[發明專利]水產養殖環境和水質多參量控制系統

有效

• 申請號: 202110637607.0
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN113391666B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 鄒國華;張勝茂;宋煒
• 申請（專利權）人: 上海峻鼎漁業科技有限公司;上海漁聯網科技有限公司
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 喬浩剛

1.水產養殖環境和水質多參量控制系統，其特征在于，包括：監測子系統和中控子系統，其中監測子系統與中控子系統通信連接；

其中監測子系統包括環境監測子系統和水質監測子系統；

環境監測子系統用于采集水產養殖區域的環境監測數據，并將采集到的環境監測數據傳輸到中控子系統；

水質監測子系統用于采集水產養殖區域的水質監測數據，并將采集到的水質監測數據傳輸到中控子系統；

中控子系統用于對采集的環境監測數據和水質監測數據進行處理，將環境監測數據和水質監測數據與設定的標準范圍進行比對，當環境監測數據和水質監測數據超出標準范圍時，根據超出標準的監測數據類型向相應的調控設備發出控制指令，由調控設備執行接收到的控制指令對水產養殖區域的水質或環境進行調控；

其中，監測子系統包括匯聚節點和多個傳感器節點，其中傳感器節點用于采集水產養殖區域的環境監測數據或水質監測數據，匯聚節點用于收集傳感器節點采集的環境監測數據或水質監測數據，并統一傳輸至中控子系統；

傳感器節點通過一跳或多跳的數據傳輸方式將采集的環境監測數據或水質監測數據傳輸到匯聚節點，具體包括：

當匯聚節點處于傳感器節點設定的一跳通信范圍內時，傳感器節點直接將采集到的環境監測數據或水質監測數據直接傳輸到匯聚節點；

當匯聚節點處于傳感器節點設定的一跳通信范圍外時，傳感器節點從其一跳通信范圍內的鄰域傳感器節點中，選擇一個通信優勢更佳的傳感器節點作為下一跳節點，并將自身采集的環境監測數據或水質監測數據傳輸到下一跳節點，由下一跳節點進一步將環境監測數據或水質監測數據進行轉發，直到將該環境監測數據或水質監測數據傳輸至匯聚節點；

其中，選擇一個通信優勢更佳的傳感器節點作為下一跳節點，具體包括：

向一跳通信范圍內的鄰域傳感器節點發送通信優勢值獲取請求，并接收由鄰域傳感器節點反饋的通信優勢值；

根據鄰域傳感器節點的通信優勢值，從通信優勢值最大的N個鄰域傳感器節點中隨機選擇一個作為下一跳節點；

鄰域傳感器在接收到優勢值獲取請求時，計算自身的通信優勢值，并將通信優勢值反饋給該發送通信優勢值獲取請求的傳感器節點；

其中通信優勢值計算函數為：

式中，Y_A表示鄰域節點A的通信優勢值，R_A表示鄰域節點A的一跳通信半徑，L_Δ表示鄰域節點A與匯聚節點的距離，L_jΔ表示發起通信優勢值獲取請求的傳感器節點與匯聚節點之間的距離，N_t表示在當前時刻t鄰域節點A被作為其他傳感器節點的下一跳節點的數量，N′表示鄰域節點設定的最佳接入節點數量，N_A表示鄰域節點A一跳通信范圍內的鄰域傳感器節點的數量；N_i表示鄰域傳感器節點A的第i個鄰域傳感器節點的一跳通信范圍內的鄰域傳感器節點數量；表示第一優勢判斷函數，當R_A-L_Δ≤0時，當R_A-L_Δ＞0時，表示第二優勢判斷函數，當L_Δ-L_iΔ＜0時，當L_Δ-L_jΔ≥0時，表示第三優勢判斷函數，當N_t-N′＞0時，當N_t-N′≤0時，表示第四優勢判斷函數，當時，當時，ω₁表示第一優勢權重，其中ω₁∈[3，4]，ω₂表示第二優勢權重，其中ω₂∈[2，3]，ω₃表示第三優勢權重，其中ω₃∈[2，3]，ω₄表示第四優勢權重，其中ω₄∈[1，2]。

2.根據權利要求1所述的水產養殖環境和水質多參量控制系統，其特征在于，中控子系統還通過無線網絡與管理終端連接；

中控子系統還用于將采集的環境監測數據和水質監測數據傳輸到管理終端，由管理終端對環境監測數據和水質監測數據進行可視化展示或分類存儲管理。

3.根據權利要求1所述的水產養殖環境和水質多參量控制系統，其特征在于，中控子系統通過物聯網與調控設備連接，通過物聯網傳輸方式將控制指令傳輸到相應的調控設備。

4.根據權利要求1所述的水產養殖環境和水質多參量控制系統，其特征在于，環境監測子系統包括空氣溫度傳感器、水溫傳感器、光照傳感器和氣象傳感器；

水質監測子系統包括PH值傳感器和溶解氧傳感器；

其中每個傳感器節點設置有一個環境監測子系統或水質監測子系統的傳感器。