一种基于物联网的卤虫养殖装置及方法与流程

1.本发明涉及养殖设备技术领域，特别是一种基于物联网的卤虫养殖装置及方法。


背景技术：

2.生物絮团技术是在高密度和限制性水交换养殖系统中，通过投放碳源来调节养殖水体中的碳氮比，促进异养微生物将氨氮转化成微生物蛋白，供养殖动物再摄食，以达到净化水质和降低饵料成本的目的。研究表明，采用生物絮团技术可显著促进杂交罗非鱼、日本囊对虾、凡纳滨对虾和巴西褐对虾等水产动物的生长，提高产量，减少饲料投入。
3.卤虫也称盐水丰年虫，在分类上属节肢动物门、甲壳亚门、鳃足纲、无甲目、卤虫科、卤虫属。卤虫分布范围极广，在世界各大陆的盐湖、盐田等高盐水域均有分布。卤虫因其适口性强、营养价值高、可作为药饵及微量元素的活载体、能够提高养殖生物的存活率、抗病性等优点，成为水产养殖生物广泛使用的开口饵料。在人工养殖卤虫中，如何提高卤虫的养殖存活率以及降低养殖成本是重点研究的问题。


技术实现要素：

4.本发明克服了现有技术的不足，提供了一种基于物联网的卤虫养殖装置及方法。
5.为达到上述目的本发明采用的技术方案为：
6.本发明第一方面公开了一种基于物联网的卤虫养殖装置，包括养殖箱，所述养殖箱上设置有驱动模块，所述驱动模块包括第一驱动机构与第二驱动机构，所述第一驱动机构与第二驱动机构对称设置；
7.所述第一驱动机构包括第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端配合连接有第一联轴器，所述第一联轴器上配合连接有第一螺纹丝杆，所述第一螺纹丝杆上配合连接有第一滑动块，所述第二驱动机构包括第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端配合连接有第二联轴器，所述第二联轴器上配合连接有第二螺纹丝杆，所述第二螺纹丝杆上配合连接有第二滑动块；
8.所述第一滑动块上固定连接有第一支撑柱，所述第二滑动块上固定连接有第二支撑柱，所述第一支撑柱与第二支撑柱之间架设有固定板，所述固定板沿长度方向设置有至少两个储料斗，所述储料斗的底部开设有出料管，且所述出料管贯穿所述固定板伸入至养殖箱内，且所述出料管的底端配合连接有堵料机构。
9.进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述养殖箱内设置有第一传感器、第二传感器以及光学摄像机，所述第一传感器用于检测养殖箱的水体碳浓度信息，所述第二传感器用于检测养殖箱的水体氮浓度信息，所述光学摄像机用于识别养殖箱内卤虫密度信息。
10.进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述堵料机构包括壳座，所述壳座上开设有凹槽，所述凹槽上滑动连接有滑动件，所述滑动件上配合连接有连接件，所述凹槽的底部开设有落料孔，且所述落料孔与所述出料管配合连接，所述壳座的左右两侧均设置有调控底座。
11.进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述调控底座上开设有凸状滑槽，所述凸状滑槽上滑动连接有拉块，所述拉块与连接条的一端固定连接，所述连接杆的另一端与所述连接件固定连接。
12.进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述调控基座上还设置有第一安装块与第二安装块，所述第一安装块上设置有第一磁力片，所述第二安装块上设置有第二磁力片。
13.进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述拉块底部设置有凸状滑块，所述凸状滑块与所述凸状滑槽相匹配。
14.进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述凹槽的侧壁上开设有槽口，所述滑动件的侧边设置有凸块，所述凸块与所述槽口相匹配。
15.进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述滑动件上设置有第三传感器，所述第三传感器用于检测所述滑动件的位置信息。
16.本发明第二方面公开了一种基于物联网的卤虫养殖装置的控制方法，应用于任一项所述的一种基于物联网的卤虫养殖装置，包括如下步骤：
17.在预设时间内通过第一传感器获取水体碳浓度参数信息；
18.基于所述碳浓度参数信息计算出碳浓度变化率；
19.在预设时间内通过第二传感器获取水体氮浓度参数信息；
20.基于所述氮浓度参数信息计算出氮浓度变化率；
21.判断所述氮浓度变化率是否大于碳浓度变化率；
22.若大于，则生成控制参数；
23.基于所述控制参数控制驱动模块与堵料机构启动，进而往养殖箱内添加碳源。
24.进一步的，本发明的一个较佳实施例中，还包括如下步骤：
25.通过大数据网络获取不同卤虫密度标准投放饲料量的特性信息，基于所述标准投放饲料量的特性信息建立特性数据库；
26.通过光学摄像机获取养殖箱内卤虫实时密度信息，并将所述实时密度信息导入标准数据库中，从而得到所需投放饲料量；
27.基于所述所需投放饲料量生成控制信息；
28.基于所述控制信息控制驱动模块与堵料机构启动，进而往养殖箱内投放特定量的饲料。
29.本发明解决了背景技术中存在的技术缺陷，本发明具备以下有益效果：通过驱动模块，能够使得碳源均匀的溶解在养殖箱各个区域上，保证养殖箱内各个区域的碳浓度相对平衡，也能够使得饲料投放在养殖箱的各个区域上，保证各个养殖箱各个区域上的卤虫均能食用到饲料。通过控制第一磁力片与第二磁力片的通断电便能够控制投料的功能，堵料机构的结构简单，控制原理简单，制造成本低，并且实现了自动化控制，应用范围广，实用性强。通过凸状滑块与凸状滑槽能够起到限位作用，从而提高拉块在移动过程中的稳定性，进一步提高了装置的可靠性。
附图说明
30.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
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
31.图1为养殖装置立体结构示意图；
32.图2为养殖装置另一视角立体结构示意图；
33.图3为第一磁力片通电而第二磁力片断电时堵料机构的结构示意图；
34.图4为第二磁力片通电而第一磁力片断电时堵料机构的结构示意图；
35.图5为凸状滑槽结构示意图；
36.图6为凸状滑块结构示意图；
37.附图标记说明如下：101、养殖箱；102、第一驱动机构；103、第二驱动机构；104、第一驱动电机；105、第一联轴器；106、第一螺纹丝杆；107、第一滑动块；108、第二驱动电机；109、第二联轴器；201、第二螺纹丝杆；202、第二滑动块；203、第一支撑柱；204、第二支撑柱；205、固定板；206、出料管；207、堵料机构；208、第一储料斗；209、第二储料斗；301、壳座；302、凹槽；303、滑动件；304、连接件；305、落料孔；306、调控底座；307、凸状滑槽；308、拉块；309、连接条；401、第一安装块；402、第二安装块；403、第一磁力片；404、第二磁力片；405、凸状滑块；406、槽口；407、凸块。
具体实施方式
38.为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
40.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
41.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
42.本发明第一方面公开了一种基于物联网的卤虫养殖装置，包括养殖箱101，所述养
殖箱101上设置有驱动模块，所述驱动模块包括第一驱动机构102与第二驱动机构103，所述第一驱动机构102与第二驱动机构103对称设置。
43.如图1、图2所示，所述第一驱动机构102包括第一驱动电机104，所述第一驱动电机104的输出端配合连接有第一联轴器105，所述第一联轴器105上配合连接有第一螺纹丝杆106，所述第一螺纹丝杆106上配合连接有第一滑动块107，所述第二驱动机构103包括第二驱动电机108，所述第二驱动电机108的输出端配合连接有第二联轴器109，所述第二联轴器109上配合连接有第二螺纹丝杆201，所述第二螺纹丝杆201上配合连接有第二滑动块202。
44.所述第一滑动块107上固定连接有第一支撑柱203，所述第二滑动块202上固定连接有第二支撑柱204，所述第一支撑柱203与第二支撑柱204之间架设有固定板205，所述固定板205沿长度方向设置有至少两个储料斗，所述储料斗的底部开设有出料管206，且所述出料管206贯穿所述固定板205伸入至养殖箱101内，且所述出料管206的底端配合连接有堵料机构207。
45.需要说明的是，优选的，所述储料斗设置为两个，分别为第一储料斗208与第二储料斗209。在第一储料斗208上储存有碳源，其中所述碳源可以是葡萄糖、淀粉、蔗糖等；在第二储料斗209上储存有饲料，其中所述饲料可以是麸皮、豆腐渣、微拟球藻等。
46.需要说明的是，同时驱动第一驱动电机104与第二驱动电机108启动，使得第一驱动电机104带动第一联轴器105旋转，从而带动第一螺纹丝杆106旋转，从而使得第一滑动块107沿第一螺纹丝杆106上滑动；使得第二驱动电机108带动第二联轴器109旋转，从而带动第二螺纹丝杆201旋转，从而使得第二滑动块202沿第二螺纹丝杆201上滑动；这样一来便能够使得固定板205能够沿养殖箱101的长度方向移动，从而带动第一储料斗208与第二储料斗209沿养殖箱101的长度方向移动，这样一来，在第一储料斗208与第二储料斗209移动的过程中，通过控制堵料机构207便能够将碳源或饲料投放到养殖箱101不同的位置上，使得碳源或饲料能够均匀的投放入养殖箱101内，一方面能够使得碳源均匀的溶解在养殖箱101各个区域上，保证养殖箱101内各个区域的碳浓度相对平衡；另一方面也能够使得饲料投放在养殖箱101的各个区域上，保证各个养殖箱101各个区域上的卤虫均能食用到饲料。
47.所述养殖箱101内设置有第一传感器、第二传感器以及光学摄像机，所述第一传感器用于检测养殖箱101的水体碳浓度信息，所述第二传感器用于检测养殖箱101的水体氮浓度信息，所述光学摄像机用于识别养殖箱101内卤虫密度信息。
48.需要说明的是，第一传感器为碳浓度检测传感器，第二传感器为氮浓度检测传感器。第一传感器与第二传感器设置为多个，分别安装于养殖箱101内不同的区域，从而用于测量养殖箱101内水体碳浓度信息与氮浓度信息。
49.如图3、图4所示，所述堵料机构207包括壳座301，所述壳座301上开设有凹槽302，所述凹槽302上滑动连接有滑动件303，所述滑动件303上配合连接有连接件304，所述凹槽302的底部开设有落料孔305，且所述落料孔305与所述出料管206配合连接，所述壳座301的左右两侧均设置有调控底座306。
50.所述调控底座306上开设有凸状滑槽307，所述凸状滑槽307上滑动连接有拉块308，所述拉块308与连接条309的一端固定连接，所述连接杆的另一端与所述连接件304固定连接。
51.所述调控基座上还设置有第一安装块401与第二安装块402，所述第一安装块401
上设置有第一磁力片403，所述第二安装块402上设置有第二磁力片404。
52.需要说明的是，通过堵料机构207从而控制出料管206导通或截止，从而实现控制第一储料斗208与第二储料斗209投料的功能。具体来说，当需要第一储料斗208投放碳源或需要第二储料斗209投放饲料时，使得相应堵料机构207上的第一磁力片403通电并且使得第二磁力片404断电，通电后的第一磁力片403具备磁力，断电后的第二磁力片404失去磁力，在磁力的作用下，拉块308会被吸引至第一磁力片403上，在此过程中，拉块308会连接条309移动，从而拉动连接件304移动，从而拉动滑动件303移动，进而使得滑动块不再堵住落料孔305，从而使得出料管206导通，这样一来，储存在第一储料斗208或第二储料斗209上的物料便能够顺着出料管206流落至养殖箱101内，从而完成投料功能。而当不需要第一储料斗208投放碳源或不需要第二储料斗209投放饲料时，控制第二磁力片404通电并且第一磁力片403断电，通电后的第二磁力片404具备磁力，断电后的第一磁力片403失去磁力，在磁力的作用下，拉块308会被吸引至第二磁力片404上，在此过程中，拉块308会连接条309移动，从而拉动连接件304移动，从而拉动滑动件303移动，进而使得滑动块堵住落料孔305，从而使得出料管206截止，这样一来，储存在第一储料斗208或第二储料斗209上的物料便不能够顺着出料管206流落至养殖箱101内，从而完成截止投料的功能。总体来说，通过控制第一磁力片403与第二磁力片404的通断电便能够控制投料的功能，堵料机构207的结构简单，控制原理简单，制造成本低，并且实现了自动化控制，应用范围广，实用性强。
53.需要说明的是，通过控制第一磁力片403的通电时间还能够控制第一储料斗208的碳源投放量与第二储料斗209饲料的投放量。具体来说，因为落料孔305的直径是固定的，因此可以通过控制第一磁力片403通电时间，便能够控制落料孔305的出料量，便能够计算出碳源或饲料的投放量。
54.如图5、图6所示，所示，所述拉块308底部设置有凸状滑块405，所述凸状滑块405与所述凸状滑槽307相匹配。
55.需要说明的是，所述凸状滑块405嵌入所述凸状滑槽307内，通过所述凸状滑块405嵌入所述凸状滑槽307进而提高拉块308在滑动时的稳定性。具体而言，在拉块308被第一磁力片403吸引或第二磁力片404吸引的滑动过程中，拉块308在滑移过程中难免会发生移位的情况，因此通过凸状滑块405与凸状滑槽307能够起到限位作用，从而提高拉块308在移动过程中的稳定性，进一步提高了装置的可靠性。
56.所述凹槽302的侧壁上开设有槽口406，所述滑动件303的侧边设置有凸块407，所述凸块407与所述槽口406相匹配。
57.需要说明的是，通过所述槽口406与凸块407起到了导向与支撑的作用。具体而言，首先，在滑动件303堵住落料孔305的过程中，储料斗上的物料会对滑动件303施加压力，因此为了避免滑动件303在压力的作用下掉出凹槽302内，需要设置凸块407支撑住滑动件303，从而避免滑动件303掉出，进而提高了装置可靠性。其次，在滑移件沿凹槽302滑动的过程中，通过槽口406与凸块407起到了导向作用，能够避免滑动件303在滑动过程中出现移位的情况。
58.所述滑动件303上设置有第三传感器，所述第三传感器用于检测所述滑动件303的位置信息。
59.需要说明的是，所述第三传感器为光电传感器，通过第三传感器可以实时监测滑
动件303的位置信息，从而判断第一磁力片403与第二磁力片404是否失去磁性。具体来说，若第一磁力片403因故障而失去磁力，当使得第一磁力片403通电后，便会出现第一磁力片403不能吸引拉块308的情况，从而造成不能将饲料或碳源投入到养殖箱101内情况，从而对卤虫的生长造成严重的影响；若第二磁力片404因故障而失去磁力，在对养殖箱101投料完毕后，控制第二磁力片404通电的过程中，便会出现第二磁力片404不能吸引拉块308的情况，从而会造成储料斗物料一直投放入养殖箱101内的情况，从而造成过量投料的情况，一方面也会因过量投料对卤虫生长造成严重影响，另一方面还会造成物料浪费。因此需要实时的监测并反馈第一磁力片403与第二磁力片404的故障情况，因此，在本发明中通过第三传感器实时检测滑动件303的位置信息，当第一磁力片403通过电后，通过第三传感器检测并反馈滑动件303的位置信息，从而判断滑动件303的位置信息是否位于第一预设位置上；若不位于，则说明第一磁力片403已经因故障而不能吸附拉块308，此时将第一故障信息发生至远程用户端上，从而通知用户及时的检修更换第一磁力片403。而当第二磁力片404通电后，同样通过第三传感器检测并反馈滑动件303的位置信息，从而判断滑动件303的位置信息是否位于第二预设位置上；若不位于，则说明第二磁力片404已经因故障而不能吸附拉块308，此时将第二故障信息发生至远程用户端上，从而通知用户及时的检修更换第二磁力片404。这样一来，便能够及时的检测并反馈故障信息，使得用户及时的对故障进行处理，并且不需要用户逐一排查故障，从而提高了劳动效率。
60.本发明第二方面公开了一种基于物联网的卤虫养殖装置的控制方法，应用于任一项所述的一种基于物联网的卤虫养殖装置，包括如下步骤：
61.在预设时间内通过第一传感器获取水体碳浓度参数信息；
62.基于所述碳浓度参数信息计算出碳浓度变化率；
63.在预设时间内通过第二传感器获取水体氮浓度参数信息；
64.基于所述氮浓度参数信息计算出氮浓度变化率；
65.判断所述氮浓度变化率是否大于碳浓度变化率；
66.若大于，则生成控制参数；
67.基于所述控制参数控制驱动模块与堵料机构启动，进而往养殖箱内添加碳源。
68.需要说明的是，在养殖箱101中，卤虫的高密度和投放饵料会使水体中的氨氮大量积累。而过量的氨氮存于水体中时会对卤虫产生毒害。微生物对水体中氨氮的移除主要通过三种途径：浮游植物的光合自养作用、自养细菌的亚硝化和硝化作用、异养细菌的同化作用。异养细菌对氨氮的固定能力是自养微生物的10倍，适当添加碳水化合物可促进异养细菌的生长。通过向水体中添加碳源，促进以异养细菌为主的生物絮团的形成，对动物生长和水质调节有明显促进作用。
69.需要说明的是，生物絮团对养殖箱101水体中的氮转化和利用起到至关重要的作用。在碳氮平衡的条件下，卤虫的排泄物及残饵的氨氮的转化可通过藻类的光能自养、自养微生物的硝化作用和异养微生物的同化作用等途径实现。当碳源过剩时，异养细菌对氨氮的固定能力是自养微生物的10倍，因此往水体中添加碳源可以促进异养细菌的生长，将水体中更多的铵氮转化为可供卤虫食用的微生物蛋白，为卤虫提供食物,在促进了卤虫的生长同时，还能够对卤虫的排泄物及残饵进一步利用，提高了资源利用率。因此，在本发明中，通过第一传感器与第二传感器可以检测出水体中碳、氮浓度变化率，当氮浓度变化率大于
碳浓度变化率时，控制系统能够控制驱动模块与堵料机构207启动，进而往养殖箱101内添加碳源，使得养殖箱101内水体碳浓度大于氮浓度。
70.进一步的，本发明的一个较佳实施例中，还包括如下步骤：
71.通过大数据网络获取不同卤虫密度标准投放饲料量的特性信息，基于所述标准投放饲料量的特性信息建立特性数据库；
72.通过光学摄像机获取养殖箱内卤虫实时密度信息，并将所述实时密度信息导入标准数据库中，从而得到所需投放饲料量；
73.基于所述所需投放饲料量生成控制信息；
74.基于所述控制信息控制驱动模块与堵料机构启动，进而往养殖箱内投放特定量的饲料。
75.需要说明的是，不同的卤虫密度对饲料的需求量各不相同，若饲料投放量过大，则会造成浪费饲料，并且会对水体造成富营养化现象，不利于卤虫生长；若饲料投放量过小，同样会影响卤虫正常生长。因此，在本发明中，通过大数据网络提前获取不同卤虫密度标准投放饲料量的特性信息并建立特性数据库，然后将数据库中的数据导入到数据存储器中。因此可以通过光学摄像机拍摄养殖箱101内图像信息，进而识别出养殖箱101内水体中卤虫实时密度信息，并将所述实时密度信息导入标准数据库中，从而得到所需投放饲料量；然后再通过控制第二储料斗209中第一磁力片403通电，从而将特定量的饲料投放至养殖箱101内。
76.以上依据本发明的理想实施例为启示，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。