CN203630598U - 一种水产养殖智能控制装置 - Google Patents

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孙梦瑶
李荣华
王春琳
母昌考
宋微微
徐建瑜
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Abstract

本实用新型涉及一种水产养殖智能控制装置,包括数据采集单元,水环境控制单元,视频采集单元,及与所述数据采集单元、水环境控制单元、视频采集单元相连接的总控制单元,数据采集单元和水环境控制单元的数据信号通过PLC控制器与总控制单元间的无线网络连接实现数据通信控制,视频采集单元也将采集的视频数据通过无线网络传送到总控制器。该水产养殖智能控制装置不仅能实时了解养殖塘的动态数据和动态视频情况,还能针对养殖塘的意外情况采取紧急的备用响应或者紧急的补充响应,进而满足养殖塘中的环境要求,避免对养殖塘种的养殖物造成不可挽回的损失。

Description

一种水产养殖智能控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种对养殖塘环境进行测控的装置,具体涉及一种水产养殖智能控制装置。
背景技术
我国设施化水产养殖还处于初级阶段,特别是海水设施养殖技术研究基础较薄弱,与国际相比还存在着相当的差距。随着现代工程技术和自动化等技术的发展,水产养殖生产的设施化和智能化成为现代养殖业的重要发展方向,它将现代生物工程技术、农业工程技术、环境工程技术、信息技术和自动化技术应用于养殖业生产领域,根据养殖动物生长所需最适宜生态条件在现代化设施条件下进行环境自动控制,使得其生长不受气候条件的影响,实现生产的自动化、标准化和智能化,保证水产养殖产品周年生产和均衡上市,达到水产品生产高速度、高产出和高效益的一种农业生产方式。
授权公告号为CN202420545U(申请号为201120407482.4)的中国实用新型专利《水产养殖中的环境远程监测***》,公开了一种水产养殖中的环境远程监测***,包括位于养殖水塘中的水质传感器,设置在养殖水塘旁边的气象因子传感器以及中央处理器,在中央处理器上设置有无线发射模块,水质传感器和气象因子传感器均与中央处理器输入端相连,中央处理器接收到水质传感器和气象因子传感器的信息并通过无线发射模块同步上传到因特网。该水产养殖中的环境远程监测***中没有设置视频单元,不能准确的远程了解养殖塘中养殖物的实时状态情况,在出现突发状况时,不能够及时了解养殖塘现场情况,耽误问题的处理,甚至造成养殖塘巨大的损失。
授权公告号为CN202904356U(申请号为201220621807.3)的中国实用新型专利《一种水产养殖智能测控***》,公开了一种水产养殖智能测控***,包括传感器、测控终端、测控中心、个人移动终端、养殖设备、摄像机,所述个人移动终端通过无线网络分别于测控终端的无线模块和无线视频网络终端连接,该测控***能够实现24小时的远程在线监控,但是该测控***的测控终端并没有备用功能,在***设备故障或者环境骤变的情况下不能及时响应,对于养殖将造成不可挽回的后果。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种水产养殖智能控制装置,该装置既能实时了解养殖塘的动态数据和动态视频情况,还能针对养殖塘的意外情况作出快速响应。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为:一种水产养殖智能控制装置,包括数据采集单元,水环境控制单元,视频采集单元,及与所述数据采集单元、水环境控制单元、视频采集单元相连接的总控制单元,其特征在于:
所述数据采集单元,包括水位传感器、水温传感器、PH值传感器、氧含量传感器、盐含量传感器、氮含量传感器;
所述水环境控制单元,包括终端设备和与终端设备控制连接的水环境控制器,所述水环境控制器包括氧含量控制器、水阀控制器、水泵控制器、水温控制器,所述终端设备包括与所述氧含量控制器相连接的具有备用增氧能力的增氧装置、与所述水阀控制器相连接的水阀门、与所述水泵控制器相连接的水泵、与所述水温控制器相连接的具有备用加热能力的热能装置;
所述视频采集单元为摄像机;
所述总控制单元包括:
上位机操作站,与所述上位机操作站连接的第一无线收发模块;
PLC控制器,所述水位传感器、水温传感器、PH值传感器、氧含量传感器、盐含量传感器、氮含量传感器、氧含量控制器、水阀控制器、水泵控制器、水温控制器均与PLC控制器连接;
网络串口服务器,与所述PLC控制器相连;
视频服务器,与所述摄像机相连;
交换机,与所述网络串口服务器和视频服务器相连;
通过无线网络与所述第一无线收发模块连接的第二无线收发模块,第二无线收发模块与所述交换机连接。
为了满足在异常情况下的氧气供应,所述增氧装置包括增氧机和紧急增氧机;
为了满足在异常情况下的热源保证,所述热能装置包括热泵、太阳能集热器和蒸汽加热泵,所述热泵通过热泵控制器与水温控制器连接,所述太阳能集热器通过太阳能控制器与水温控制器连接,所述蒸汽加热泵通过蒸汽加热控制器与水温控制器连接。
所述上位机操作站内设置有数据记录单元、数据分析单元、数据传输单元和数据显示单元。
优选地,所述上位机操作站为设置有所述数据记录单元、数据分析单元、数据传输单元和数据显示单元的智能移动终端或电脑。
优选地,所述无线网络为3G网络、GPRS网络或者wifi网络。
优选地,所述摄像机为网络球型摄像机。
与现有技术相比,本实用新型的优点在于:该水产养殖智能控制装置在利用无线网络实现实时的数据监控和视频的远程监控外,还能够对养殖塘的异常情况及时作出备用响应,如在增氧机故障或者由于养殖物突增等导致氧气量不足的情况下,增氧装置能够及时响应启动紧急增氧机作为增氧机的备用增氧装置或者补充增氧装置,再或者在氧含量传感器或者氧含量控制器出现故障的情况下,可以根据报警或者视频显示的实时情况,及时启动增氧装置中的紧急增氧机。另外,温度控制同样存在类似的备用作用,因为季节、环境突变或者装置功能故障等原因,所述热能装置同样可以启动备用热源或者增加热源来满足养殖塘对温度的要求,同时,也可以根据报警或者实时的视频画面来对养殖塘的实时情况进行准确的判断,从而进行快速响应。
附图说明
图1为本实用新型实施例中水产养殖智能控制装置的组成图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示,本实施例中的水产养殖智能控制装置,包括数据采集单元1,水环境控制单元2,视频采集单元3,及与所述数据采集单元1、水环境控制单元2、视频采集单元3相连接的总控制单元。
所述数据采集单元1,包括水位传感器11、水温传感器12、PH值传感器13、氧含量传感器14、盐含量传感器15、氮含量传感器16。
所述水环境控制单元2,包括终端设备和与终端设备控制连接的水环境控制器,所述水环境控制器包括氧含量控制器221、水阀控制器222、水泵控制器223、水温控制器224,所述终端设备包括与所述氧含量控制器221相连接的具有备用增氧能力的增氧装置211、与所述水阀控制器222相连接的水阀门212、与所述水泵控制器223相连接的水泵213、与所述水温控制器224相连接的具有备用加热能力的热能装置214。所述增氧装置211包括增氧机211-1和紧急增氧机211-2,所述热能装置214包括热泵214-1、太阳能集热器214-2和蒸汽加热泵214-3,所述热泵214-1通过热泵控制器224-1与水温控制器224连接,所述太阳能集热器214-2通过太阳能控制器224-2与水温控制器224连接,所述蒸汽加热泵214-3通过蒸汽加热控制器224-3与水温控制器224连接。
所述视频采集单元3为网络球型摄像机。
所述总控制单元包括:
上位机操作站41,与所述上位机操作站41连接的第一无线收发模块42;所述上位机操作站41为设置有数据记录单元、数据分析单元、数据传输单元和数据显示单元的智能移动终端或电脑,操作人员可以通过对上位机操作站41的操作实现对养殖塘内养殖环境的远程自动控制,即利用上位机操作站41内的数据记录单元记录养殖塘现场采集并传送过来的水位数据、水温数据、PH值数据、氧含量数据、盐含量数据、氮含量数据,利用数据分析单元对接收到的数据进行处理,进而发出相应控制信号,利用数据传输单元将控制信号传送到养殖塘现场,进而实现相应的控制响应,同时还可以利用数据显示单元实时显示养殖塘现场的参数和视频,以方便实时把握养殖塘现场的情况;
PLC控制器43,所述水位传感器11、水温传感器12、PH值传感器13、氧含量传感器14、盐含量传感器15、氮含量传感器16、氧含量控制器221、水阀控制器222、水泵控制器223、水温控制器224均与PLC控制器43连接。
网络串口服务器44,与所述PLC控制器43相连。
视频服务器45,与所述摄像机相连。
交换机46,与所述网络串口服务器7和视频服务器8相连。
通过wifi无线网络与所述第一无线收发模块42连接的第二无线收发模块47,第二无线收发模块47与所述交换机46连接,3G网络或者GPRS网络同样适用。
在该水产养殖智能控制装置工作的过程中,水位传感器11、水温传感器12、PH值传感器13、氧含量传感器14、盐含量传感器15、氮含量传感器16分别将其采集养殖塘中的水位数据、水温数据、PH值数据、氧含量数据、盐含量数据、氮含量数据传送到PLC控制器43,PLC控制器43再将所有数据通过RS385总线上传到网络串口服务器44,经过交换机46通过无线网络传送到上位机操作站41,上位机操作站41接受并记录所有数据,对数据进行分析处理后,将处理后的数据通过无线网络经过交换机46,再通过网络串口服务器44传送到PLC控制器43,PLC控制器43根据接收到的处理后的数据信号作出相应的响应,即氧含量控制器221、水阀控制器222、水泵控制器223、水温控制器224根据控制信号相应的启动或者关闭增氧机211-1、水阀门212、水泵213、热泵214-1,以满足养殖塘中对水位、水温、PH值、氧含量、盐含量、氮含量等环境要求。氧含量控制器221、水阀控制器222、水泵控制器223、水温控制器224根据控制PLC控制器43的控制信号,其中一个单独动作或者其中多个同时动作。
网络球型摄像机将养殖塘中采集的现场实时视频通过视频服务器45,经过交换机46通过无线网络传送到上位机操作站41,在上位机操作站41可以实时视频查看养殖塘的现场情况。
在养殖塘环境突变引起养殖塘中氧气不足的情况下,氧含量控制器14会根据上位机操作站41的控制信号控制增氧机211-1和紧急增氧机211-2同时开启,保证养殖塘中的氧气供应量。另外,在增氧机211-1出现故障的情况下,氧含量控制器14会根据上位机操作站41的控制信号启动备用的紧急增氧机211-2,保证养殖塘中的氧气。此外在出现其他设备故障导致养殖塘中氧气含量急剧下降的情况下,可以根据报警或者根据视频信号显示的异常情况进行紧急响应,开启增氧机211-1、紧急增氧机211-2或者两者同时开启,从而满足养殖塘的水温要求。
对于养殖塘水温的控制与氧含量控制相似,在外界的影响下出现养殖塘温度骤降的情况下,水温控制器224会根据总控制单元4的控制信号控制开启热泵214-1的同时,增加开启太阳能集热器214-2或蒸汽加热泵214-3,或者同时增加开启太阳能集热器214-2和蒸汽加热泵214-3,以达到快速提高养殖塘水温的目的。在热泵214-1出现故障的情况,水温控制器224会根据总控制单元4的控制信号启动备用的太阳能集热器214-2或者蒸汽加热泵214-3,以保证养殖塘中的水温要求,这样,采用多种不同的加热装置以降低热能装置214中某一装置故障对养殖塘水温的影响。
在出现其他设备故障影响养殖塘中水温进而影响养殖物状态的情况下,可以根据报警或者根据视频信号显示的异常情况进行紧急响应,开启热泵214-1、太阳能集热器214-2或蒸汽加热泵214-3,在需要的情况下可以开启其中两个或者全部开启,从而满足养殖塘的水温要求。

Claims (6)

1.一种水产养殖智能控制装置,包括数据采集单元(1),水环境控制单元(2),视频采集单元(3),及与所述数据采集单元(1)、水环境控制单元(2)、视频采集单元(3)相连接的总控制单元,其特征在于:
所述数据采集单元(1),包括水位传感器(11)、水温传感器(12)、PH值传感器(13)、氧含量传感器(14)、盐含量传感器(15)、氮含量传感器(16);
所述水环境控制单元(2),包括终端设备和与终端设备控制连接的水环境控制器,所述水环境控制器包括氧含量控制器(221)、水阀控制器(222)、水泵控制器(223)、水温控制器(224),所述终端设备(21)包括与所述氧含量控制器(221)相连接的具有备用补充增氧能力的增氧装置(211)、与所述水阀控制器(222)相连接的水阀门(212)、与所述水泵控制器(223)相连接的水泵(213)、与所述水温控制器(224)相连接的具有备用补充加热能力的热能装置(214);
所述视频采集单元(3)为摄像机;
所述总控制单元(4)包括:
上位机操作站(41),与所述上位机操作站(41)连接的第一无线收发模块(42);
PLC控制器(43),所述水位传感器(11)、水温传感器(12)、PH值传感器(13)、氧含量传感器(14)、盐含量传感器(15)、氮含量传感器(16)、氧含量控制器(221)、水阀控制器(222)、水泵控制器(223)、水温控制器(224)均与PLC控制器(43)连接;
网络串口服务器(44),与所述PLC控制器(43)相连;
视频服务器(45),与所述摄像机相连;
交换机(46),与所述网络串口服务器(44)和视频服务器(45)相连;
通过无线网络与所述第一无线收发模块(42)连接的第二无线收发模块(47),第二无线收发模块(47)与所述交换机(46)连接。
2.根据权利要求1所述的水产养殖智能控制装置,其特征在于:所述增氧装置(211)包括增氧机(211-1)和紧急增氧机(211-2);
所述热能装置(214)包括热泵(214-1)、太阳能集热器(214-2)和蒸汽加热泵(214-3),所述热泵(214-1)通过热泵控制器(224-1)与水温控制器(224)连接,所述太阳能集热器(214-2)通过太阳能控制器(224-2)与水温控制器(224)连接,所述蒸汽加热泵(214-3)通过蒸汽加热控制器(224-3)与水温控制器(224)连接。
3.根据权利要求1所述的水产养殖智能控制装置,其特征在于:所述上位机操作站(41)内设置有数据记录单元、数据分析单元、数据传输单元和数据显示单元。
4.根据权利要求3所述的水产养殖智能控制装置,其特征在于:所述上位机操作站(41)为设置有所述数据记录单元、数据分析单元、数据传输单元和数据显示单元的智能移动终端或电脑。
5.根据权利要求1~4任一权利要求所述的水产养殖智能控制装置,其特征在于:所述无线网络为3G网络、GPRS网络或者wifi网络。
6.根据权利要求1~4任一权利要求所述的水产养殖智能控制装置,其特征在于:所述摄像机为网络球型摄像机。
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