本實用新型涉及水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測和無線通訊技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新型智能增氧機。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)，關(guān)系養(yǎng)殖成敗的因素很多，其中水體水質(zhì)情況是一個重要因素，而水體的溶解氧又是眾多水質(zhì)參數(shù)的關(guān)鍵所在，當(dāng)水體溶解氧足夠時，水體pH、氨氮、亞硝酸鹽等指標(biāo)異常造成的危害相對會減少，而且在采取措施提升了水體中的溶解氧值后，這些異常指標(biāo)會有所改善或者恢復(fù)到正常水平，所以水產(chǎn)養(yǎng)殖從業(yè)者最關(guān)心的水質(zhì)參數(shù)就是水體溶解氧。

但是，水產(chǎn)養(yǎng)殖池內(nèi)的水體溶解氧值在不同位置是不一樣的，在同個位置不同深度也是不一樣的，所以單純監(jiān)測某個位置的溶解氧值其實是不可靠的。常見的土塘水產(chǎn)養(yǎng)殖基本是放置幾臺增氧機持續(xù)開機增氧，或者按照固定的時間段統(tǒng)一啟停增氧機，高位池養(yǎng)殖也基本采取同樣的養(yǎng)殖增氧手段。

傳統(tǒng)的增氧機只具備水體增氧功能，沒有根據(jù)水體水質(zhì)的實際需要，按需提供增氧，不但造成電費成本的極大浪費，在特定情況也會造成相反效果。比如在陰暗天的下半夜，由于白天氧氣提供不足，水體中儲存的溶解氧本身偏低，如果在下半夜開啟通過攪動水體增氧類別的增氧機，反而會造成水中溶解氧的加速溢出，造成不良后果。所以要依據(jù)實踐經(jīng)驗科學(xué)制定一些操作規(guī)則，比如在晴天中午，雖然水體溶解氧比較充足，此時也要適當(dāng)開啟增氧機進行補充儲存增氧，池塘水體在下半夜還能有足夠的溶解氧供水體生物使用。

雖然現(xiàn)在已經(jīng)有很多品種的水質(zhì)監(jiān)測儀器，但基本沒有與增氧機完美融合，而同時具備水體溶解氧監(jiān)測和自動增氧的增氧機裝置也有一些，但很少是一個整體裝置，更為重要的是，都沒有在同一個養(yǎng)殖池內(nèi)進行水體分層的立體監(jiān)測和分色警示，也沒有按預(yù)定規(guī)則進行自動補充控制增氧，更沒有讓同池內(nèi)多臺增氧機形成聯(lián)動機制，同時，通訊的模式也基于比較古老的且功耗較大的GPRS通訊方式，無法通過后備電池進行長時間水質(zhì)監(jiān)測。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對上述技術(shù)問題做出改進，即本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)、能夠?qū)λw進行分層水質(zhì)監(jiān)測和異常警示、能夠多臺機器形成聯(lián)動機制且具備自動控制執(zhí)行預(yù)定規(guī)則的智能增氧機。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的一種技術(shù)方案是：所述基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新型智能增氧機包括溶解氧A傳感器、溶解氧B傳感器、溶解氧C傳感器、大氣壓力傳感器、窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊、中央處理單元、控制機構(gòu)、電動機、減速機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)葉輪結(jié)構(gòu)、電源轉(zhuǎn)換模塊、電源隔離器、變壓器、后備鋰電池、三色警示燈。

所述中央處理單元分別與所述溶解氧A傳感器、所述溶解氧B傳感器、所述溶解氧C傳感器、所述大氣壓力傳感器、所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊及所述控制機構(gòu)連接；所述控制機構(gòu)與所述電動機連接；所述電動機與所述減速機構(gòu)連接；所述減速機構(gòu)與所述旋轉(zhuǎn)葉輪結(jié)構(gòu)連接；所述三色警示燈與所述控制機構(gòu)連接；

所述變壓器與所述電源隔離器連接；所述電源隔離器與所述電源轉(zhuǎn)換模塊連接；所述電源轉(zhuǎn)換模塊及所述后備鋰電池與所述中央處理單元連接，用于提供電量供應(yīng)。

所述溶解氧A傳感器、所述溶解氧B傳感器、所述溶解氧C傳感器及所述大氣壓力傳感器獲取的監(jiān)測參數(shù)經(jīng)過所述中央處理單元進一步補償、分析和處理，在監(jiān)測參數(shù)異?；驖M足預(yù)設(shè)規(guī)則時，所述三色警示燈發(fā)出不同燈色的警示，控制所述控制機構(gòu)啟動增氧工作；并能通過所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊定期上報包括監(jiān)測數(shù)據(jù)在內(nèi)的運行信息。

進一步的，所述基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新型智能增氧機通過三個浮球體、三個連桿裝置及配套部件牢靠固定在水面上，同時具備水體溶解氧立體監(jiān)測和自動水體增氧兩種功能。

進一步的，溶解氧A傳感器、溶解氧B傳感器、溶解氧C傳感器分別懸掛固定在所述三個浮球體的下端位置，且其位置深度可通過所述傳感器的數(shù)據(jù)線長度調(diào)節(jié)；所述溶解氧A傳感器、所述溶解氧B傳感器、所述溶解氧C傳感器是一種融合溶解氧測量和溫度測量的復(fù)合電極，可分別測量不同深度水體層區(qū)間的溶氧參數(shù)值和用于溶解氧溫度補償?shù)臏囟葏?shù)值，實現(xiàn)水體三層區(qū)間立體監(jiān)測。

進一步的，所述大氣壓力傳感器是一種同時具備環(huán)境溫度和大氣壓力采集的高靈敏度傳感器，優(yōu)選BMP180氣壓傳感器；所述大氣壓力傳感器采集的大氣壓力參數(shù)值用于對所述溶解氧A傳感器、所述溶解氧B傳感器、所述溶解氧C傳感器采集的溶解氧參數(shù)值進行大氣壓力補償。

進一步的，所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊是一種低功耗、遠(yuǎn)距離通訊的NB-IoT通訊模塊，每個所述NB-IoT通訊模塊都預(yù)設(shè)一個不重復(fù)的特征碼，所述NB-IoT通訊模塊與遠(yuǎn)程后臺管理平臺建立通訊連接，定期上傳水體溶解氧監(jiān)測參數(shù)信息和電動機運行信息，同時下發(fā)控制指令和預(yù)定參數(shù)值。

進一步的，所述基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新型智能增氧機通過所述中央處理單元分析水體溶解氧數(shù)據(jù)，結(jié)合預(yù)設(shè)定在所述中央處理單元內(nèi)的存儲單元中的三組不同水層溶解氧參數(shù)上限報警值、下限報警值和回差值，控制所述控制機構(gòu)的運行情況，開啟或關(guān)閉所述電動機；所述電動機還安裝有斷相、漏電、欠壓保護裝置，并通過所述減速機構(gòu)帶動所述旋轉(zhuǎn)葉輪結(jié)構(gòu)高速旋轉(zhuǎn)，攪動水體，形成對流和浪花，從而提升水體中溶解氧含量。

進一步的，所述三色警示燈是一種內(nèi)置光敏電阻及相關(guān)控制電路的紅色、黃色、白色三種高亮LED指標(biāo)燈整體裝置，安裝在增氧機電機罩方便觀察的適當(dāng)位置；水體溶解氧正常時所述三色警示燈都不亮，當(dāng)三層水體溶解氧監(jiān)測值都超出預(yù)設(shè)的下限報警值時所述三色警示燈的紅燈閃爍報警，當(dāng)三層水體溶解氧監(jiān)測值部分超出預(yù)設(shè)的下限報警值時所述三色警示燈的黃燈閃爍警示，當(dāng)出現(xiàn)水體上層比下層的溶解氧監(jiān)測值低等異常情況時，所述三色警示燈的黃燈常亮警示，當(dāng)所述中央處理單元根據(jù)程序設(shè)定的規(guī)則判定監(jiān)測數(shù)據(jù)異常時，所述三色警示燈的紅燈常亮警示；所述三色警示燈的白燈用于水體監(jiān)測現(xiàn)場的補充照明，由內(nèi)置的光敏電阻感應(yīng)環(huán)境亮度值大小決定開啟或關(guān)閉。

進一步的，所述基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新型智能增氧機的弱電電路部分裝置通過所述電源轉(zhuǎn)換模塊供電，并通過所述電源隔離器、所述變壓器從市電中獲取穩(wěn)定供電電源；所述基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新型智能增氧機還配備一個所述后備鋰電池及相關(guān)充放電電路，所述后備鋰電池在水體監(jiān)測現(xiàn)場停電時，能夠保證水質(zhì)監(jiān)測功能繼續(xù)工作長達(dá)一年以上。

進一步的，所述基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新型智能增氧機可根據(jù)現(xiàn)場溶解氧監(jiān)測數(shù)據(jù)情況自動控制所述電動機的啟停，也可通過遠(yuǎn)程后臺管理平臺或配套手機APP應(yīng)用軟件向所述增氧機的所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊發(fā)送指令控制所述電動機的啟停。

進一步的，所述基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新型智能增氧機可根據(jù)需要實現(xiàn)三個水體層的立體溶氧監(jiān)測，亦可實現(xiàn)同個水層三個監(jiān)測數(shù)據(jù)的平均值自動監(jiān)測；也可根據(jù)需要將同一監(jiān)測水域的所述基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新型智能增氧機的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行聯(lián)動，當(dāng)同一水域中有出現(xiàn)一個位置的溶解氧值偏低時，聯(lián)動機制內(nèi)的所有所述新型智能增氧機同時啟動增氧。

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：通過低功耗窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，停電時，依然能夠進行水質(zhì)監(jiān)測并上報相關(guān)信息至后臺；同時具備多路水質(zhì)監(jiān)測功能和自動啟停增氧機功能，給養(yǎng)殖從業(yè)者帶來高效且方便的體驗效果；通過對水體進行分層水質(zhì)監(jiān)測和異常不同顏色LED警示，監(jiān)測可靠且監(jiān)測結(jié)果反映比較直觀；通過對同一養(yǎng)殖池內(nèi)布置的所述增氧機形成聯(lián)動機制，數(shù)據(jù)共享，控制聯(lián)動，比較符合現(xiàn)場實際的人工控制方法，科學(xué)且方便；通過執(zhí)行預(yù)設(shè)定的程序規(guī)則，在特定時間段進行補充增氧，將一線實踐結(jié)果通過科學(xué)手段加以體現(xiàn)，容易讓一線技術(shù)人員信服；同時利用遠(yuǎn)程后臺管理平臺或配套手機APP應(yīng)用軟件的控制指令優(yōu)先級別，在緊急情況，可以快速獲得所述增氧機的控制權(quán)，也能對監(jiān)測情況進行數(shù)據(jù)追溯。

本實用新型的一種基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新型智能增氧機，在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的電路實現(xiàn)示意圖。

圖2為本實用新型實施例的構(gòu)造示意圖。

圖1中：1-溶解氧A傳感器、2-溶解氧B傳感器、3-溶解氧C傳感器、4-大氣壓力傳感器、5-窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊、6-中央處理單元、7-控制機構(gòu)、8-電動機、9-減速機構(gòu)、10-旋轉(zhuǎn)葉輪結(jié)構(gòu)、11-電源轉(zhuǎn)換模塊、12-電源隔離器、13-變壓器、14-后備鋰電池、15-三色警示燈。

圖2中：1-溶解氧A傳感器、2-溶解氧B傳感器、3-溶解氧C傳感器、8-電動機、9-減速機構(gòu)、10-旋轉(zhuǎn)葉輪結(jié)構(gòu)、15-三色警示燈、A1-發(fā)動機罩、A2-連桿裝置、A3-浮球體、A4-發(fā)動機輸出軸。

具體實施方式

下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他形式的附圖。

特別需要說明的是，如圖2所示，是本實用新型所描述的智能增氧機實施例的較佳實施例，是為了能更清楚描述本實用新型的原理而描述的一種葉輪式增氧機，本實用新型不僅限于葉輪式增氧機，在本實用新型的啟示下，其它各種形式的增氧機可以在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，獲得類似效果的增氧機。凡依本實用新型申請專利范圍所修飾的各類別智能增氧機，皆應(yīng)屬本實用新型的涵蓋范圍。

如圖1所示，所述基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新型智能增氧機包括溶解氧A傳感器1、溶解氧B傳感器2、溶解氧C傳感器3、大氣壓力傳感器4、窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊5、中央處理單元6、控制機構(gòu)7、電動機8、減速機構(gòu)9、旋轉(zhuǎn)葉輪結(jié)構(gòu)10、電源轉(zhuǎn)換模塊11、電源隔離器12、變壓器13、后備鋰電池14、三色警示燈15。

在本實施例中，如圖2所示，所述基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新型智能增氧機通過三個浮球體A3、三個連桿裝置A2及配套部件牢靠固定在水面上，同時具備水體溶解氧立體監(jiān)測和自動水體增氧兩種功能。

如圖1和圖2所示，在本實施例中，溶解氧A傳感器1、溶解氧B傳感器2、溶解氧C傳感器3分別懸掛固定在所述三個浮球體A3的下端位置，且其位置深度可通過所述傳感器的數(shù)據(jù)線長度調(diào)節(jié)；所述溶解氧A傳感器1、所述溶解氧B傳感器2、所述溶解氧C傳感器3是一種融合溶解氧測量和溫度測量的復(fù)合電極，可分別測量不同深度水體層區(qū)間的溶氧參數(shù)值和用于溶解氧溫度補償?shù)臏囟葏?shù)值，實現(xiàn)水體三層區(qū)間立體監(jiān)測。

在本實施例中，所述大氣壓力傳感器4是一種同時具備環(huán)境溫度和大氣壓力采集的高靈敏度傳感器，優(yōu)選BMP180氣壓傳感器；所述大氣壓力傳感器4采集的大氣壓力參數(shù)值用于對所述溶解氧A傳感器1、所述溶解氧B傳感器2、所述溶解氧C傳感器3采集的溶解氧參數(shù)值進行大氣壓力補償。

在本實施例中，所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊5是一種低功耗、遠(yuǎn)距離通訊的NB-IoT通訊模塊，每個所述NB-IoT通訊模塊都預(yù)設(shè)一個不重復(fù)的特征碼，所述NB-IoT通訊模塊與遠(yuǎn)程后臺管理平臺建立通訊連接，定期上傳水體溶解氧監(jiān)測參數(shù)信息和電動機運行信息，同時下發(fā)控制指令和預(yù)定參數(shù)值。

在本實施例中，所述基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新型智能增氧機通過所述中央處理單元6分析水體溶解氧數(shù)據(jù)，結(jié)合預(yù)設(shè)定在所述中央處理單元6內(nèi)的存儲單元中的三組不同水層溶解氧參數(shù)上限報警值、下限報警值和回差值，控制所述控制機構(gòu)7的運行情況，開啟或關(guān)閉所述電動機8；所述電動機8還安裝有斷相、漏電、欠壓保護裝置，并通過所述減速機構(gòu)9帶動所述旋轉(zhuǎn)葉輪結(jié)構(gòu)10高速旋轉(zhuǎn)，攪動水體，形成對流和浪花，從而提升水體中溶解氧含量。

在本實施例中，所述三色警示燈15是一種內(nèi)置光敏電阻及相關(guān)控制電路的紅色、黃色、白色三種高亮LED指標(biāo)燈整體裝置，安裝在增氧機電機罩A1方便觀察的適當(dāng)位置；水體溶解氧正常時所述三色警示燈15都不亮，當(dāng)三層水體溶解氧監(jiān)測值都超出預(yù)設(shè)的下限報警值時所述三色警示燈15的紅燈閃爍報警，當(dāng)三層水體溶解氧監(jiān)測值部分超出預(yù)設(shè)的下限報警值時所述三色警示燈15的黃燈閃爍警示，當(dāng)出現(xiàn)水體上層比下層的溶解氧監(jiān)測值低等異常情況時，所述三色警示燈15的黃燈常亮警示，當(dāng)所述中央處理單元6根據(jù)程序設(shè)定的規(guī)則判定監(jiān)測數(shù)據(jù)異常時，所述三色警示燈15的紅燈常亮警示；所述三色警示燈15的白燈用于水體監(jiān)測現(xiàn)場的補充照明，由內(nèi)置的光敏電阻感應(yīng)環(huán)境亮度值大小決定開啟或關(guān)閉。

在本實施例中，所述基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新型智能增氧機的弱電電路部分裝置通過所述電源轉(zhuǎn)換模塊11供電，并通過所述電源隔離器12、所述變壓器13從市電中獲取穩(wěn)定供電電源；所述基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新型智能增氧機還配備一個所述后備鋰電池14及相關(guān)充放電電路，所述后備鋰電池14在水體監(jiān)測現(xiàn)場停電時，能夠保證水質(zhì)監(jiān)測功能繼續(xù)工作長達(dá)一年以上。

在本實施例中，所述基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新型智能增氧機可根據(jù)現(xiàn)場溶解氧監(jiān)測數(shù)據(jù)情況自動控制所述電動機8的啟停，也可通過遠(yuǎn)程后臺管理平臺或配套手機APP應(yīng)用軟件向所述增氧機的所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊5發(fā)送指令控制所述電動機8的啟停。

在本實施例中，所述基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新型智能增氧機可根據(jù)需要實現(xiàn)三個水體層的立體溶氧監(jiān)測，亦可實現(xiàn)同個水層三個監(jiān)測數(shù)據(jù)的平均值自動監(jiān)測；也可根據(jù)需要將同一監(jiān)測水域的所述基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新型智能增氧機的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行聯(lián)動，當(dāng)同一水域中有出現(xiàn)一個位置的溶解氧值偏低時，聯(lián)動機制內(nèi)的所有所述新型智能增氧機同時啟動增氧。

在本實施例中，本實用新型通過低功耗窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，停電時，依然能夠進行水質(zhì)監(jiān)測并上報相關(guān)信息至后臺；同時具備多路水質(zhì)監(jiān)測功能和自動啟停增氧機功能，給養(yǎng)殖從業(yè)者帶來高效且方便的體驗效果；通過對水體進行分層水質(zhì)監(jiān)測和異常不同顏色LED警示，監(jiān)測可靠且監(jiān)測結(jié)果反映比較直觀；通過對同一養(yǎng)殖池內(nèi)布置的所述增氧機形成聯(lián)動機制，數(shù)據(jù)共享，控制聯(lián)動，比較符合現(xiàn)場實際的人工控制方法，科學(xué)且方便；通過執(zhí)行預(yù)設(shè)定的程序規(guī)則，在特定時間段進行補充增氧，將一線實踐結(jié)果通過科學(xué)手段加以體現(xiàn)，容易讓一線技術(shù)人員信服；同時利用遠(yuǎn)程后臺管理平臺或配套手機APP應(yīng)用軟件的控制指令優(yōu)先級別，在緊急情況，可以快速獲得所述增氧機的控制權(quán)，也能對監(jiān)測情況進行數(shù)據(jù)追溯。

在本實施例中，本實用新型的一種基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新型智能增氧機，在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，任何人在本實用新型的啟示下都可以得出其他各種形式的基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新型智能增氧機，凡依本實用新型申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實用新型的涵蓋范圍。