匹配，将大于关联阈值的关联值标记为选中关联值，并生成匹配信号；将选中关联值与匹配信号组合，得到第一分析数据。
9.进一步地，对环境清洗集进行计算分析，得到第二分析数据，包括：对环境清洗集中标记的各项数据进行归一化处理并取值，利用环境影响公式计算得到环影值hy；其中，tlyi表示为天气类型对应的天类预设值，xwi表示为水下温度，swi表示为水上温度，qqi表示为水上气体压强，b1和b2表示为不同的比例系数且均大于零;将环影值与预设的环影阈值进行匹配，若环影值大于环影阈值，则生成影响信号，并将影响信号对应的环影值标记为选中环影值；将影响信号与选中环影值组合，得到第二分析数据。
10.进一步地，所述预警调控单元用于对分析组合集进行处理，得到预警匹配集，根据
预警匹配集对水体进行供氧，包括：获取分析组合集中的第一分析数据和第二分析数据；利用公式计算得到供氧系数gyx；其中，c1和c2表示为不同的比例系数且均大于零，gl0表示为选中关联值，hy0表示为选中环影值，gli0表示为预设的标准关联值；对供养系数的整数部分进行取值并设定为匹配值p，对匹配值进行分析；若p<k，则生成第一供氧信号；若k 1>p≥k，则生成第二供氧信号；若p≥k 1，则生成第三供氧信号；k表示为预设的供氧标准系数；将第一供氧信号、第二供氧信号和第三供氧信号进行组合，得到预警匹配集。
11.本发明的有益效果：本发明公开的各个方面，通过采集水体的状态信息集和环境信息集，对水体的含氧数据、植物数据和面积数据以及水体环境的天气数据、温度数据和压强数据进行综合分析，可以从多方面分析不同因素对水体含氧量的影响，进而可以实现动态供氧，提高供氧效果达到节约资源的目的；对状态信息集进行清洗，得到状态清洗集；对环境信息集进行清洗，得到环境清洗集；通过对采集的各项数据进行处理，使得各项数据标准化便于进行计算，可以提高数据计算的准确性；对状态清洗集进行计算分析，得到第一分析数据；对环境清洗集进行计算分析，得到第二分析数据；将第一分析数据和第二分析数据组合，得到分析组合集；通过对处理后的各项数据进行联立计算，使得各项数据之间建立联系，便于从多方面进行整体分析实现动态供氧；对分析组合集进行处理，得到预警匹配集，根据预警匹配集对水体进行供氧；可以克服现有方案中只根据水体中监测的含氧量进行供氧，导致供氧效果不佳的缺陷。
附图说明
12.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
13.图1为本发明一种智能集中供氧的系统的单元示意图。
具体实施方式
14.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方法进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
15.请参阅图1所示，本发明为一种智能集中供氧的系统，包含云平台、信息采集单元、信息清洗单元、提取计算单元、预警调控单元和提示单元；所述信息采集单元用于采集水体的状态信息集和环境信息集，所述状态信息集包含水体的含氧数据、植物数据和面积数据；所述环境信息集包含水体环境的天气数据、温度数据和压强数据；本发明实施例中，通过采集水体的状态信息集和环境信息集，可以从水体自身以及环境两方面进行综合分析，基于水体中的含氧量和消耗量以及外界环境对含氧量的影响
进行动态供氧，达到提高供氧效果节约资源的目的；其中，水体自身对含氧量的影响主要来自于水体中的植物的消耗，不同的植物对水体含氧量的影响不同，基于植物的类型和面积分析对水体含氧量的消极影响，不同的天气会影响水体的含氧量，比如阴天、晴天或者雨天时，水体含氧量均受到不同的影响，通过环境中的天气类型、以及空气温度和空气压强来分析对水体含氧量的消极影响。
16.所述信息清洗单元用于接收采集的状态信息集和环境信息集，对状态信息集进行清洗，得到状态清洗集；包括：获取状态信息集中水体的含氧数据、植物数据和面积数据；提取含氧数据中的含氧量并进行标记，将含氧量标记为hyi，i=1,2,3...n；提取植物数据中的植物类型并获取对应的植类匹配值，对植物类型和对应的植类匹配值进行标记；将植物类型标记为zli；设定不同的植物类型均对应一个不同的植类匹配值，将植物数据中的植物类型与所有的植物类型进行匹配获取对应的植类匹配值并标记为zlpi；提取面积数据中的水体面积和植物面积并分别进行标记；将水体面积标记为smi；将植物面积标记为zmi；将标记的含氧量、植物类型、植类匹配值、水体面积和植物面积进行分类组合，得到状态清洗集；对环境信息集进行清洗，得到环境清洗集；包括：获取环境信息集中水体环境的天气数据、温度数据和压强数据；提取天气数据中的天气类型并获取对应的天类预设值，将天气类型和天类预设值进行标记，将天气类型标记为tli；设定不同的天气类型均对应一个不同的天类预设值，将天气数据中的天气类型与所有的天类预设值进行匹配获取对应的天类预设值并标记为tlyi；例如，晴天对应的天类预设值为10，阴天对应的天类预设值为7，雨天对应的天类预设值为5；提取温度数据中的水上温度和水下温度并分别进行标记，将水上温度标记为swi；将水下温度标记为xwi；提取压强数据中的水上气体压强并进行标记，将水上气体压强标记为qqi；将标记的天气类型、天类预设值、水上温度、水下温度和水上气体压强进行分类组合，得到环境清洗集；所述提取计算单元用于对状态清洗集进行计算分析，得到第一分析数据；包括：对状态清洗集中标记的各项数据进行归一化处理并取值，利用含氧量迁移公式计算得到氧迁值yq；其中，表示为预设的含氧量修正因子，取值为0.645238，hy1表示为第一次监测水体的含氧量，hy2表示为第二次监测水体的含氧量，t1表示为第一次监测水体的时间点，t2表示为第二次监测水体的时间点；利用植物影响公式计算得到影响系数yxx；其中，表示为预设的植物修正因子，取值为1.26924，zlpi表示为植物类型对应的植类匹配值，zmi表示为植物面积，smi表示为水体面积；利用关联公式计算得到关联值gl；其中，a1和a2表示为不同的比例系数且均大于
零；将关联值与预设的关联阈值进行匹配，将大于关联阈值的关联值标记为选中关联值，并生成匹配信号；将选中关联值与匹配信号组合，得到第一分析数据；本发明实施例中，通过对状态清洗集中标记的各项数据进行联立计算，可以从水体自身方面对含氧量造成的消极影响进行分析。
17.对环境清洗集进行计算分析，得到第二分析数据；包括：对环境清洗集中标记的各项数据进行归一化处理并取值，利用环境影响公式计算得到环影值hy；其中，tlyi表示为天气类型对应的天类预设值，xwi表示为水下温度，swi表示为水上温度，qqi表示为水上气体压强，b1和b2表示为不同的比例系数且均大于零;将环影值与预设的环影阈值进行匹配，若环影值大于环影阈值，则生成影响信号，并将影响信号对应的环影值标记为选中环影值；将影响信号与选中环影值组合，得到第二分析数据；将第一分析数据和第二分析数据组合，得到分析组合集；本发明实施例中，通过对环境清洗集中标记的各项数据进行联立计算，可以从水体环境方面对含氧量造成的消极影响进行分析。
18.所述预警调控单元用于对分析组合集进行处理，得到预警匹配集，根据预警匹配集对水体进行供氧；所述提示单元根据预警匹配集对水体中的含氧量进行预警和提示；包括：获取分析组合集中的第一分析数据和第二分析数据；利用公式计算得到供氧系数gyx；其中，c1和c2表示为不同的比例系数且均大于零，gl0表示为选中关联值，hy0表示为选中环影值，gli0表示为预设的标准关联值；标准关联值基于不同的水体面积和水体体积进行设定；对供养系数的整数部分进行取值并设定为匹配值p，对匹配值进行分析；若p<k，则生成第一供氧信号；若k 1>p≥k，则生成第二供氧信号；若p≥k 1，则生成第三供氧信号；k表示为预设的供氧标准系数；例如，供养系数为2.34，则匹配值p为2，k为1，满足p≥k 1则生成第三供氧信号；将第一供氧信号、第二供氧信号和第三供氧信号进行组合，得到预警匹配集。
19.本发明实施例中，基于匹配值进行动态供氧，第一供氧信号表示水体中含氧量高但低于标准的含氧量，需要进行低强度的供氧；第二供氧信号表示水体中含氧量中等且低于标准的含氧量，需要进行中强度的供氧；第三供氧信号表示水体中含氧量远低于标准的含氧量，需要进行高强度的供氧；其中，标准的含氧样基于水体的面积和体积进行设定；所述提示单元根据预警匹配集对水体中的含氧量进行预警和提示；包括：水体中的供氧通过使用大型液氧储气罐配合汽化器以及主管道和若干个支管道实现，液氧储气罐中的氧气通过主管道输送至若干个支管道中，最后通过若干个支管道输送至水池，当根据第一供氧信号、第二供氧信号或者第三供氧信号进行输送氧气时，可进行响铃和灯光提示，并且将供氧的信息通过短信发送至管理员进行提示，便于及时对供氧的水池进行查看。
20.所述云平台用于对各个单元中的数据进行处理计算，云平台包括但不限于服务器或者中央处理器对数据进行处理。
21.本发明中的公式均是去除量纲取其数值计算，通过采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设比例系数和阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获取。
22.在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
23.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
24.以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。