[發(fā)明專利]一種水產(chǎn)養(yǎng)殖中多途徑節(jié)約型智能增氧方法及其裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510815184.1
• 申請日: 2015-11-19
• 公開（公告）號: CN105360052A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣建明;朱正偉;范偉偉
• 申請（專利權(quán)）人: 常州大學懷德學院
• 主分類號: A01K63/04
• 分類號: A01K63/04;G05B13/02
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 路接洲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高密度規(guī)模化水產(chǎn)養(yǎng)殖增氧控制調(diào)節(jié)領(lǐng)域，尤其是一種水產(chǎn)養(yǎng) 殖中利用葉輪增氧機和耕水機多途徑節(jié)約型智能增氧方法及其裝置。

背景技術(shù)

我國已成為世界上水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模最大的國家，傳統(tǒng)的小規(guī)模依靠天然資源 養(yǎng)殖方式在市場競爭中迅速淘汰。高密度規(guī)模化是水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展的趨勢。水體 溶解氧含量是大多數(shù)水產(chǎn)品養(yǎng)殖中最重要的因素，但我國規(guī)模化水產(chǎn)養(yǎng)殖主要 依靠人工經(jīng)驗控制增氧，存在安全系數(shù)低、浪費人力資源和增氧效率低的特點。 當自然條件(溫度、氣壓、日照等)發(fā)生突然變化，如果增氧不及時極易引起 魚蝦的大面積死亡，帶來較大的經(jīng)濟損失。當水體溶解氧濃度含量較高時繼續(xù) 應急增氧，則增氧效率低下，浪費電力資源。近年從日本引進技術(shù)生產(chǎn)的耕水 機可以以極低的功率(幾十瓦)攪動水體，使水體上下循環(huán)，一方面當溶解氧 含量低的水體從底層循環(huán)到水體表面，空氣中的氧氣可以較快地溶入水體；另 一方面在白天，表面水體的藻類通過光合作用釋放氧氣，可以大幅提高水體溶 解氧含量。耕水機主要利用自然條件高效改善水體溶解氧含量，但幾十瓦的耕 水機不能應急增氧，而且受到天氣變化的制約，在增氧控制中不能單獨使用， 這也是耕水機難以大面積推廣的主要原因。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提出一種水產(chǎn)養(yǎng)殖中多途徑節(jié)約型智能增氧 方法及其裝置，建立一個白天主要依靠耕水機增氧，應急情況下依靠葉輪增氧 機增氧的多途徑自動化增氧系統(tǒng)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種水產(chǎn)養(yǎng)殖中多途徑節(jié)約型智能增氧方法， 應用于水產(chǎn)養(yǎng)殖中增加水體溶解氧含量；包括以下步驟：

1)各養(yǎng)殖池水體溶解氧濃度采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)進行多點無線測量，節(jié)點把 測量數(shù)據(jù)通過簇首傳送給基站；

2)基站把測量數(shù)據(jù)融合，信號放大后傳送給CPU；

3)CPU根據(jù)測量值與設(shè)定的上下限值開啟或關(guān)閉葉輪增氧機應急增氧。

進一步的說，本發(fā)明所述的步驟3)中，應急增氧采用模糊變頻控制，當水 體溶解氧濃度達到設(shè)定的上限值時停止應急增氧，采用耕水機工作；當水體溶 解氧濃度低于設(shè)定的下限值時啟動應急增氧。

再進一步的說，本發(fā)明所述的步驟1)中網(wǎng)絡(luò)采用低能量自適應分群分層協(xié)議，簇首首先通過肖維涅準則判斷有無失真數(shù)據(jù)，如有刪除后再對傳感節(jié)點數(shù)據(jù)進行融合，由簇首再向基站轉(zhuǎn)發(fā)。當各節(jié)點把測量數(shù)據(jù)匯聚到簇首后，簇首采用加權(quán)平均公式對數(shù)據(jù)進行融合；其中x_i為第i個節(jié)點的測量值，β_i為加權(quán)系數(shù)；X為數(shù)據(jù)融合值，由簇首發(fā)送給基站。

同時，本發(fā)明還提供一種水產(chǎn)養(yǎng)殖中多途徑節(jié)約型智能增氧裝置，包括多 個分布在養(yǎng)殖池中的無線測量節(jié)點；所述的無線測量節(jié)點形成簇并具有簇首； 所述的無線測量節(jié)點通過簇首將采集的養(yǎng)殖池水體溶解氧濃度傳送至基站；所 述的基站通過無線通信協(xié)議與CPU連接；所述的CPU的輸出端分別連接葉輪增 氧機和耕水機并控制葉輪增氧機和耕水機的啟動或停止。

進一步的說，本發(fā)明所述的葉輪增氧機與CPU之間設(shè)置有變頻器。

再進一步的說，本發(fā)明所述的CPU定時啟動耕水機工作；并且當水體溶解 氧濃度達到設(shè)定的上限值時CPU控制葉輪增氧機停止應急增氧，采用耕水機工 作；當水體溶解氧濃度低于設(shè)定的下限值時CPU控制葉輪增氧機啟動應急增氧。

本發(fā)明的目的是在我國水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模化、高密度化發(fā)展的前提下，為進一 步提高水產(chǎn)養(yǎng)殖工作效率和安全性，把葉輪增氧機和耕水機兩種增氧方式相結(jié) 合，利用自然界的風能、太陽能等，發(fā)揮兩種增氧設(shè)備的優(yōu)點，以較低的電力 消耗達到增氧目的，系統(tǒng)采用無人值守控制，節(jié)約了人力成本和電力資源。

本發(fā)明的有益效果是：

1、整個系統(tǒng)采用全自動智能化控制，既節(jié)約了人力成本，又提高了增氧系 統(tǒng)的可靠性和安全性；

2、系統(tǒng)采用多途徑增氧，充分發(fā)揮葉輪增氧機應急變頻增氧和耕水機白天 高效利用自然界太陽能、風能增氧的優(yōu)點，與傳統(tǒng)單一增氧方式相比大幅節(jié)約 了電能；

3、應急增氧依據(jù)養(yǎng)殖池水體溶解氧濃度變化緩慢、慣性大的特點，采用模 糊化智能變頻控制，保證了增氧過程的平穩(wěn)，節(jié)約了電能。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式