[發(fā)明專利]一種蝦養(yǎng)殖水池環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011535484.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN112763675A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬陸咀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 馬陸咀
• 主分類號(hào): G01N33/18
• 分類號(hào): G01N33/18;G01N27/30;G01N27/32;G01N27/36;H04L29/06;H04L29/08;G06N3/08
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1.一種蝦養(yǎng)殖水池環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：包括傳感器組件、數(shù)據(jù)融合單元、計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)計(jì)算單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和數(shù)據(jù)顯示單元，其中所述傳感器組件的輸出端與數(shù)據(jù)融合單元的輸入端連接，所述數(shù)據(jù)融合單元的輸出端與計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)的輸入端連接，所述計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)還分別與數(shù)據(jù)計(jì)算單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和數(shù)據(jù)顯示單元連接，其中：

所述傳感器組件至少包括分布式設(shè)置在蝦養(yǎng)殖水池中不同位置的溫度傳感器、濕度傳感器、溶解氧傳感器、PH測試電極、硫化氫傳感器、光照傳感器、氨氮傳感器和亞硝酸鹽傳感器；并且所述傳感器組件連接有無人機(jī)UAN傳感網(wǎng)絡(luò)；

所述PH測試電極輸出為豪伏級(jí)電壓信號(hào)，采用正負(fù)5V供電的運(yùn)算放大器構(gòu)成3級(jí)電路，第1級(jí)將PH測試電極輸出與電壓跟隨器相連，目的是提高測量電路的輸入阻抗和隔離前后級(jí)電路的影響；第2級(jí)將PH測試電極輸出信號(hào)濾波放大；第3級(jí)將放大后的信號(hào)調(diào)整為0-3.3V，以滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入范圍,PH值調(diào)理電路輸出電壓為：

其中，Vin為PH測試電極輸出電壓；Rp為可調(diào)電阻，R2-R7為固定電阻；

所述PH測試電極用于測量水池酸堿度，其電極由甘汞電極和玻璃電極組成，玻璃電極的頭部球泡由特殊的敏感薄膜制成，所述薄膜僅對(duì)氫離子敏感，在測量中作為指示電極，甘汞電極作為參考電極，利用指示電極和參考電極的電勢(shì)與水池酸堿度建立關(guān)系；

所述數(shù)據(jù)融合單元包括無線數(shù)據(jù)接口或者有線數(shù)據(jù)接口，所述數(shù)據(jù)融合單元還包括第一融合模塊、第二融合模塊、第三融合模塊和第四融合模塊，其中所述第一融合模塊包括集中式融合模塊，所述第二融合模塊包括分散式融合模塊，所述第三融合模塊包括分級(jí)融合模塊，所述第四融合模塊為反饋式分級(jí)融合模塊；

所述計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)設(shè)置有大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，用于實(shí)現(xiàn)多種不同傳感器數(shù)據(jù)類型的計(jì)算和處理，所述大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)設(shè)置有數(shù)據(jù)集成層、文件存儲(chǔ)層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、數(shù)據(jù)模型層、數(shù)據(jù)分析層和應(yīng)用層；所述數(shù)據(jù)集成層的輸出端與所述文件存儲(chǔ)層的輸入端連接，所述文件存儲(chǔ)層的輸出端與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層的輸入端連接，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層的輸出端與所述數(shù)據(jù)模型層的輸入端連接，所述數(shù)據(jù)模型層的輸出端與數(shù)據(jù)分析層的輸入端連接，所述數(shù)據(jù)分析層的輸出端與所述應(yīng)用層的輸入端連接；

所述數(shù)據(jù)計(jì)算單元包括分類算法模型和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法模型，其中所述分類算法模型的輸出端與所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法模型的輸入端連接或者所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法模型的輸出端與所述分類算法模型的輸入端連接；

所述監(jiān)測系統(tǒng)還進(jìn)一步包括有控制單元，控制單元與計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)連接，控制單元包括有自動(dòng)投餌機(jī)、充氣泵等，同時(shí)，投餌機(jī)進(jìn)行投餌后2小時(shí)自動(dòng)開啟充氣泵10分鐘。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蝦養(yǎng)殖水池環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述有線數(shù)據(jù)接口至少包括RS485通信接口或RS232通信接口。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蝦養(yǎng)殖水池環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述無線通信接口至少包括TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口、ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)接口、GPRS通信模塊接口、CDMA無線通信接口、云通信模塊接口或藍(lán)牙通信模塊接口。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蝦養(yǎng)殖水池環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)連接有具有TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口、ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)接口、GPRS通信模塊接口、CDMA無線通信接口、云通信模塊接口或藍(lán)牙通信模塊接口的無線通信模塊，其中所述無線通信模塊包含物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層；其中所述TCP/IP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)至少包含有網(wǎng)卡、網(wǎng)線、集線器、中繼器或調(diào)制解調(diào)器，所述數(shù)據(jù)鏈路層至少包括網(wǎng)橋或交換機(jī)；所述網(wǎng)絡(luò)層至少包括路由器；所述通信層中還包含兩種以上的通信協(xié)議，所述通信協(xié)議至少包含兩種以上的TCP/IP、UDP、IPSec、MODBUS、MODBUS/TCP、OPC、專有協(xié)議、PROFIBUS-DP、MPI、PPI、S7、FX系列編程口和串口協(xié)議、Q系列串口4C協(xié)議和以太網(wǎng)3E協(xié)議、CC-LINK、A系列或歐姆龍HostLink協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)不同傳感器接口或通信設(shè)備的通信需求。