本發(fā)明涉及深海養(yǎng)殖技術領域，更具體地，涉及一種離岸網箱水質監(jiān)控裝置。

背景技術：

離岸網箱是指在相對較深的海域設置以進行魚類養(yǎng)殖的網箱。由于我國目前較淺海域適于網箱養(yǎng)殖的水域已飽和，通過采用離岸網箱拓展養(yǎng)殖海域，在相對較深的海域進行魚類養(yǎng)殖已十分普及。

由于魚類在生長發(fā)育階段，對環(huán)境因子有一定的要求。例如：水的溶氧度、溫度、電導率、ph值等都直接關系到魚類的成活率。因此，網箱內的水質監(jiān)控對于魚類的成活率至關重要，這直接決定了魚類養(yǎng)殖的經濟效益。但現(xiàn)有技術中對水質數(shù)據(jù)的觀察方式不夠直觀，導致工作人員在進行水質環(huán)境觀測和分析時效率不佳。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種離岸網箱水質監(jiān)控裝置，以克服現(xiàn)有技術中水質數(shù)據(jù)的觀察方式不夠直觀，導致工作人員在進行水質環(huán)境觀測和分析時效率不佳的問題。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種離岸網箱水質監(jiān)控裝置，包括：采集模塊、主控模塊和后臺處理模塊；所述采集模塊，與所述主控模塊連接，用于根據(jù)預設時間間隔采集水質數(shù)據(jù)并發(fā)送給所述主控模塊；所述主控模塊，還與所述后臺處理模塊連接，用于將所述水質數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)壓縮并發(fā)送給所述后臺處理模塊；所述后臺處理模塊，用于將壓縮的水質數(shù)據(jù)進行解壓，并根據(jù)預設時間段內的解壓水質數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)密集估計和曲線擬合，獲得水質數(shù)據(jù)曲線圖并顯示。

結合本發(fā)明第一方面第一種可能實現(xiàn)方式，在第二種可能實現(xiàn)方式中，所述裝置還包括：人機交互模塊和執(zhí)行模塊；所述人機交互模塊，與所述主控模塊連接，用于接收未壓縮的水質數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述未壓縮的水質數(shù)據(jù)，向所述主控模塊發(fā)送水質調整請求；所述主控模塊還用于根據(jù)所述水質調整請求，產生水質調整指令；所述執(zhí)行模塊，與所述主控模塊連接，用于根據(jù)所述水質調整指令，調整水質。

結合本發(fā)明第一方面第二種可能實現(xiàn)方式，在第三種可能實現(xiàn)方式中，所述水質數(shù)據(jù)包括：溫度、溶氧度、電導率和ph值；相應地，所述水質調整請求包括：溫度調整請求、溶氧度調整請求、電導率調整請求和ph值調整請求；相應地，所述執(zhí)行模塊包括：溫度調整模塊，用于根據(jù)所述溫度調整請求，調整離岸網箱中的溫度；溶氧度調整模塊，用于根據(jù)所述溶氧度調整請求，調整離岸網箱中的溶氧度；電導率調整模塊，用于根據(jù)所述電導率調整請求，調整離岸網箱中的電導率；ph值調整模塊，用于根據(jù)所述ph值調整請求，調整離岸網箱中的ph值。

結合本發(fā)明第一方面第二種可能實現(xiàn)方式，在第四種可能實現(xiàn)方式中，所述人機交互模塊還用于實時顯示所述水質數(shù)據(jù)。

結合本發(fā)明第一方面第二種可能實現(xiàn)方式，在第五種可能實現(xiàn)方式中，所述人機交互模塊與所述主控模塊采用modbus通訊協(xié)議通訊。

結合本發(fā)明第一方面第一種可能實現(xiàn)方式，在第六種可能實現(xiàn)方式中，所述主控模塊為可編程邏輯控制器。

結合本發(fā)明第一方面第一種可能實現(xiàn)方式，在第七種可能實現(xiàn)方式中，所述裝置還包括：gprs模塊；所述主控模塊與所述后臺處理模塊通過gprs模塊連接。

結合本發(fā)明第一方面第一種可能實現(xiàn)方式，在第八種可能實現(xiàn)方式中，所述后臺處理模塊具體用于采用最小二乘多項式擬合方式對預設時間段內的解壓水質數(shù)據(jù)，進行曲線擬合，獲得水質數(shù)據(jù)曲線圖并顯示。

結合本發(fā)明第一方面第六種可能實現(xiàn)方式，在第九種可能實現(xiàn)方式中，所述后臺處理模塊還用于將所述水質數(shù)據(jù)曲線圖與歷史水質數(shù)據(jù)曲線圖進行比對，獲取水質數(shù)據(jù)差曲線圖。

本發(fā)明提出的離岸網箱水質監(jiān)控裝置，通過對水質數(shù)據(jù)的密集估計，使得得到的預設時間段內水質數(shù)據(jù)更密集，曲線圖變化更平緩，更利于觀察變化細節(jié)，通過曲線擬合以曲線圖的方式顯示水質數(shù)據(jù)，使得工作人員對數(shù)據(jù)變化趨勢和變化規(guī)律的觀察和分析更直觀迅速。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種離岸網箱水質監(jiān)控裝置示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種離岸網箱水質監(jiān)控裝置示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種離岸網箱水質監(jiān)控裝置，包括：采集模塊、主控模塊和后臺處理模塊；所述采集模塊，與所述主控模塊連接，用于根據(jù)預設時間間隔采集水質數(shù)據(jù)并發(fā)送給所述主控模塊；所述主控模塊，還與所述后臺處理模塊連接，用于將所述水質數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)壓縮并發(fā)送給所述后臺處理模塊；所述后臺處理模塊，用于將壓縮的水質數(shù)據(jù)進行解壓，并根據(jù)預設時間段內的解壓水質數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)密集估計和曲線擬合，獲得水質數(shù)據(jù)曲線圖并顯示。

本發(fā)明提出的離岸網箱水質監(jiān)控裝置，通過對水質數(shù)據(jù)的密集估計，使得得到的預設時間段內水質數(shù)據(jù)更密集，曲線圖變化更平緩，更利于觀察變化細節(jié)，通過曲線擬合以曲線圖的方式顯示水質數(shù)據(jù)，使得工作人員對數(shù)據(jù)變化趨勢和變化規(guī)律的觀察和分析更直觀迅速。

作為一種可選實施例，所述裝置還包括：人機交互模塊和執(zhí)行模塊；所述人機交互模塊，與所述主控模塊連接，用于接收未壓縮的水質數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述未壓縮的水質數(shù)據(jù)，向所述主控模塊發(fā)送水質調整請求；所述主控模塊還用于根據(jù)所述水質調整請求，產生水質調整指令；所述執(zhí)行模塊，與所述主控模塊連接，用于根據(jù)所述水質調整指令，調整水質。

作為一種可選實施例，所述水質數(shù)據(jù)包括：溫度、溶氧度、電導率和ph值；相應地，所述水質調整請求包括：溫度調整請求、溶氧度調整請求、電導率調整請求和ph值調整請求；相應地，所述執(zhí)行模塊包括：溫度調整模塊，用于根據(jù)所述溫度調整請求，調整離岸網箱中的溫度；溶氧度調整模塊，用于根據(jù)所述溶氧度調整請求，調整離岸網箱中的溶氧度；電導率調整模塊，用于根據(jù)所述電導率調整請求，調整離岸網箱中的電導率；ph值調整模塊，用于根據(jù)所述ph值調整請求，調整離岸網箱中的ph值。

作為一種可選實施例，所述人機交互模塊還用于實時顯示所述水質數(shù)據(jù)。

作為一種可選實施例，所述人機交互模塊與所述主控模塊采用modbus通訊協(xié)議進行通訊。

作為一種可選實施例，所述主控模塊為可編程邏輯控制器。

作為一種可選實施例，所述裝置還包括：gprs模塊；所述主控模塊與所述后臺處理模塊通過gprs模塊連接。

作為一種可選實施例，所述后臺處理模塊具體用于采用最小二乘多項式擬合方式對預設時間段內的解壓水質數(shù)據(jù)，進行曲線擬合，獲得水質數(shù)據(jù)曲線圖并顯示。

作為一種可選實施例，所述后臺處理模塊還用于將所述水質數(shù)據(jù)曲線圖與歷史水質數(shù)據(jù)曲線圖進行比對，獲取水質數(shù)據(jù)差曲線圖。

基于上述圖1對應實施例提供的裝置，本發(fā)明實施例提供了一種離岸網箱水質監(jiān)控裝置。參見圖2，該裝置包括：采集模塊、主控模塊、人機交互模塊、執(zhí)行模塊和后臺處理模塊；

所述采集模塊，與所述主控模塊連接，用于根據(jù)預設時間間隔采集水質數(shù)據(jù)并發(fā)送給所述主控模塊；

所述主控模塊，還分別與所述人機交互模塊、所述執(zhí)行模塊連接和所述后臺處理模塊連接，用于將所述水質數(shù)據(jù)發(fā)送給所述人機交互模塊，還用于根據(jù)水質調整請求產生水質調整指令并發(fā)送給所述執(zhí)行模塊，還用于將所述水質數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)壓縮并發(fā)送給所述后臺處理模塊；

所述人機交互模塊，用于根據(jù)所述水質數(shù)據(jù)向所述主控模塊發(fā)送水質調整請求，還用于實時顯示所述水質數(shù)據(jù)；

所述執(zhí)行模塊，用于根據(jù)所述水質調整指令，調整水質；

所述后臺處理模塊，用于將壓縮的水質數(shù)據(jù)進行解壓，并根據(jù)預設時間段內的解壓水質數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)密集估計和曲線擬合，獲得水質數(shù)據(jù)曲線圖并顯示。

在本實施例中，采集模塊包括用于采集水質數(shù)據(jù)并將模擬量水質數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字量水質數(shù)據(jù)的傳感器，采集的水質數(shù)據(jù)為影響魚類生長發(fā)育和成活的環(huán)境因子，至少包括溫度、溶氧度、電導率和ph值。水質數(shù)據(jù)的采集間隔和采集時間段可以根據(jù)實際情況通過在主控模塊中寫入程序來進行設定，可控性很高。例如，可以通過設置使傳感器每5分鐘通電獲取一次水質數(shù)據(jù)發(fā)送給主控模塊，獲取水質數(shù)據(jù)的時間段可以根據(jù)水質數(shù)據(jù)波動較大的時間段進行設置。根據(jù)經驗一般設置為0：00——11：00。

在本實施例中，主控模塊為可編程邏輯控制器(programmablelogiccontroller，plc)。plc是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的設備工作。

plc通過總線接收來自傳感器的數(shù)字量水質數(shù)據(jù)并存儲至plc存儲單元。同時，plc將這些數(shù)字量水質數(shù)據(jù)分別通過485總線發(fā)送給人機交互模塊，通過gprs模塊發(fā)送給后臺處理模塊。在plc與人機交互模塊進行信息交互的過程中，plc作為主機，人機交互模塊作為從機，兩者采用modbus通訊協(xié)議進行通訊。在plc與后臺處理模塊進行信息交互的過程中，兩者通過無線方式連接，實現(xiàn)了遠程監(jiān)控。

在本實施例中，人機交互模塊接收數(shù)字量水質數(shù)據(jù)并顯示和存儲。當累計預設時間間隔內，數(shù)字量水質數(shù)據(jù)包括的溫度、溶氧度、電導率和ph值中的任一項變化量超過對應的預設閾值時，人機交互模塊向主控模塊發(fā)送對應的水質調整請求。例如，當累計預設時間間隔30分鐘內，溫度的變化量超過對應的預設閾值10度時，人機交互模塊向主控模塊發(fā)送溫度調整請求。其中，累計預設時間間隔和預設閾值均可根據(jù)實際情況設置，本實施例在此不做限定。

在本實施例中，plc通過485總線接收來自人機交互模塊的水質調整請求，并根據(jù)水質調整請求，產生水質調整命令發(fā)送給執(zhí)行模塊。以上述累計預設時間間隔內溫度變化超過預設閾值產生的溫度調整請求為例，plc通過485總線接收來自人機交互模塊的溫度調整請求，并根據(jù)溫度調整請求，產生溫度調整命令發(fā)送給執(zhí)行模塊中的溫度調整模塊。

在本實施例中，執(zhí)行模塊至少包括：溫度調整模塊，用于根據(jù)溫度調整請求，調整離岸網箱中的溫度；溶氧度調整模塊，用于根據(jù)溶氧度調整請求，調整離岸網箱中的溶氧度；電導率調整模塊，用于根據(jù)電導率調整請求，調整離岸網箱中的電導率；ph值調整模塊，用于所述ph值調整請求，調整離岸網箱中的ph值。

在本實施例中，后臺處理模塊對預設時間段內的解壓水質數(shù)據(jù)，進行曲線擬合的方式包括但不限于最小二乘多項式擬合方式。其中，預設時間段可根據(jù)具體情況設置，例如：可以為一天內獲取的水質數(shù)據(jù)；對預設時間段內的解壓水質數(shù)據(jù)包括的溫度、溶氧度、電導率和ph值中每一項數(shù)據(jù)分別進行曲線擬合。具體地，為了方便相關工作人員觀察水質數(shù)據(jù)變化的詳細情況，本實施例根據(jù)預設時間段內獲取的解壓數(shù)字量水質數(shù)據(jù)包括的溫度、溶氧度、電導率和ph值中任一項數(shù)據(jù)，采取在小于預設時間間隔的細分時間間隔下，對該項數(shù)據(jù)進行估計，并根據(jù)估計的數(shù)據(jù)進行曲線圖繪制和顯示。通過對水質數(shù)據(jù)的密集估計，使得得到的預設時間段內水質數(shù)據(jù)更密集，曲線圖變化更平緩，更利于觀察變化細節(jié)，通過曲線擬合使得對數(shù)據(jù)的觀察和分析更直觀迅速。

在本實施例中，后臺處理模塊還用于將所述水質數(shù)據(jù)曲線圖與歷史水質數(shù)據(jù)曲線圖進行比對，獲取水質數(shù)據(jù)差曲線圖。其中，水質數(shù)據(jù)包括的溫度、溶氧度、電導率和ph值中每一項數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)都與其對應的歷史數(shù)據(jù)曲線圖比對，以預測該項數(shù)據(jù)的變化趨勢。具體地，以根據(jù)一天內獲取的溫度數(shù)據(jù)進行曲線擬合而得的溫度數(shù)據(jù)曲線圖為例，將所述溫度數(shù)據(jù)曲線圖與最近數(shù)天的溫度數(shù)據(jù)曲線圖分別進行比對，獲取所述溫度數(shù)據(jù)曲線圖與最近數(shù)天中每天的溫度數(shù)據(jù)曲線圖在各時間點處的溫度差，繪制得到對應的數(shù)條溫度差曲線圖并顯示，使得相關人員可以根據(jù)溫度差曲線圖對未來數(shù)天內各時間點的溫度變化進行預測。此外，后臺處理模塊還用于在離岸網箱投入使用前，將所述水質數(shù)據(jù)曲線圖與基準水質進行比對，以便于相關人員進行水質調整提供基本符合基準水質的環(huán)境。

最后，本發(fā)明的方法僅為較佳的實施方案，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。