一种有效控制营养物质循环利用的多营养层次养殖系统的制作方法

1.本发明涉及水产养殖技术领域，特别涉及一种有效控制营养物质循环利用的多营养层次养殖系统。


背景技术：

2.多营养层次生态养殖模式是指在同一养殖水域(池塘和浅海等)内科学搭配多营养层级的水生动植物，利用其养殖生态位互补的特点实现稳定水质、循环利用营养物质、生态防病、提升质量安全、提高养殖效益的同时减少养殖废物排放目的的养殖模式。淡水多营养层次生态养殖技术是在淡水养殖中通过混养不同食性的鱼，配合主要养殖物种，达到提高资源利用率、降低环境污染的目的。发达国家在水产养殖领域对多营养层次生态养殖模式也进行了有益尝试，提倡设施化、智能化、精细化的生态高效发展方向。在传统高密度和高投饵量的池塘养殖模式下，养殖过程中所积累的残饵、排泄物和生物尸体等含氮有机物不断沉积于池塘底部不能及时移除或转化，是造成养殖水质恶化和底质老化的主要原因，具体表现为无机氮等有害物质浓度显著升高、系统稳定性变差、缓冲能力减弱等。从而导致养殖容量下降，病毒病和细菌病等多种病害频繁发生，严重威胁水产养殖业的稳定和可持续发展。多营养层次生态养殖模式改善养殖环境多营养层次生态养殖模式中，投饵性养殖动物产生的剩饵、粪便、营养盐等有机或无机物质不再简单地被视为危害养殖生态系统的“负担”，它们在微生物的作用下被分解、转化成其他养殖生物(滤食性贝类、大型藻类、腐食性生物)的食物或营养来源，将系统内多余的物质转化到这些混养生物体内，减轻了养殖对环境的压力，促进养殖产业的可持续发展。但是在现有的多营养层次生态养殖模式中，都是靠人工经验对养殖物种进行选择，无法进行合理有效的筛选，同时对于养殖过程中的检测调控不够智能化，无法构建智能化多营养层次生态养殖模式。


技术实现要素：

3.为解决上述现有技术中所存在的对于适养物种无法合理筛选同时养殖不够智能化等问题，本发明提供一种有效控制营养物质循环利用的多营养层次养殖系统，能够合理有效筛选适养物种，使适养物种能够有效营养物质循环利用，同时对养殖过程中的因素进行自动检测及调控提高水产养殖智能化程度。
4.为了实现上述技术目的，本发明提供了如下技术方案：
5.一种有效控制营养物质循环利用的多营养层次养殖系统，包括：
6.筛选模块，检测模块，处理模块，控制模块，养殖模块；
7.所述处理模块分别与所述筛选模块、检测模块、控制模块连接；
8.所述养殖模块与所述筛选模块、检测模块连接；
9.所述养殖模块用于为养殖系统提供养殖场景；
10.所述筛选模块用于根据养殖场景，筛选评价适养物种；
11.所述检测模块用于检测养殖场景内的环境参数；
12.所述处理模块用于对适养物种及环境参数进行分析处理，并根据分析处理结果生成控制指令；
13.所述控制模块用于根据控制指令对所述养殖场景的环境参数进行调控。
14.可选的，所述筛选模块包括初筛选模块，评价模块；
15.所述初筛选模块、评价模块及所述处理模块依次连接；
16.所述初筛选模块用于获取养殖场景的地理位置，并根据地理位置，通过大数据分析筛选适合所述地理位置的物种；
17.所述评价模块用于通过层级条件对大数据分析筛选结果进行再次筛选，并对再次筛选结果进行评价，基于评价结果，获得适养物种，其中层级条件包括代谢产物，残余有机物及物种食物链所在级次，所述适养物种为进行营养物质循环利用的若干物种，所述适养物种包括微生物，浮游生物、动植物。
18.可选的，所述检测模块包括若干传感器，其中传感器包括温度传感器，有机物检测传感器，光照传感器、水下氧气传感器、水位传感器及水质传感器。
19.可选的，所述处理模块包括物种分析模块、环境分析模块；
20.所述物种分析模块与所述环境分析模块连接；
21.所述物种分析模块用于根据适养物种，设置相对应的养殖条件；
22.所述环境分析模块用于根据养殖条件，对所述环境参数进行判断，并基于判断结果，生成控制指令。
23.可选的，所述控制模块包括池塘换水装置，增氧设备，其中所述池塘换水装置用于调控所述养殖场景的水质条件，所述增氧设备用于调控所述养殖场景的含氧量。
24.可选的，还包括查看模块；
25.所述查看模块包括监视模块及显示模块；
26.所述显示模块分别与所述监视模块及所述分析模块连接；
27.所述监视模块用于对所述养殖场景进行监视；
28.所述显示模块用于对监视结果及环境参数进行显示，并将所述监视结果及环境参数进行存储。
29.可选的，还包括预警模块；
30.所述预警模块与所述分析模块连接；
31.所述预警模块用于构建预警参数，并根据预警参数对所述环境参数进行判断，基于判断结果生成预警信号，其中所述预警信号包括声光报警及文字框报警提示。
32.可选的，还包括时间规划模块；
33.所述时间规划模块用于获取适养物种的不同生长阶段的时间信息，并在不同时间信息下，对养殖条件进行调整。
34.可选的，所述养殖模块采用水产养殖池塘或用于提供养殖场景的水产养殖设备。
35.本发明具有如下技术效果：
36.本发明能够通过对淡水池塘多营养层次生态养殖适养物种进行筛选及评价，因地制宜的养殖合适物种，合理化有效化筛选物种；同时构建检测及控制模块应用与淡水池塘水域生态环境调控提高养殖过程智能化程度、能够有效构建智能化淡水池塘多营养层次生态养殖模式，使其生态健康养殖模式具有“高效、优质、生态、健康、安全”等特点。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本发明实施例提供的系统示意图。
具体实施方式
39.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案进行清楚、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，都属于本发明保护的范围。
40.为了解决在现有技术中存在对于适养物种无法合理筛选同时养殖不够智能化问题，本发明提供了如下方案：
41.如图1所述，本发明提供了一种有效控制营养物质循环利用的多营养层次养殖系统，包括：筛选模块，检测模块，处理模块，控制模块，养殖模块；所述处理模块分别与所述筛选模块、检测模块、控制模块连接；所述养殖模块与所述筛选模块、检测模块连接；
42.所述养殖模块用于为养殖系统提供养殖场景；所述养殖模块采用水产养殖池塘或用于提供养殖场景的水产养殖设备。养殖模块为养殖系统提供养殖场景，其场景的选择可根据养殖相关人员进行自行选择，不设置相关限制，能够使养殖相关人员根据养殖环境进行任意挑选。
43.所述筛选模块用于根据养殖场景，筛选评价适养物种；所述筛选模块包括初筛选模块，评价模块；所述初筛选模块、评价模块及所述处理模块依次连接；
44.所述初筛选模块用于获取养殖场景的地理位置，并根据地理位置，通过大数据分析筛选适合所述地理位置的物种；初筛选模块在获取养殖场景所处的地理位置之后，对地理位置进行相关分析，如确定地理位置的经纬度，温湿度，气候，日夜温差等相关的地理参数，在选取地理参数之后，通过对地理参数选择完成之后，通过大数据分析筛选能够适应该地理位置的物种，其中筛选的物种包括微生物，藻类，贝类，虾类，鱼类，鳖类等不同食物链层级下的物种，大数据分析中可选择查询不同类别的物种的对应的数据库，以地理位置的相关信息作为查询条件，通过不同查询条件，提取分析不同的物种作为初筛选结果。通过地理位置初次筛选物种，能够使物种适应该地区的地理条件，进一步能够使物种能够尽量减少人为控制的自然生长，同时减少人工控制成本。
45.所述评价模块用于通过层级条件对大数据分析筛选结果进行再次筛选，并对再次筛选结果进行评价，基于评价结果，获得适养物种，其中层级条件包括代谢产物，残余有机物及物种食物链所在级次，所述适养物种为进行营养物质循环利用的若干物种，所述适养物种包括微生物，浮游生物、动植物。评价模块在初次筛选的基础上，对已经筛选好的符合地理条件的物种进行再次的筛选，再次筛选的作用为通过合理调整物种类别，对不同物种进行合理养殖，在对初次筛选结果分析的过程中，通过对不同物种的代谢产物，残余有机物及物种食物链所在级次进行分析，对不同物种进行分类，在分类过程中可选择单独物种食
物链所在级次进行分类，在分类过程中，例如微生物及藻类、草食性鱼类及贝类及虾类、肉食性鱼类及鳖类进行三个等级的分类，同时为了进行多层次养殖，可以对不同分类等级或不同等级下的物种类别进行划分。
46.分类完成后，对不同分类等级下的物种进行评价，其评价过程包括价值评价，生态评价，在价值评价中，通过互联网大数据查询获得单位面积下不同物种的利润，无法直接获取利润的，利润可以通过出售价格减去采购及中间成本进行获取，并随机选择不同分类等级下的若干物种，例如可在不同分类等级下随机选择三到四个不同物种，将若干物种的利润进行排序，构成原始染色体，并对染色体下对应的物种类别通过替换其他物种类别数据的方式对染色体进行更新，通过遗传算法以利润最大化为目标函数进行求解，在求解过程中，当前利润大于前一利润时，则保留该染色体，并在该染色体基础上再次进行更新，否则将保留前一染色体，在前一染色体基础上进行更新，替换后的物种不参与后续更新，直到所有物种遍历完成，最终染色体下的物种为价值评价结果，通过上述价值评价，能够在保留不同层次下的物种，构建多层次养殖模式，使利润最大化，在价值评价结果中不同分类等级下还保留有若干物种，对若干物种进行生态评价，分别判断不同物种是否会破坏物种间的生态环境平衡性，在对生态评价中，根据不同物种的不同特性及物种间的营养能量流动，如根据习性，繁殖速度进行判断，根据习性如捕食习性通过对捕食习性设置相关的等级：温和肉食性鱼类及凶猛肉食性鱼类，并设置相关限制条件，如只保留温和肉食性鱼类，将不符合等级的鱼类进行去除，防止肉食性鱼类将上一食物链层级物种捕食完，进而破坏生态平衡，再例如根据繁殖速度，将繁殖速度根据1-10的数值进行统计，在设置相关阈值8将繁殖速度迅速的物种进行剔除，防止繁殖过快影响其他物种的生存空间，生态评价中的物种不同特性指标可根据相关人员自行拟定，不做限制，同时对于在生态评价时对营养能量流动进行统计，统计单位面积及适养数量下不同物种间的能量流动，并制定相对应的能量流动数值表，统计过程中可根据大数据查询分析获取，根据能量流动数值表，计算不同物种下的能量流动是否符合正常数值，正常数值可根据相关人员进行设定，符合时则将该若干物种作为适养物种，若不符正常数值时，通过增加或者减少当前或其他物种的数量，来达到符合条件，将符合条件下的物种作为适养物种，通过上述生态评价所选择的适养物种能够有效进行营养物质循环利用，形成多层次养殖。
47.所述检测模块用于检测养殖场景内的环境参数，其中环境参数包括温度、有机物含量、光照、含氧量、水位及水质条件；所述检测模块包括若干传感器，其中传感器包括温度传感器，有机物检测传感器，光照传感器、水下氧气传感器、水位传感器及水质传感器。在评价筛选完成后，通过相关人员通过上述筛选结果中的适养物种直接或者根据经验稍微调整后投放到养殖模块内，通过检测模块中的不同传感器实时检测养殖模块内的不同环境参数，通过多方位实时监控养殖场景，方便相关人员了解情况，同时为后续场景环境调整控制提供数据基础。
48.所述处理模块用于对适养物种及环境参数进行分析处理，并根据分析处理结果生成控制指令；所述处理模块包括物种分析模块、环境分析模块；所述物种分析模块与所述环境分析模块连接；
49.所述物种分析模块用于根据适养物种，设置相对应的养殖条件；物种分析模块中对适养物种进行分析，通过对适养物种进行养殖环境分析，选择不同物种对应的养殖条件，
其中养殖条件包括水质条件及含氧量，该模块下对不同适养物种的养殖条件进行分析，通过人为的较小干涉，来使适养物种达到最优条件，使养殖场景内的适养物种处于合适的养殖环境中。
50.所述环境分析模块用于根据养殖条件，对所述环境参数进行判断，并基于判断结果，生成控制指令。环境分析模块通过对检测的水质条件及含氧量提取，判断养殖条件及相对应的环境参数下的差值，根据差值，生成驱动控制模块的控制指令，其中控制指令包括驱动时间及驱动功率，控制指令的生成中需要设定以天数为单位的时间间隔，时间间隔根据适养物种的特性进行设置。
51.所述控制模块用于根据控制指令对所述养殖场景的环境参数进行调控。所述控制模块包括池塘换水装置，增氧设备。通过上述方案对养殖场景调整，调整水质条件及含氧量，使养殖场景内的适养物种能够生活在合适的养殖环境中，同时不需要人工进行查看及控制，提高智能化调控程度。
52.本发明还包括时间规划模块；所述时间规划模块用于获取适养物种的不同生长阶段的时间信息，并在不同时间信息下，对养殖条件进行调整。时间规划模块下，需要统计不同适养物种在不同生长极端时间下的水质条件及含氧量，通过对上述养殖条件进行分析统计，对设定相关时间，将不同时间下的养殖条件进行调整，生成不同物种不同时间下的合理的养殖场景。
53.本发明还包括查看模块；所述查看模块包括监视模块及显示模块；所述显示模块分别与所述监视模块及所述分析模块连接；所述监视模块用于对所述养殖场景进行监视；所述显示模块用于对监视结果及环境参数进行显示，并将所述监视结果及环境参数进行存储，在存储完成后相关人员可通过存储数据对历史情况进行了解。同时本发明还包括存储模块，对该系统生成的适养物种的数量及种类和实际适养物种的数量及种类进行分布式存储，通过上传适养物种的相关数据，通过多用户组成的区块链下，对相关数据进行查看和下载，提升养殖之间的交互，进一步提升智能化。
54.本发明还包括预警模块；所述预警模块与所述分析模块连接；所述预警模块用于构建预警参数，其中可根据适养物种无法正常生长环境条件，环境条件包括无法正常生长的温度、有机物含量、光照、含氧量、水位及水质条件的临界条件，该临界条件可以通过相关数值进行设定，并根据环境条件对预警参数设定，并根据预警参数对所述环境参数进行判断，判断环境参数是否超出或低于相关预警参数，基于判断结果生成预警信号，其中所述预警信号包括声光报警及文字框报警提示。
55.结合上述模块进行说明，本发明选择水产养殖池塘作为养殖模块，通过筛选模块确定范围在地理位置为东经112
°
33
′
05
″‑
112
°
42
′
33
″
，北纬30
°
37
′
56
″‑
30
°
54
′
25
″
，同时统计该地理位置的地理条件，根据地理条件通过大数据中各种物种数据库初步确定对能够适应该地区的水产相关物种，并通过价值评价及生态评价，最终筛选出适养物种包括长吻鮠商品鱼，同时配养少量白鲢、花骨鱼、黄颡鱼、青鱼及草鱼，同时还包括河蚌，一些淡水藻类，如小球藻，水草及浮萍，通过将上述适养物种投放到养殖模块中，通过检测模块实时监测包含上述适养物种的养殖场景，并通过处理模块对上述适养物种进行养殖条件确定，确定上述适养物种的养殖条件为水质条件要求较高，含氧量较大，设置水质条件要求和含氧量的相关数值来满足上述要求，通过处理模块根据养殖条件和环境参数隔一个月生成控制指
令，调控控制模块进行水质及含氧量的调整，以提供满足上述适养物种的合理合适的养殖场景，上述适养物种共同养殖下能够有效控制营养物质循环利用，能够进行多营养层次养殖，同时不需要较多的认为干涉，通过上述技术方案使生态健康养殖模式具有“高效、优质、生态、健康、安全”等特点。
56.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。