[發明專利]一種基于LoRa的水產養殖水文環境自動控制系統

在審

• 申請號: 201711229473.9
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107943172A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 張程澤;鐘景維;張治宇;石慶;馬保軍;劉立明;俞浩
• 申請（專利權）人: 深圳市億兆互聯技術有限公司
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙)44248
• 代理人: 趙雪佳

1.一種基于LoRa的水產養殖水文環境自動控制系統，其特征在于：包括水產養殖文化環境信息采集設備、控制設備、控制中心，其中，所述水產養殖文化環境信息采集設備定期采集水產養殖文化環境信息并通過網關上報給控制中心，所述控制中心根據收到的水產養殖文化環境信息，計算評估并控制水產養殖文化環境，如果偏離設定的閾值，發送指令給控制設備調節水產養殖文化環境。

2.根據權利要求1所述的基于LoRa的水產養殖水文環境自動控制系統，其特征在于：所述水產養殖文化環境信息采集設備包括水溫傳感器、水中含氧量傳感器、水位傳感器及LoRa通信模塊；其中，所述水溫傳感器和水中含氧量傳感器設置在水中，所述水位傳感器設置在水面上。

3.根據權利要求3所述的基于LoRa的水產養殖水文環境自動控制系統，其特征在于：水面上設有懸浮裝置，所述水產養殖文化環境信息采集設備固定在懸浮裝置上，其中，所述水溫傳感器、水中含氧量傳感器設置在LoRa通信模塊底部，所述水位傳感器設置在LoRa通信模塊頂面，所述水產養殖文化環境信息采集設備的外殼上設有將設備固定在懸浮裝置上的固定裝置。

4.根據權利要求2或3所述的基于LoRa的水產養殖水文環境自動控制系統，其特征在于：所述控制中心接收水產養殖文化環境信息采集設備采集的水位、水溫和水中含氧量數據，并計算控制參數，將輸出結果發送給控制設備，由控制設備根據各部分的輸出結果定量調節水產養殖文化環境，使其達到穩態。

5.根據權利要求4所述的基于LoRa的水產養殖水文環境自動控制系統，其特征在于：所述控制設備包括LoRa控制終端及分別與LoRa控制終端相連的供氧裝置、水溫控制裝置和進水閥門和出水閥門，其中，所述LoRa控制終端接收控制中心的輸出結果，并根據輸出結果分別定量控制供氧裝置、水溫控制裝置和進水閥門和出水閥門的調節量。

6.根據權利要求5所述的基于LoRa的水產養殖水文環境自動控制系統，其特征在于：所述控制中心處理方法包括如下步驟：

提取自動控制參數，由連續時間內的水位，水溫，水中含氧量數據，計算水位，水溫，水中含氧量三項數據的與期望值的偏差量、規定時間內的偏差量累計、偏差量變化速度；

三項數據提取到的自動控制參數，分別與水溫控制裝置，供氧裝置，水閥開關的控制模型相對應，計算得到各項數據控制設備的輸出量；

將各項數據控制設備輸出量通過網關傳送到連接水溫控制裝置，供氧裝置，水閥開關的LoRa控制終端，由LoRa控制終端控制設備做出調節。

7.根據權利要求6所述的基于LoRa的水產養殖水文環境自動控制系統，其特征在于：水位控制的輸出結果計算公式為：

f(l)=c1(ln-l0)+c2Σ1n(ln-l0)+c3(ln-l(n-1))]]>

其中，f(l)為水位控制的輸出結果，c₁,c₂,c₃為控制參數常數，l_n為收到的當前最新的一個水位數據，l₀為目標水位，l_(n-1)為上一個收到的水位數據；

水溫控制的輸出結果計算公式為：

f(t)=c1(tn-t0)+c2Σ1n(tn-t0)+c3(tn-t(n-1))]]>

其中，f(t)為水溫控制的輸出結果，c₁,c₂,c₃為控制參數常數，t_n為收到的當前最新的一個水溫數據，t₀為目標水位，t_(n-1)為上一個收到的水位數據；

水中含氧量控制輸出結果計算公式為：

f(p)=0(pn>p0)f(p)=c1(pn-p0)+c2(pn-p(n-1))(pn<=p0)]]>

其中，f(p)為水溫控制的輸出結果，c₁,c₂為控制參數常數，p_n為收到的當前最新的一個水中含氧量數據，p₀為目標水位，p_(n-1)為上一個收到的水位數據。