CN110794107A - 一种自动巡检智能渔业监测装置及监控方法 - Google Patents

Abstract

本公开提出了一种自动巡检智能渔业监测装置及监控方法，包括可移动设置在水面上的浮标平台，所述浮标平台设置有无线通信模块，与地面上的监测端通过无线连接；还包括与浮标平台通过水下线缆连接的可移动水下数据采集装置，所述水下线缆的长度大于水面至水底距离的最大值；所述水下数据采集装置通过浮标平台与监测端进行水质数据的交互及控制信号的交互。浮标平台可以在水下数据采集装置通过线缆拉力作用下跟随水下数据采集装置移动，与地面监测端无线通信实现数据交互，灵活的实现了养殖场内全方位的数据采集，提高了数据采集的实时性和全面性，减少因水质变坏导致的水产养殖的减产，提高渔业养殖的智能化及产量。

Description

一种自动巡检智能渔业监测装置及监控方法

技术领域

本公开涉及水质监测相关技术领域，具体的说，是涉及一种自动巡检智能渔业监测装置及监控方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

随着经济的发展，环境污染问题突出，水污染也越来越严重，渔业养殖中如海参、扇贝、虾等产品的养殖环境的水质变差，会造成大面积水产养殖死亡或减产，因此，渔业养殖需要检测水质，对水中的溶解氧、氨氮等数据进行监测。

发明人发现，现有的监测方式主要为定点检测，大多采用单一水质传感器设置在固定的检测点进行定点检测，无法实时动态观测水产物的生长环境及状态。现有的监测方式也有的采用水下装置采集数据，由于水下无线通信的困难，通信建立成本较高，现有的水下装置不能够实现全方位的检测，更无法实现无人值守的智能监测功能。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种自动巡检智能渔业监测装置及监控方法，通过设置水下线缆连接可移动设置在水面上的浮标平台与可移动的水下数据采集装置，浮标平台与地面监测端无线通信，可以在水下数据采集装置通过线缆拉力作用下跟随水下数据采集装置移动，灵活的实现了养殖场内全方位的数据采集，提高了数据采集的实时性和全面性，减少因水质变坏导致的水产养殖的减产，提高渔业养殖的智能化及产量。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一个或多个实施例提供了一种自动巡检智能渔业监测装置，包括可移动设置在水面上的浮标平台，所述浮标平台设置有无线通信模块，与地面上的监测端通过无线连接；还包括与浮标平台通过水下线缆连接的可移动水下数据采集装置，所述水下线缆的长度大于水面至水底距离的最大值；所述水下数据采集装置通过浮标平台与监测端进行水质数据的交互及控制信号的交互。

一个或多个实施例提供了基于上述的一种自动巡检智能渔业监测装置的监测方法，包括如下步骤：

建立待监测养殖场的监测水域地图，根据配置数据及监测水域地图建立巡检规划路径；

将巡检规划路径发送至浮标平台，通过浮标平台传输至水下数据采集装置；

接收浮标平台回传的水下数据。

一个或多个实施例提供了基于上述的一种自动巡检智能渔业监测装置的监测方法，包括如下步骤：

地面监控端建立待监测养殖场的监测水域地图，根据配置数据及监测水域地图建立巡检路径规划；

将巡检路径规划通过浮标平台发送至水下数据采集装置；

水下数据采集装置按照规划路径进行数据采集，并将采集到的数据通过浮标平台传输至地面监控端；

地面监控端对接收的数据进行处理，生成监控报警数据。

一个或多个实施例提供了基于上述的一种自动巡检智能渔业监测装置的监测方法，包括如下步骤：

接收巡检规划路径；

开启水下采集装置的摄像机、水质检测传感器组及驱动单元，按照巡检规划路径移动并采集水下数据；

采集的水下数据传输至浮标平台，通过浮标平台传输至地面监控端。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

本公开可移动设置在水面上的浮标平台与可移动的水下数据采集装置通过水下线缆连接，通过有线实现了水下和水面以上装置的通信，成本低，易于实现，并且设置为两个均可以移动的装置，在其中一个装置上设置动力装置就可以实现牵引，从而使连接的两个的装置可以自由移动。线缆的长度可以实现可移动的水下数据采集装置到达水下的任意位置，可以实现全方位的数据采集。

本公开的监测装置及方法，有效提升了渔业养殖水质信息监测的实时性，可靠性及广泛性，可以更加实时的获取不同位置渔场氨氮、溶解氧等关心的水质信息，并通过观测水下养殖物动态视频，获取水产品生长状态。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。

图1是根据一个或多个实施方式的装置的框图；

图2是本公开实施例2的方法流程图；

图3是本公开实施例3的方法流程图；

图4是本公开实施例4的方法流程图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。

实施例1

在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图1所示，一种自动巡检智能渔业监测装置，包括可移动设置在水面上的浮标平台，所述浮标平台设置有无线通信模块，与地面上的监测端通过无线连接；还包括与浮标平台通过水下线缆连接的可移动水下数据采集装置，所述水下线缆的长度大于水面至水底距离的最大值；所述水下数据采集装置通过浮标平台与监测端进行水质数据的交互及控制信号的交互。

可移动设置在水面上的浮标平台与可移动的水下数据采集装置通过水下线缆连接，通过有线实现了水下和水面以上装置的通信，成本低，易于实现，并且设置为两个均可以移动的装置，在其中一个装置上设置动力装置就可以实现牵引，从而使连接的两个的装置可以自由移动。线缆的长度可以实现可移动的水下数据采集装置到达水下的任意位置，可以实现全方位的数据采集。

可选的，驱动单元可以设置在浮标平台上或/和设置在水下数据采集装置上，通过浮标平台带动水下数据采集装置移动，或者通过水下数据采集装置带动浮标平台移动，或者浮标平台和水下数据采集装置均设置驱动单元，浮标平台和水下数据采集装置按照监控端的路径规划同时移动。

本实施例中以将驱动单元设置在水下数据采集装置上进行说明，所述驱动单元包括可以为包含驱动电机以及与驱动电机输出轴连接的推进器，推进器可驱动水下采集装置进行前进、后退等。

在一些实施例中，所述水下数据采集装置还包括透明壳体和设置在壳体内的设置摄像机、第一控制器、第一电源模块和水质检测传感器组，所述水质检测传感器组的检测部位设置在壳体外，所述水质检测传感器组和摄像机分别与第一控制器连接。壳体为密封防水，与外界连接点采用防水接口。

可选的，所述水质检测传感器组可以包括浊度传感器、溶解氧传感器、PH传感器、TDS探针、氨氮传感器和电导率传感器，所述浊度传感器、溶解氧传感器、PH传感器、TDS探针、氨氮传感器和电导率传感器依次排列或者以设定的阵列排布设置在水下数据采集装置的外壳上。

本实施例中，浊度传感器型号可以为JZ-WQZ，溶解氧传感器型号可以为H15191，PH传感器型号可以为:XLCM-SH-1002，TDS探针型号可以为KI NGHS品牌的KTDS-2，电导率传感器型号可以为SC8SG，氨氮传感器型号可以为JF-NH4。

第一电源模块为水下数据采集装置的工作提供电能，可以采用重量较轻的蓄电池，如锂电池。

可选的，摄像机可以为红外摄像机。

作为进一步的改进，还包括设置水下数据采集装置上的照明灯，所述照明灯与第一控制器连接，通过第一电源模块为照明灯提供电能。

浮标平台包括可漂浮的浮标本体，所述浮标本体包括壳体和密封内腔，所述密封内腔内设置第二控制器、第二电源模块和无线通信模块，所述第二控制器与无线通信模块连接，所述无线通信模块的天线设置在浮标本体壳体的上表面，天线通过防水接头与模块内无线通信模块的电路进行连接，水下线缆通过防水接头与模块内无线通信模块电路进行连接，实现水面水下及地面监控终端进行信息通信。可选的，可漂浮的浮标本体可以为复合泡沫塑料。

在一些实施例中，地面上的监测端可以为地面监测站也可以为移动终端，所述移动终端可以为智能手机、平板或者为笔记本电脑。可通过地面监控站或者智能手机控制进行水下指定位置的水质信息监测。所述地面监测站还包括水质信息显示及水下视频的显示模块。

实施例2

本实施例还提供了基于实施例1所述的一种自动巡检智能渔业监测装置的监测方法为地面监控端的监控方法，如图2所示，包括如下步骤：

步骤1、建立待监测养殖场的监测水域地图，根据配置数据及监测水域地图建立巡检规划路径；

步骤2、将巡检规划路径发送至浮标平台，通过浮标平台传输至水下数据采集装置；

步骤3、接收浮标平台回传的水下数据。

建立待监测养殖场的监测水域地图可以通过激光雷达扫描待监测养殖场建立。

可选的，根据配置数据及监测水域地图建立巡检规划路径，所述巡检规划路径可以为设定好的常规路径，对应配置数据为路径的选择数据；

可选的，所述常规路径可以为养殖场全水域水下数据采集装置的巡检的路径规划，所述全水域是从水面到水下各个位置。

在另一些实施例中，根据配置数据及监测水域地图建立巡检路径规划，当配置数据为用户输入的巡检位置，根据巡检位置及监测水域地图建立当前位置至巡检位置的最短路径。

进一步地，所述水下数据包括水质参数及水下视频图像数据。水下视频图像数据用于观测渔业养殖物生长状态，水质参数用于测定水质状况。

实施例3

本实施例提供了基于实施例1所述的一种自动巡检智能渔业监测装置的监测方法，为水下采集装置的第一控制器可以执行的步骤，如图3所示，包括如下步骤：

步骤1、接收巡检规划路径；

步骤2、开启水下采集装置的摄像机、水质检测传感器组及驱动单元，按照巡检规划路径移动并采集水下数据；

步骤3、采集的水下数据传输至浮标平台，通过浮标平台传输至地面监控端。

实施例4

本实施例提供了基于实施例1所述的一种自动巡检智能渔业监测装置的监测方法，如图4所示，包括如下步骤：

步骤1、地面监控端建立待监测养殖场的监测水域地图，根据配置数据及监测水域地图建立巡检路径规划；

步骤2、将巡检路径规划通过浮标平台发送至水下数据采集装置；

步骤3、水下数据采集装置按照规划路径进行数据采集，并将采集到的数据通过浮标平台传输至地面监控端；

步骤4、地面监控端对接收的数据进行处理，生成监控报警数据。

步骤1中，建立待监测养殖场的监测水域地图可以通过激光雷达扫描待监测养殖场建立。

可选的，步骤2中，根据配置数据及监测水域地图建立巡检规划路径，所述巡检规划路径可以为设定好的常规路径，对应配置数据为路径的选择数据。

可选的，所述常规路径可以为养殖场全水域水下数据采集装置的巡检的路径规划，所述全水域是从水面到水下各个位置。

在另一些实施例中，步骤2中根据配置数据及监测水域地图建立巡检路径规划，当配置数据为用户输入的巡检位置，根据巡检位置及监测水域地图建立当前位置至巡检位置的最短路径。

进一步地，所述水下数据包括水质参数及水下视频图像数据。

浮标平台为通信连接点，通过无线与地面监控端连接，通过有线线缆与水下采集装置连接。浮标平台通过无线接收地面监控端发送的规划路径，并通过有线线缆将规划路径发送至水下采集装置，同时浮标平台将水下采集装置采集的数据发送至地面监控端。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种自动巡检智能渔业监测装置，其特征是：包括可移动设置在水面上的浮标平台，所述浮标平台设置有无线通信模块，与地面上的监测端通过无线连接；还包括与浮标平台通过水下线缆连接的可移动水下数据采集装置，所述水下线缆的长度大于水面至水底距离的最大值；所述水下数据采集装置通过浮标平台与监测端进行水质数据的交互及控制信号的交互。

2.如权利要求1所述的一种自动巡检智能渔业监测装置，其特征是：还包括驱动单元，驱动单元设置在浮标平台上或/和设置在水下数据采集装置上；

或者

浮标平台包括可漂浮的浮标本体，所述浮标本体包括壳体和密封内腔，所述密封内腔内设置第二控制器、第二电源模块和无线通信模块，所述第二控制器与无线通信模块连接，无线通信模块的天线设置在浮标本体壳体的上表面，天线通过防水接头与密封内腔的无线通信模块电路连接，水下线缆通过防水接头与模块内无线通信模块电路进行连接。

3.如权利要求1所述的一种自动巡检智能渔业监测装置，其特征是：所述水下数据采集装置还包括透明壳体和设置在壳体内的设置摄像机、第一控制器、第一电源模块和水质检测传感器组，所述水质检测传感器组的检测部位设置在壳体外，所述水质检测传感器组和摄像机分别与第一控制器连接。

4.如权利要求3所述的一种自动巡检智能渔业监测装置，其特征是：水下数据采集装置还设置有驱动单元，所述驱动单元包括为驱动电机以及与驱动电机输出轴连接的推进器；

或者

所述水质检测传感器组包括浊度传感器、溶解氧传感器、PH传感器、TDS探针、氨氮传感器和电导率传感器，所述浊度传感器、溶解氧传感器、PH传感器、TDS探针、氨氮传感器和电导率传感器依次排列或者以设定的阵列排布设置在水下数据采集装置的外壳上。

5.如权利要求1所述的一种自动巡检智能渔业监测装置，其特征是：地面上的监测端为地面监测站或移动终端，所述移动终端为智能手机、平板或者为笔记本电脑，通过地面监控站或者移动终端控制进行水下指定位置的水质信息监测。

6.基于权利要求1-5任一项所述的一种自动巡检智能渔业监测装置的监测方法，其特征是，包括如下步骤：

建立待监测养殖场的监测水域地图，根据配置数据及监测水域地图建立巡检规划路径；

将巡检规划路径发送至浮标平台，通过浮标平台传输至水下数据采集装置；

接收浮标平台回传的水下数据。

7.如权利要求6所述的监测方法，其特征是：

根据配置数据及监测水域地图建立巡检规划路径，所述巡检规划路径为设定好的常规路径，对应配置数据为路径的选择数据；

或者

常规路径为养殖场全水域巡检的路径规划，所述全水域是从水面到水下各个位置；

或者

根据配置数据及监测水域地图建立巡检路径规划，当配置数据为用户输入的巡检位置，根据巡检位置及监测水域地图建立当前位置至巡检位置的最短路径；

或者

所述水下数据包括水质参数及水下视频图像数据，水下视频图像数据用于观测渔业养殖物生长状态，水质参数用于测定水质状况。

8.基于权利要求1-5任一项所述的一种自动巡检智能渔业监测装置的监测方法，其特征是，包括如下步骤：

接收巡检规划路径；

开启水下采集装置的摄像机、水质检测传感器组及驱动单元，按照巡检规划路径移动并采集水下数据；

采集的水下数据传输至浮标平台，通过浮标平台传输至地面监控端。

9.基于权利要求1-5任一项所述的一种自动巡检智能渔业监测装置的监测方法，其特征是，包括如下步骤：

地面监控端建立待监测养殖场的监测水域地图，根据配置数据及监测水域地图建立巡检路径规划；

将巡检路径规划通过浮标平台发送至水下数据采集装置；

水下数据采集装置按照规划路径进行数据采集，并将采集到的数据通过浮标平台传输至地面监控端；

地面监控端对接收的数据进行处理，生成监控报警数据。

10.如权利要求9所述的监测方法，其特征是：

根据配置数据及监测水域地图建立巡检规划路径，所述巡检规划路径为设定好的常规路径，对应配置数据为路径的选择数据；

或者

常规路径为养殖场全水域巡检的路径规划，所述全水域是从水面到水下各个位置；

或者

根据配置数据及监测水域地图建立巡检路径规划，当配置数据为用户输入的巡检位置，根据巡检位置及监测水域地图建立当前位置至巡检位置的最短路径；

或者

所述水下数据包括水质参数及水下视频图像数据，水下视频图像数据用于观测渔业养殖物生长状态，水质参数用于测定水质状况。

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