本發(fā)明涉及漁業(yè)養(yǎng)殖領(lǐng)域，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化漁業(yè)養(yǎng)殖系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

相關(guān)技術(shù)中的養(yǎng)殖模式在生產(chǎn)實踐中卻存在種種弊端，對漁業(yè)養(yǎng)殖環(huán)境無法實時監(jiān)測，所生產(chǎn)的水產(chǎn)品難以滿足市場需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明旨在提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化漁業(yè)養(yǎng)殖系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化漁業(yè)養(yǎng)殖系統(tǒng)，包括水環(huán)境監(jiān)測模塊、增氧模塊、換水模塊、水溫控制模塊和移動監(jiān)測中心，所述水環(huán)境監(jiān)測模塊、增氧模塊、換水模塊、水溫控制模塊皆與移動監(jiān)測中心通信連接；所述水環(huán)境監(jiān)測模塊用于對養(yǎng)殖場水質(zhì)進行監(jiān)測，并將監(jiān)測信息輸出至移動監(jiān)測中心；所述增氧模塊用于根據(jù)不同養(yǎng)殖品種對溶解氧的需求，控制增氧設(shè)備動作；所述換水模塊，用于根據(jù)監(jiān)控中心提供的實時參數(shù)，自動換水；所述水溫控制模塊用于按照設(shè)定的水溫，自動調(diào)節(jié)養(yǎng)殖場的水溫，并將實時水溫參數(shù)發(fā)送至監(jiān)控中心；所述監(jiān)控中心用于實時顯示當(dāng)前養(yǎng)殖場的環(huán)境信息，并在養(yǎng)殖場環(huán)境發(fā)生異常時進行報警。

優(yōu)選地，所述水環(huán)境監(jiān)測模塊包括水環(huán)境參數(shù)采集單元和水污染源定位單元；所述水環(huán)境參數(shù)采集單元用于通過多個傳感器采集養(yǎng)殖場水質(zhì)環(huán)境參數(shù)，并將采集的養(yǎng)殖場水質(zhì)環(huán)境參數(shù)發(fā)送至移動監(jiān)測中心；所述移動監(jiān)測中心根據(jù)養(yǎng)殖場水質(zhì)環(huán)境參數(shù)判斷養(yǎng)殖場是否發(fā)生水污染，并在發(fā)生水污染時觸發(fā)水污染源定位單元對養(yǎng)殖場的污染源進行探測定位。

優(yōu)選地，所述多個傳感器，包括溶解氧傳感器、PH傳感器、水位傳感器、鹽度傳感器、濁度傳感器。

本發(fā)明的有益效果為：使?jié)O業(yè)養(yǎng)殖戶可以通過計算機等移動監(jiān)測中心實時掌握養(yǎng)殖水質(zhì)環(huán)境信息，及時獲取異常報警信息，并可以實時調(diào)整控制設(shè)備，實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的科學(xué)養(yǎng)殖與管理，最終實現(xiàn)節(jié)能降耗、綠色環(huán)保。

附圖說明

利用附圖對本發(fā)明作進一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)連接框圖；

圖2是本發(fā)明對養(yǎng)殖場的污染源進行探測定位的原理示意圖。

附圖標(biāo)記：

水環(huán)境監(jiān)測模塊1、增氧模塊2、換水模塊3、水溫控制模塊4、移動監(jiān)測中心5。

具體實施方式

結(jié)合以下應(yīng)用場景對本發(fā)明作進一步描述。

參見圖1，本實施例的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化漁業(yè)養(yǎng)殖系統(tǒng)，包括水環(huán)境監(jiān)測模塊1、增氧模塊2、換水模塊3、水溫控制模塊4和移動監(jiān)測中心5，所述水環(huán)境監(jiān)測模塊1、增氧模塊2、換水模塊3、水溫控制模塊4皆與移動監(jiān)測中心5通信連接；所述水環(huán)境監(jiān)測模塊1用于對養(yǎng)殖場水質(zhì)進行監(jiān)測，并將監(jiān)測信息輸出至移動監(jiān)測中心5；所述增氧模塊2用于根據(jù)不同養(yǎng)殖品種對溶解氧的需求，控制增氧設(shè)備動作；所述換水模塊3，用于根據(jù)監(jiān)控中心提供的實時參數(shù)，自動換水；所述水溫控制模塊4用于按照設(shè)定的水溫，自動調(diào)節(jié)養(yǎng)殖場的水溫，并將實時水溫參數(shù)發(fā)送至監(jiān)控中心；所述監(jiān)控中心用于實時顯示當(dāng)前養(yǎng)殖場的環(huán)境信息，并在養(yǎng)殖場環(huán)境發(fā)生異常時進行報警。

其中，所述水環(huán)境監(jiān)測模塊1包括水環(huán)境參數(shù)采集單元和水污染源定位單元；所述水環(huán)境參數(shù)采集單元用于通過多個傳感器采集養(yǎng)殖場水質(zhì)環(huán)境參數(shù)，并將采集的養(yǎng)殖場水質(zhì)環(huán)境參數(shù)發(fā)送至移動監(jiān)測中心5；所述移動監(jiān)測中心5根據(jù)養(yǎng)殖場水質(zhì)環(huán)境參數(shù)判斷養(yǎng)殖場是否發(fā)生水污染，并在發(fā)生水污染時觸發(fā)水污染源定位單元對養(yǎng)殖場的污染源進行探測定位。

其中，所述多個傳感器，包括溶解氧傳感器、PH傳感器、水位傳感器、鹽度傳感器、濁度傳感器。

本發(fā)明上述實施例的智能化漁業(yè)養(yǎng)殖系統(tǒng)使?jié)O業(yè)養(yǎng)殖戶可以通過計算機等移動監(jiān)測中心55實時掌握養(yǎng)殖水質(zhì)環(huán)境信息，及時獲取異常報警信息，并可以實時調(diào)整控制設(shè)備，實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的科學(xué)養(yǎng)殖與管理，最終實現(xiàn)節(jié)能降耗、綠色環(huán)保。

優(yōu)選地，如圖2所示，所述水污染源定位單元對養(yǎng)殖場的污染源進行探測定位，包括：

(1)進行無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署，在養(yǎng)殖場區(qū)域內(nèi)隨機設(shè)置8個以上的傳感器節(jié)點；

(2)根據(jù)移動監(jiān)測中心5的指令，對養(yǎng)殖場的污染源進行探測定位，具體為：

1)考慮到養(yǎng)殖場水域上的傳感器節(jié)點的漂浮移動的影響，對養(yǎng)殖場水域上的傳感器節(jié)點的坐標(biāo)進行修正；

2)計算傳感器節(jié)點在設(shè)定時間內(nèi)采集的濃度平均值；

3)根據(jù)濃度平均值計算傳感器節(jié)點坐標(biāo)到污染源坐標(biāo)的距離，然后根據(jù)傳感器節(jié)點坐標(biāo)到污染源坐標(biāo)的距離求出污染源的坐標(biāo)，完成污染源的定位；

(3)將污染源的坐標(biāo)發(fā)送至移動監(jiān)測中心5。

本優(yōu)選實施例實現(xiàn)了對養(yǎng)殖場的污染源的探測定位，并將污染源的坐標(biāo)發(fā)送至移動監(jiān)測中心5，能夠使養(yǎng)殖用戶及時獲知污染源的情況，方便對養(yǎng)殖場水域環(huán)境進行及時處理。

優(yōu)選地，所述對養(yǎng)殖場水域上的傳感器節(jié)點的坐標(biāo)進行修正，具體為：

設(shè)定在養(yǎng)殖場水域上部署的傳感器節(jié)點的坐標(biāo)為(x_j,y_j)，進行修正后的對應(yīng)坐標(biāo)為(x_i,y_i)，i,j＝1,2,…,n,n≥8，采用下述公式對傳感器節(jié)點的坐標(biāo)(x_j,y_j)進行修正：

式中，ρ_max為傳感器節(jié)點的橫坐標(biāo)x_j的最大漂浮移動距離，ρ_min為傳感器節(jié)點的橫坐標(biāo)x_j的最小漂浮移動距離，v_max為傳感器節(jié)點的縱坐標(biāo)y_j的最大漂浮移動距離，v_min為傳感器節(jié)點的縱坐標(biāo)y_j的最小漂浮移動距離，ρ_max、ρ_min、v_max、v_min皆是單位為cm的整數(shù)值。

本實施例采用上述公式對養(yǎng)殖場水域上的傳感器節(jié)點坐標(biāo)進行修正，減少了傳感器節(jié)點的漂浮移動的影響，從而為下一步對污染源的定位提供更精確的傳感器節(jié)點坐標(biāo)數(shù)據(jù)，進一步地提高對污染源進行定位的精度。

優(yōu)選地，所述計算傳感器節(jié)點在設(shè)定時間內(nèi)采集的濃度平均值，具體為：設(shè)定傳感器節(jié)點(x_i,y_i)在k時刻的濃度值計算公式為：

式中，D為擴散系數(shù)，M為污染物的瞬時投放質(zhì)量，d_i為傳感器節(jié)點坐標(biāo)(x_i,y_i)到污染源坐標(biāo)的距離，σ為養(yǎng)殖場區(qū)域的邊界的反射系數(shù)，d_B為養(yǎng)殖場區(qū)域的邊界到污染源之間的距離；

則傳感器節(jié)點(x_i,y_i)在設(shè)定時間T內(nèi)采集的濃度平均值為：

式中，C(x_i,y_i,k)_l為傳感器節(jié)點(x_i,y_i)在設(shè)定時間T內(nèi)第l次采集時的濃度值，n_T為傳感器節(jié)點(x_i,y_i)在設(shè)定時間T內(nèi)采集的次數(shù)。

其中，結(jié)合傳感器節(jié)點(x_i,y_i)在k時刻的濃度值計算公式和傳感器節(jié)點(x_i,y_i)在設(shè)定時間T內(nèi)采集的濃度平均值計算公式，可以得到傳感器節(jié)點坐標(biāo)(x_i,y_i)到污染源坐標(biāo)的距離d_i。

本實施例中，由于污染物一般在近岸區(qū)域排放，且污染物主要以彌散方式進行擴散，從而養(yǎng)殖場區(qū)域的邊界性質(zhì)、邊界與污染源之間的距離會對傳感器節(jié)點位置的污染濃度產(chǎn)生影響，上述濃度值計算公式考慮了邊界性質(zhì)、邊界與污染源之間的距離對傳感器節(jié)點位置的污染濃度的影響，從而能夠更加精確地計算傳感器節(jié)點的濃度值。

優(yōu)選地，所述根據(jù)傳感器節(jié)點坐標(biāo)到污染源坐標(biāo)的距離求出污染源的坐標(biāo)，具體包括：設(shè)污染源坐標(biāo)為X＝(x_w,y_w)，設(shè)定水污染源在擴散時為各向同性，考慮所監(jiān)測水域區(qū)域的邊界對污染源污染擴散的影響，引入近岸約束權(quán)值Q，則污染源坐標(biāo)定位公式定義為：

式中

式中，x₁,…,x_n-1,x_n為各傳感器節(jié)點的橫坐標(biāo)，y₁,…,y_n-1,y_n為各傳感器節(jié)點的縱坐標(biāo)，d₁,…,d_n-1,d_n為各傳感器節(jié)點坐標(biāo)(x_i,y_i)到污染源坐標(biāo)的距離；

其中，設(shè)定近岸約束權(quán)值Q的取值條件如下：

本優(yōu)選實施例利用實時監(jiān)控的排入水體的污染物濃度對污染源進行定位，在定位公式中引入近岸約束權(quán)值，考慮了養(yǎng)殖場區(qū)域的邊界對污染源污染擴散的影響，提高了對養(yǎng)殖場污染源定位的精度，從而能夠獲得較為準(zhǔn)確的污染源坐標(biāo)，為更好對漁業(yè)養(yǎng)殖場進行水環(huán)境的監(jiān)測管理奠定基礎(chǔ)。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。