一种浮动式水产养殖检测系统的保护装置

1.本实用新型涉及水产养殖检测设备技术领域，具体涉及一种浮动式水产养殖检测系统的保护装置。


背景技术：

2.无线传感器网络(wireless sensor networks, wsn)是一种分布式传感网络，它是一项通过无线通信技术把数以万计的传感器节点以自由式进行组织与结合进而形成的网络形式。构成传感器节点的单元包括数据采集单元、数据传输单元、数据处理单元以及能量供应单元，其中数据采集单元通常都是采集检测区域内的信息并加以转换，数据传输单元则主要以无线通信和交流信息以及发送接收那些采集进来的数据信息为主，数据处理单元通常处理的是全部节点的路由协议和管理任务以及定位装置等，能量供应单元一般采用微型电池或者太阳能板。由于无线传感器网络的网络设置灵活，设备位置可以随时更改，还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接，且无线传感器网络所具有的众多类型的传感器，可用于温度、湿度、噪声、含氧量、光强度、压力等多种多样参数的探测，被广泛地应用于环境、医疗、家居、工业等领域。
3.其中，在水产养殖过程中，基于wsn水质检测系统可应用于水产养殖的养殖水质检测以及控制中。例如在某一水域进行水产养殖时，可以利用溶解氧传感器、orp传感器等传感器对养殖水质的溶解氧、温度、ph等参数进行检测，并根据检测结果进行相应的调控（例如溶解氧较低时，利用增氧机增加溶解氧含量）。
4.现有的检测方式一般是在某一个检测点位设置一个传感器（或者多个传感器的集成部件）进行检测工作，但是对于同一检测点位的不同水位深度，养殖水质的各项参数是存在差异的，因此仅仅以一个检测点来代表该检测点的水质参数，会影响对整体水质的检测准确度，从而无法对整个养殖水质进行准确的调控；而且不同场合水产养殖的水深不同，现有的检测系统通用性较差，无法满足不同深度养殖水质的检测。同时，检测过程中，数据传输单元、数据处理单元以及能量供应单元是通过悬浮体漂浮于养殖水域的水面上，数据采集单元是悬浮于养殖水域中。由于检测过程中，位于悬浮体上的各个部件长时间处于外露状态，使用过程中容易受到雨水、阳光等外部环境因素的影响，使得整个检测系统的稳定性以及使用寿命受到影响；而且在悬浮体结构额使用过程中，养殖水域水面的水受到水流或者水面上风的影响容易飞溅到悬浮体上，造成悬浮体上的数据传输单元、数据处理单元以及能量供应单元出现浸水失效的风险，使得检测的稳定性较差。


技术实现要素：

5.本实用新型意在提供一种浮动式水产养殖检测系统的保护装置，以解决现有技术中水产养殖检测控制系统在检测过程中检测稳定性差的问题。
6.为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：一种浮动式水产养殖检测系统的保护装置，包括悬浮体和数据采集单元，悬浮体的底部转动连接有可转动至悬浮体之外
的悬浮支撑部，悬浮体的顶部设有用于保护数据传输单元、数据处理单元以及能量供应单元的保护机构；保护机构内可收纳连接有检测线，检测线上等距离可拆卸连接有若干用于固定数据采集单元的固定机构，固定机构与悬浮支撑部之间可拆卸连接有挂靠部。
7.本方案的原理和有益效果是：悬浮体用于支撑数据采集单元、数据传输单元、数据处理单元以及能量供应单元，保护机构用于对数据传输单元、数据处理单元以及能量供应单元进行保护，减少外部环境中雨水、浪花以及阳光等因素对检测系统的影响，提升检测系统运行的稳定性。
8.同本技术中的固定机构是等距离可拆卸连接于固定机构上的，而数据采集单元可以固定于固定机构上，因此在实际对养殖水域进行检测时，可以根据养殖水域的实际深度调节固定于检测线上固定机构的数量，从而在同一悬浮体位置的竖直线上设置合适数量的数据采集单元，起到更加准确的检测效果，且本技术中的检测系统能够对不同深度的养殖水域进行准确的检测，适用范围广。
9.而且本技术中悬浮体的底部转动连接有悬浮支撑部，正常状态，悬浮支撑部转动至悬浮体之外，一方面悬浮支撑体能够对悬浮体起到辅助支撑作用，从而使得悬浮体使用过程中更加稳定，另一方面，由于悬浮支撑部转动至悬浮体底部之外，利用悬浮体支撑部可以对悬浮体周围的水波起到缓冲阻隔效果，从而减少养殖水域水面处的水飞溅到悬浮体上的概率，降低检测系统浸水的风险；另外，由于固定机构与悬浮支撑部之间可拆卸连接有挂靠部，正常状态时，悬浮支撑部是水平浮于悬浮体的底部而对悬浮体起到辅助支撑作用，但是当养殖水域的水面风较大而造成悬浮体以及悬浮支撑部横向漂移时，检测线会对悬浮体产生拉力作用，使得悬浮体的吃水深度变大，此时在检测线的拉力作用下，水平漂浮状态的悬浮支撑部被拉动而向悬浮体下方转动，使得悬浮支撑部处于倾斜或者竖直状态，此时悬浮体以及悬浮支撑部横向的截面积增大，使得悬浮体横向随意漂移的阻力增大，因此在养殖水域水面风或者波浪较大时能够对悬浮体起到辅助稳定的作用，从而使得检测系统能够更加稳定地工作。
10.优选的，作为一种改进，所述固定机构包括固定块和可拆卸连接于固定块上的固定筒，所述固定块固定连接于检测线上，固定筒内设有用于放置数据采集单元的放置槽，所述固定筒的外壁上开有若干与放置槽连通的过水槽。
11.本方案中，通过将数据采集单元放置于放置槽中，外部待检测的水能够穿过过水槽而与数据采集单元接触，检测的结果准确，而固定筒结构能够对数据采集单元起到保护作用；固定块是固定连接于检测线上的，当检测线收纳于悬浮体上时，固定块可以跟随检测线一起被收纳，此时只需将多余的保护筒以及保护筒中的数据采集单元拆卸走，避免多余的数据采集单元长期放置于悬浮体上而未被使用，有效提升数据采集单元的使用率。
12.优选的，作为一种改进，所述悬浮支撑部包括悬浮板，悬浮板的一侧转动连接于悬浮体的底部，悬浮板的另一侧延伸至悬浮体的一侧之外；所述挂靠部包括连接绳，连接绳的一端与悬浮板延伸至悬浮体之外的一端固定连接，连接绳的另一端与固定块之间可拆卸连接。
13.本方案中，利用连接绳使得悬浮板的自由端与固定块之间可拆卸连接，结构简单且连接稳定，拆装时十分方便；悬浮支撑部为板状结构的悬浮板，悬浮板的安装简单且能够与悬浮体的底部形成面接触，从而使得悬浮板能够为悬浮体提供稳定的辅助支撑效果。
14.优选的，作为一种改进，所述悬浮板的数量为两个，且两个悬浮板的自由端延伸至悬浮体的两侧。
15.本方案中，利用两个悬浮板对悬浮体的两侧进行辅助支撑，使得悬浮体受力更加均匀，提升悬浮体的稳定性并对悬浮体两侧可能产生的水面波动进行阻挡缓冲。
16.优选的，作为一种改进，所述检测线包括承重线和可拆卸连接于承重线上的信号线，信号线与数据采集单元之间可拆卸连接有插接头；所述固定块等距离固定连接于称重线上，且承重线的尾端固定连接有配重锤。
17.本方案中，利用配重锤的重力作用，使得承重线和信号线在使用过程中处于被拉直的状态，当将数据采集单元通过插接头等距离连接于信号线上时，可以使数据采集单元对竖直线上的多个检测点位进行检测，而承重线具有较强的承重能力，使得整体结构稳定，减少信号线在使用过程中受力被拉伸损坏的情况；同时，本方案中信号线是可拆卸连接于承重线上，当承重线被收纳至悬浮体上时，可以将信号线单独收纳，减少信号线被损坏的风险。
18.优选的，作为一种改进，所述悬浮体的中部开有与承重线配合的投放孔，悬浮体的顶部转动连接有用于收纳承重线的收纳辊，所述收纳辊位于投放孔的上方且收纳辊位于保护机构内。
19.本方案中，利用收纳辊对承重线进行收放，操作十分方便，而在悬浮体中部开投放孔，当检测线以及数据采集单元由投放口向下被放入到养殖水域中后，悬浮体受力均匀不易发生倾斜甚至侧翻。
20.优选的，作为一种改进，所述悬浮体上固定连接有驱动电机，所述收纳辊与驱动电机固定连接。
21.本方案中，利用驱动电机驱动收纳辊转动，自动实现对承重线以及固定块的收放操作，操作方便且省力。
22.优选的，作为一种改进，所述固定块上固定连接有用于固定连接绳的自锁挂钩。
23.本方案中，利用自锁挂钩可以方便且稳定地将连接绳固定。
24.优选的，作为一种改进，所述保护机构包括固定连接于悬浮体顶部的保护框，所述保护框与悬浮体形成用于容纳数据传输单元、数据处理单元以及能量供应单元的保护空间。
25.本方案中，利用保护框结构减少外界环境因素对数据传输单元、数据处理单元以及能量供应单元的影响，使得检测系统能够长时间稳定工作。
26.优选的，作为一种改进，所述保护框的顶部设有防水层和隔温层。
27.本方案中，利用防水层和隔温层，进一步减少雨水以及高温对检测系统的影响，提升检测系统的稳定性。
附图说明
28.图1为本实用新型实施例一的正剖图。
29.图2为本实用新型实施例一中固定块与固定机构连接的示意图。
30.图3为本实用新型实施例一中固定机构与连接座连接的爆炸图。
31.图4为本实用新型实施例一中固定块与卡爪连接的示意图。
32.图5为本实用新型实施例二的正剖图。
33.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
34.说明书附图中的附图标记包括：悬浮体1、数据采集单元2、保护框3、承重线4、信号线5、配重锤6、固定块7、安装槽701、卡接槽702、卡爪8、固定筒9、底板901、顶板902、开口9021、密封板903、档杆904、连接座10、插接公头11、插接母头12、弹片13、挡块14、挡板15、驱动电机16、收纳辊17、悬浮板18、连接绳19、自锁挂钩20、隔温层21、防水层22。
35.实施例一
36.本实施例一基本如附图1和图2所示：一种浮动式水产养殖检测系统的保护装置，包括悬浮体1和用于采集养殖水域中水质信息的数据采集单元2，本实施例中，数据采集单元2采用型号为amt－w400多参数水质传感器，能够同时对养殖水域中溶解氧、ph、orp、浊度等多种参数进行检测，且传感器采用rs485总线，modbus/rtu通讯协议，且多参数水质传感器配备全自动清洁装置，能够自动除污并防止微生物生长，确保检测的准确度。
37.悬浮体1为漂浮于养殖水域水面上的承重结构，具体可以采用密度小于水的防腐塑料制得。悬浮体1的顶部设有用于对现有技术中用于对水质检测的数据传输单元、数据处理单元以及能量供应单元进行保护的保护机构，保护机构为通过螺钉固定连接于悬浮体1顶面的保护框3，保护框3与悬浮体1之间围成用于容纳放置数据传输单元、数据处理单元以及能量供应单元的保护空间，实际使用过程中，可以将保护框3的前侧板拆卸掉而维护保护空间内的数据传输单元、数据处理单元以及能量供应单元。
38.结合图1和图2，保护框3内可收纳连接有检测线，检测线由承重线4和信号线5组成，承重线4采用高密度聚乙烯绳，以使得承重线4具有较强的承重性能和防腐蚀性能，信号线5用于检测信号传递的防水电缆。为了使承重线4使用过程中处于竖直状态并避免悬浮体1随养殖水面随意漂流，承重线4的底端绑有配重锤6。
39.承重线4上等距离可拆卸连接有若干个用于固定数据采集单元2的固定机构，固定机构包括固定块7和可拆卸连接于固定块7上的固定筒9，固定块7的中部开有竖向贯穿的过孔，承重线4穿过固定块7上的过孔且采用粘接或者螺钉等方式将固定块7与承重线4固定。
40.结合图2和图3，固定筒9内设置有用于放置数据采集单元2的放置槽，固定筒9的外壁上开有多个与放置槽连通的过水槽，以使得外界待检测的水能够由过水槽进入到放置槽中与数据采集单元2接触而被检测。本实施例中，为了方便制造和安装，固定筒9由底板901、顶板902、密封板903和档杆904组成，档杆904的数量为若干根且若干根档杆904沿着以底板901中心为圆心的圆周上均匀分布，所有档杆904围成前述的放置槽；挡板15的两端分别通过螺钉与底板901和顶板902固定连接，相邻档杆904之间的间隙形成前述的过水槽；同时，如图3所示，顶板902中部开有竖向贯穿的开口9021，利用开口9021可以向下将数据采集单元2放置到放置槽内，且密封板903通过螺钉固定连接于顶板902的顶面上，当数据采集单元2被放置到放置槽内后，即可将密封板903安装于顶板902的顶面上，防止数据采集单元2掉落出放置槽之外。
41.固定筒9上连接有连接座10，连接座10焊接于其中三根相邻档杆904的中部，固定块7朝向连接座10的一侧开有竖向贯通的安装槽701，安装槽701内粘接有用于卡接信号线5的卡爪8，当信号线5被卡接至卡爪8后，信号线5是位于固定块7和连接座10之间而被限位，因此可以避免信号线5横向与承重线4脱离。同时，信号线5与数据采集单元2之间可拆卸连
接有防水型插接头，插接头包括插接公头11和插接母头12，插接公头11与信号线5电连接，插接母头12与数据采集单元2电连接，插接公头11和插接母头12之间插接后利用密封盖进行密封而起到防水效果。
42.如图4所示，固定块7的左侧壁上和右侧壁上均开有竖向贯通的卡接槽702，结合图2，连接座10的上通过螺钉固定连接有弹片13，弹片13由不锈钢冲压折弯而一体成型。结合图3，连接座10的顶端一体成型有挡块14，挡块14的底面与固定块7的顶面相接触。弹片13的底端与连接座10之间设有弹性形变间隙，当利用外力按压弹片13时，可以使弹片13的底端向靠近连接座10的方向发生弹性形变；同时，弹片13主体部位位于卡接槽702内，而弹片13的底端一体成型有向固定块7方向延伸的挡板15，挡板15的顶面与固定块7的底面相接触。
43.如图1所示，保护框3内位于悬浮体1的顶面上通过螺栓固定连接有驱动电机16，驱动电机16的输出轴上通过螺钉固定连接有收纳辊17，且悬浮体1的中部开有竖向贯穿的投放孔，承重线4的顶端向上穿过投放孔后环绕在收纳辊17上，驱动电机16带动收纳辊17转动时，即可利用收纳辊17对承重线4进行收、放。
44.悬浮体1的底部转动连接有可转动至悬浮体1之外的悬浮支撑部，本实施例中，悬浮支撑部为悬浮板18，悬浮板18的数量为两块且两块悬浮板18位于悬浮体1下方的一侧通过销轴与悬浮体1转动连接，两块悬浮板18的自由端分别延伸至悬浮体1两侧之外，当悬浮板18不受外力作用时，悬浮板18在自身浮力作用下，使得悬浮板18的顶面与悬浮体1的底部相抵而对悬浮体1起到辅助支撑的作用。
45.结合图1和图2，固定块7与悬浮板18之间可拆卸连接有用于驱动悬浮板18转动的挂靠部，本实施例中，挂靠部为固定连接于两块悬浮板18自由端之间的连接绳19，固定块7上通过螺钉固定连接有用于固定连接绳19的自锁挂钩20，使用时只需将连接绳19放置到自锁挂钩20内，当固定块7向远离悬浮体1的方向移动时，即可利用自锁挂钩20拉动悬浮板18的自由端向悬浮体1的下方转动。
46.具体实施过程如下：
47.当需要对某一养殖水域的水质情况进行检测时，首先根据待检测养殖水域的面积大小确定悬浮体1的个数，然后再在每个悬浮体1上根据养殖水域的深度确定该检测位置所需要的数据采集单元2数量，并完成数据采集单元2的安装，具体过程如下：
48.首先将配重锤6由投放口向下放入到检测的养殖水域中，在配重锤6的重力作用下，使得承重线4处于被拉直状态，然后再打开驱动电机16，驱动电机16驱动收纳辊17转动而逐渐下放承重线4，当承重线4上的第一个固定块7移动至投放口处时，首先将信号线5卡入到卡爪8中，然后将连接座10移动至固定块7的上方，利用手按压弹片13而使弹片13与连接座10之间的距离减小，然后向下推动连接座10，使弹片13插入到卡接槽702内，松开对弹片13的按压并继续向下推动连接座10，当连接座10顶部的挡块14与固定块7的顶面相接触时，挡板15的顶面与固定块7的底面齐平，此时弹片13在自身弹性回复力的作用下推动挡片滑动至固定块7的下方，从而使整个连接座10与固定块7固定，然后再将密封板903打开，将数据采集单元2放置到放置槽中，再将密封板903固定于顶板902上，最后将信号接头和插接头插接固定，即可完成一个数据采集单元2的安装。
49.当完成一个数据采集单元2的安装后，继续利用驱动电机16驱动收纳辊17转动，使得已经安装数据采集单元2的固定块7下沉至水面下，继续转动收纳辊17而下放承重线4，当
下一个固定块7移动至靠近投放孔时，重复上述安装数据采集单元2的操作，逐渐完成多个数据采集单元2的安装，直至安装合适数量的数据采集单元2为止。
50.当需要将数据采集单元2从承重线4上拆卸下时，首先可以手动按压弹片13，使弹片13以及挡片被压入到卡接槽702内，然后向上滑动连接座10，即可使连接座10与固定块7脱离，然后打开密封板903，即可从放置槽中取出数据采集单元2，维修和更换都十分方便。
51.当悬浮体1上所有的数据采集单元2安装好之后，即可利用数据采集单元2对养殖水域的水质情况进行检测，在检测过程中，由于悬浮板18位于悬浮体1的底部，悬浮板18可以对悬浮体1起到辅助支撑作用，而且悬浮板18的自由端是延伸至悬浮体1之外的一侧，因此悬浮板18延伸出悬浮体1之外的部分可以对悬浮体1两侧的水波进行阻挡缓冲，从而减少养殖水域中的水飞溅到悬浮体1上而影响水质检测。
52.同时，当系统处于稳定检测阶段，如果养殖水域的水面出现较大水波或者横风时，悬浮体1受到外力作用可能横向移动，而在配重锤6的重力作用下，可以阻碍悬浮体1横向大幅度移动，悬浮体1只能横向较小移动，而且在横向小距离移动时，悬浮体1的吃水深度会增加且会对承重线4产生一定的拉力作用，使得承重线4通过连接绳19对悬浮板18的自由端产生拉力作用而使悬浮板18相对于悬浮体1转动(当配重锤6沉到养殖水域的底部时，可以使悬浮体1上的承重线4放出一小段距离，从而在悬浮体1横向移动时可以使承重线4相对于悬浮体1小距离滑动，从而使得承重线4上的固定块7可以通连接绳19对悬浮板18产生拉力作用，最终使悬浮板18转动)，当悬浮板18发生转动时，悬浮板18在竖直方向上的截流面积增大，使得悬浮体1不易横向移动，从而对悬浮体1起到辅助稳定的作用。
53.实施例二
54.实施例二与实施例一的区别在于：如图5所示，本实施例中，为了减小外界雨水以及高温对保护空间内各零部件的影响，在保护框3的顶部右下至上依次设有隔温层21和防水层22，隔温层21为硅酸盐类复合涂料的涂层，防水层22为pvc防水板。
55.以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。