渔业水质远程物联网环境监测系统的制作方法

1.本发明涉及渔业监测技术领域，具体为渔业水质远程物联网环境监测系统。


背景技术：

2.渔业检测是指围绕鱼、虾、贝、藻等进行的渔业水域水质和生态因素的监测，监测对象是渔业海域和流域的产鱼场、洄游通道、索饵场、越冬场和主要养殖场。
3.经检索，申请号为zl201711251985.5的专利“一种基于物联网的智慧渔业管理系统”，包括设置在养殖场的水质监控系统、气象监控系统、智能控制系统、视频监控系统，以及提供电能的太阳能供电装置，水质监控系统、气象监控系统、智能控制系统和视频监控系统分别与路由控制器连接，路由控制器通过无线网络与云处理中心双向连接，云处理中心还通过网络与远程监控中心和移动监控终端双向连接；利用物联网技术实现对养殖场环境指数实时监测，同时实现远程自动控制养殖场的换水、增氧、降温等设施设备，从而减少人工成本，实现精准调控，有效规避生产风险。
4.但该装置仅仅是根据各种监控系统来监控水质或周边环境的状况，但是仅仅通过水质或周边环境的状况不能具体了解鱼的生长状况，仅仅是调整水质或周边环境的状态，还是无法从根本上解决鱼类生长需要。


技术实现要素：

5.本发明的目的是要提供一种渔业水质远程物联网环境监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：渔业水质远程物联网环境监测系统，包括信息采集单元、数据分析单元、显示单元、警报单元、调节单元、鱼苗投放计时单元、自动控制单元和数据存储单元，所述自动控制单元分别与信息采集单元、显示单元、警报单元和调节单元电性连接，所述信息采集单元包括水下摄像头、温度传感器、光照强度传感器和监测水体中溶解氧含量的溶氧传感器，所述调节单元包括增氧机、灯光控制模块、水泵、水口电磁阀和投饵机，所述自动控制单元分别与鱼苗投放计时单元、水下摄像头、增氧机、灯光控制模块、水泵、水口电磁阀和投饵机电性连接；所述数据分析单元与自动控制单元互连，所述数据分析单元与数据存储单元相连，自动控制单元用于向水下摄像头发送指令控制水下摄像头采集鱼的图片发送至数据分析单元；所述数据存储单元内存储有不同鱼种不同正常生长周期的图片，数据分析单元包括图片搜索单元、图片对比单元、结果发布单元，图片搜索单元接收到水下摄像头采集的鱼图片后首先搜索相同鱼种的图片，然后再在相同鱼种的图片中搜索与投放后周期相同的正常生长周期的鱼的图片，图片对比单元对相同鱼种的投放后周期的鱼的图片与当前周期下正常生长的鱼的图片进行鱼的大小比较，结果发布单元将比较结果发送至自动控制单元，自动控制单元将比较结果在显示单元上显示。
7.优选的，所述信息采集单元还包括ph值监测模块、氨氮含量监测模块、亚硝酸盐监测模块和水体浑浊度监测模块，所述ph值监测模块、亚硝酸盐监测模块、氨氮含量监测模块
和水体浑浊度监测模块均与水泵电性连接。
8.优选的，所述警报单元包括语音播报模块和信息发布模块，所述语音播报模块包括声光报警器，所述信息发布模块和显示屏电性连接，所述信息发布模块将报警信息以短信的形式发送至用户手机。
9.优选的，所述自动控制单元还包括信号接收模块，所述信号接收模块用于接收无线信号传输模块传输的无线信号，所述信号接收模块包括wifi天线、lte天线、射频开关、频分器以及处理器，所述射频开关包括第一输入端口、第二输入端口以及wifi信号输出端口，所述频分器包括第三输入端口、第一输出端口以及第二输出端口，所述wifi天线与所述第一输入端口连接，所述lte天线与所述第三输入端口连接，所述第一输出端口与所述第二输入端口连接。
10.优选的，所述溶氧传感器设置为光学荧光溶氧传感器，所述溶氧传感器的监测范围设置为0-20mg/l，0-200%饱和度，所述溶氧传感器的精度设置为：测量范围在0-8mg/l之间测量精度为
±
0.1mg/l；测量范围在8-20mg/l之间测量精度为
±
0.2mg/l；所述溶氧传感器的分辨率设置为0.01mg/l。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明可以实时获取水体的温度、鱼塘的光照强度、水体的溶氧量、水体的ph值、水体的氨氮含量、水体的亚硝酸盐含量以及水体的浑浊度，进而可以根据具体情况来及时调整水体各种指标；另外，通过根据不同生长时段的鱼体大小来判断鱼体生长状况（图片大小进行比对），进而分析原因，进行整体调整，以便于鱼类的正常快速生长。
附图说明
12.图1为本发明的系统框图；图2为本发明信息采集单元的结构框图；图3为本发明调节单元的结构框图。
13.图4为本发明数据分析单元的结构框图。
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。
15.以下实施例所用的一些设备、模块等除特别限定均为市面上购买，以下不具体限定其来源。
16.请参阅图1-图4，本发明提供一种技术方案：渔业水质远程物联网环境监测系统，以鱼塘为例，包括信息采集单元、数据分析单元、显示单元、警报单元、调节单元、鱼苗投放计时单元、自动控制单元和数据存储单元，所述自动控制单元分别与信息采集单元、显示单元、警报单元和调节单元电性连接，所述信息采集单元包括水下摄像头、监测水体温度的温度传感器、光照强度传感器和监测水体中溶解氧含量的溶氧传感器，所述调节单元包括增氧机、灯光控制模块、水泵、水口电磁阀和投饵机，灯光控制模块可根据渔场的光线情况对
光照强度进行调节，当光线较暗时，可打开灯光，并将灯光的亮度调高，增强渔场的光线，起到补光的作用，有利于鱼类的生长和缩短繁殖周期；所述自动控制单元分别与鱼苗投放计时单元、水下摄像头、增氧机、灯光控制模块、水泵、水口电磁阀和投饵机电性连接；所述数据分析单元与自动控制单元互连，所述数据分析单元与数据存储单元相连，自动控制单元用于向水下摄像头发送指令控制水下摄像头采集鱼的图片发送至数据分析单元；所述数据存储单元内存储有不同鱼种不同生长周期的图片，数据分析单元包括图片搜索单元、图片对比单元、结果发布单元，图片搜索单元接收到水下摄像头采集的鱼图片后首先搜索相同鱼种的图片，然后再在相同鱼种的图片中搜索与投放后周期相同的生长周期的图片，图片对比单元对相同鱼种的投放后周期与生长周期相同的图片进行鱼的大小比较，结果发布单元将比较结果发送至自动控制单元，自动控制单元将比较结果在显示单元上显示。
17.水温越高，鱼类摄食量越大，更快生长；水温越高，小鱼孵化时间越短；溶解氧的含量关系着鱼类食欲、饲料利用率、鱼类生长发育速度等，当水体溶解氧含量降低时，系统会自动打开增氧泵增氧；鱼池塘中的氨氮来源于饵料、水生动物排泄物、肥料及动物尸体分解等，氨氮含量超高，会影响鱼类生长，过高则会造成鱼类中毒死亡，给生产带来重大损失，系统监测氨氮含量，超出正常值范围时，就要对养殖区进行清洁或换水；ph值过低，水体呈酸性，会引起鱼类鱼鳃病变，氧的利用率降低，造成鱼类生病或者水中细菌大量繁殖，系统安装ph值测试探头，当水体ph值超过正常范围时，水口电磁阀自动开启，进行换水。
18.所述信息采集单元还包括ph值监测模块、氨氮含量监测模块、亚硝酸盐监测模块和水体浑浊度监测模块，所述ph值监测模块、亚硝酸盐监测模块、氨氮含量监测模块和水体浑浊度监测模块均与水泵电性连接。
19.本方案中的自动控制单元首先通过温度传感器、光照强度传感器、溶氧传感器、ph值监测模块、氨氮含量监测模块、亚硝酸盐监测模块和水体浑浊度监测模块实时采集水体的温度、鱼塘的光照强度、水体的溶氧量、水体的ph值、水体的氨氮含量、水体的亚硝酸盐含量以及水体的浑浊度，一旦这些指标不符合正常的水平，则通过警报单元向鱼塘管理者发出警报并将相应的情况在显示单元上显示，显示单元可以为电脑显示屏，以便于鱼塘管理者能够快速了解不符合标准的具体情况，进而便于鱼塘管理者根据需要来进行调整。
20.ph值监测模块设置为ph计检测仪，用于检测水体中的ph值，判断水体的酸碱度，若水质偏碱性，则向水体中添加酸性溶剂，若水质偏酸性，则向水体中添加碱性溶剂，保证水体的ph值在6.5-7之间；氨氮含量监测模块包括氨氮传感器和计算元件，用于检测水体中氨氮的含量，并计算出水体中氨氮的浓度；亚硝酸盐监测模块设置为型号为yxsy-2的亚硝酸盐测定仪，用于检测水体中的亚硝酸盐含量，其测量的范围是0-1mg/l；水体浑浊度监测模块设置为型号为ts-300b的浊度检测传感器，用于检测水体的浑浊度，因水中含有泥沙、黏土、有机物和浮游生物等，会造成水体浑浊，且浊度检测传感器的参数为，其工作电压为5v，工作电流为40ma，工作温度在-20℃至90℃。
21.所述警报单元包括语音播报模块和信息发布模块，所述语音播报模块包括声光报警器，声光报警器包括扬声器和警报灯，所述信息发布模块和显示屏电性连接，可将信息显示在显示屏上，所述信息发布模块将报警信息以短信的形式发送至用户手机。
22.所述溶氧传感器设置为光学荧光溶氧传感器，所述溶氧传感器的监测范围设置为0-20mg/l，0-200%饱和度，所述溶氧传感器的精度设置为：测量范围在0-8mg/l之间测量精
度为
±
0.1mg/l；测量范围在8-20mg/l之间测量精度为
±
0.2mg/l；所述溶氧传感器的分辨率设置为0.01mg/l。
23.当然，最重要的一点是，一般鲤鱼的生长周期是两年，每隔一段时间例如一个月，鱼塘管理者可以通过自动控制单元向水下摄像头发送指令控制水下摄像头采集鱼的图片并发送至数据分析单元；所述数据存储单元内存储有不同鱼种每隔一个月正常生长大小的图片（以鲤鱼为例），数据分析单元的图片搜索单元接收到水下摄像头采集的鲤鱼图片后首先在数据存储单元内搜索鲤鱼的图片，然后再在所有鲤鱼的图片中搜索与投放后三个月的鲤鱼图片相匹配的（投放周期由鱼苗投放计时单元获取，即从投放鱼苗开始的时间就开始的计时，例如在投放鱼苗后的第三个月）正常生长三个月的鲤鱼图片，图片对比单元对投放后三个月的鲤鱼图片与正常生长三个月的鲤鱼图片进行鱼的大小比较，进而判断鲤鱼的生长状况，如果实际三个月鲤鱼的个体比正常生长三个月的鲤鱼大小相当或较大则说明生长状况良好，如果实际三个月鲤鱼的个体比正常生长三个月的鲤鱼大小小，则说明生长环境有问题，然后结果发布单元将比较结果发送至自动控制单元，自动控制单元将比较结果在显示单元上显示，鱼塘管理者就可以根据鲤鱼的实际生长状况来分析影响鲤鱼生长的原因，然后再结合水体的温度、鱼塘的光照强度、水体的溶氧量、水体的ph值、水体的氨氮含量、水体的亚硝酸盐含量以及水体的浑浊度来及时调整鱼塘的整体指标，如调节水温、鱼塘的光照强度、水体的溶氧量、水体的ph值、水体的氨氮含量、水体的亚硝酸盐含量、水体的浑浊度以及投饵量。
24.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。