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      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的制造方法

      文檔序號(hào):9603341閱讀:414來(lái)源:國(guó)知局
      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的制造方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001] 本發(fā)明涉及高密度規(guī)?;a(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(jī)和耕水機(jī)多途徑節(jié)約型智能增氧方法及其裝置。
      【背景技術(shù)】
      [0002] 我國(guó)已成為世界上水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模最大的國(guó)家,傳統(tǒng)的小規(guī)模依靠天然資源養(yǎng)殖方 式在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中迅速淘汰。高密度規(guī)?;撬a(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展的趨勢(shì)。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(guó)規(guī)?;a(chǎn)養(yǎng)殖主要依靠人工經(jīng)驗(yàn)控制增氧,存在 安全系數(shù)低、浪費(fèi)人力資源和增氧效率低的特點(diǎn)。當(dāng)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(shí)極易引起魚(yú)蝦的大面積死亡,帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)水體溶解 氧濃度含量較高時(shí)繼續(xù)應(yīng)急增氧,則增氧效率低下,浪費(fèi)電力資源。近年從日本引進(jìn)技術(shù)生 產(chǎn)的耕水機(jī)可以以極低的功率(幾十瓦)攪動(dòng)水體,使水體上下循環(huán),一方面當(dāng)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(lèi)通過(guò)光合作用釋放氧氣,可以大幅提高水體溶解氧含量。耕水機(jī)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(jī)不能應(yīng)急增氧,而且受到天氣變化的 制約,在增氧控制中不能單獨(dú)使用,這也是耕水機(jī)難以大面積推廣的主要原因。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)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(gè)白天主要依靠耕水機(jī)增氧,應(yīng)急情況下依靠葉輪增氧機(jī)增氧的多途徑自 動(dòng)化增氧系統(tǒng)。
      [0004] 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(yīng)用 于水產(chǎn)養(yǎng)殖中增加水體溶解氧含量;包括以下步驟:
      [0005] 1)各養(yǎng)殖池水體溶解氧濃度采用無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多點(diǎn)無(wú)線測(cè)量,節(jié)點(diǎn)把測(cè)量數(shù) 據(jù)通過(guò)簇首傳送給基站;
      [0006] 2)基站把測(cè)量數(shù)據(jù)融合,信號(hào)放大后傳送給CPU;
      [0007] 3)CPU根據(jù)測(cè)量值與設(shè)定的上下限值開(kāi)啟或關(guān)閉葉輪增氧機(jī)應(yīng)急增氧。
      [0008] 進(jìn)一步的說(shuō),本發(fā)明所述的步驟3)中,應(yīng)急增氧采用模糊變頻控制,當(dāng)水體溶解 氧濃度達(dá)到設(shè)定的上限值時(shí)停止應(yīng)急增氧,采用耕水機(jī)工作;當(dāng)水體溶解氧濃度低于設(shè)定 的下限值時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急增氧。
      [0009] 再進(jìn)一步的說(shuō),本發(fā)明所述的步驟1)中網(wǎng)絡(luò)采用低能量自適應(yīng)分群分層協(xié)議,簇 首首先通過(guò)肖維涅準(zhǔn)則判斷有無(wú)失真數(shù)據(jù),如有刪除后再對(duì)傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合,由簇 首再向基站轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)各節(jié)點(diǎn)把測(cè)量數(shù)據(jù)匯聚到簇首后,簇首采用加權(quán)平均公式
      對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合;其中Xl為第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的測(cè)量值,βi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。
      [0010] 同時(shí),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(gè)分布 在養(yǎng)殖池中的無(wú)線測(cè)量節(jié)點(diǎn);所述的無(wú)線測(cè)量節(jié)點(diǎn)形成簇并具有簇首;所述的無(wú)線測(cè)量節(jié) 點(diǎn)通過(guò)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(guò)無(wú)線通信協(xié)議與 CHJ連接;所述的CPU的輸出端分別連接葉輪增氧機(jī)和耕水機(jī)并控制葉輪增氧機(jī)和耕水機(jī) 的啟動(dòng)或停止。
      [0011] 進(jìn)一步的說(shuō),本發(fā)明所述的葉輪增氧機(jī)與CPU之間設(shè)置有變頻器。
      [0012] 再進(jìn)一步的說(shuō),本發(fā)明所述的CPU定時(shí)啟動(dòng)耕水機(jī)工作;并且當(dāng)水體溶解氧濃度 達(dá)到設(shè)定的上限值時(shí)CPU控制葉輪增氧機(jī)停止應(yīng)急增氧,采用耕水機(jī)工作;當(dāng)水體溶解氧 濃度低于設(shè)定的下限值時(shí)CPU控制葉輪增氧機(jī)啟動(dòng)應(yīng)急增氧。
      [0013] 本發(fā)明的目的是在我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)?;?、高密度化發(fā)展的前提下,為進(jìn)一步提高 水產(chǎn)養(yǎng)殖工作效率和安全性,把葉輪增氧機(jī)和耕水機(jī)兩種增氧方式相結(jié)合,利用自然界的 風(fēng)能、太陽(yáng)能等,發(fā)揮兩種增氧設(shè)備的優(yōu)點(diǎn),以較低的電力消耗達(dá)到增氧目的,系統(tǒng)采用無(wú) 人值守控制,節(jié)約了人力成本和電力資源。
      [0014] 本發(fā)明的有益效果是:
      [0015] 1、整個(gè)系統(tǒng)采用全自動(dòng)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;
      [0016] 2、系統(tǒng)采用多途徑增氧,充分發(fā)揮葉輪增氧機(jī)應(yīng)急變頻增氧和耕水機(jī)白天高效利 用自然界太陽(yáng)能、風(fēng)能增氧的優(yōu)點(diǎn),與傳統(tǒng)單一增氧方式相比大幅節(jié)約了電能;
      [0017] 3、應(yīng)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(diǎn),采用模糊化智 能變頻控制,保證了增氧過(guò)程的平穩(wěn),節(jié)約了電能。
      【附圖說(shuō)明】
      [0018] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
      [0019] 圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0020] 現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的 示意圖,僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu),因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
      [0021] 如圖1所示,各養(yǎng)殖池水體溶解氧濃度采用多點(diǎn)無(wú)線測(cè)量,節(jié)點(diǎn)把測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò) 簇首傳送給基站,基站把測(cè)量數(shù)據(jù)融合,信號(hào)放大后傳送給CPU,CPU根據(jù)測(cè)量值與設(shè)定的 上下限值(水體溶解氧濃度達(dá)到上限值停止應(yīng)急增氧,低于下限值啟動(dòng)應(yīng)急增氧)開(kāi)啟和 關(guān)閉葉輪增氧機(jī)應(yīng)急增氧,應(yīng)急增氧采用模糊變頻控制,保證了增氧過(guò)程的平穩(wěn)和節(jié)能。 CHJ根據(jù)時(shí)間白天定時(shí)啟動(dòng)耕水機(jī)攪動(dòng)水體,利用自然界的風(fēng)能、太陽(yáng)能提高養(yǎng)殖池水體溶 解氧含量。
      [0022] CPU采用P89LPC938微處理器。變頻器采用三菱公司FR-S520SE-1. 5-CHT,耕水機(jī) 采用珠海風(fēng)光耕水環(huán)保有限公司的GYS-60型耕水機(jī),葉輪增氧機(jī)采用金湖小青青機(jī)電設(shè) 備有限公司的YL-1. 5型。
      [0023] 無(wú)線通信協(xié)議采用低能量自適應(yīng)分群分層協(xié)議(LEACH),葉輪增氧機(jī)控制根據(jù)養(yǎng) 殖池水體溶解氧濃度變化緩慢,慣性大的特點(diǎn),采用模糊變頻控制,控制過(guò)程中根據(jù)溶解氧 濃度高低智能化改變加權(quán)因子。
      [0024] 水體溶解氧濃度采用無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)測(cè)量,網(wǎng)絡(luò)采用低能量自適應(yīng)分群分層協(xié)議 (LEACH),簇首首先通過(guò)肖維涅準(zhǔn)則判斷有無(wú)失真數(shù)據(jù),如有刪除后再對(duì)傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行 融合,由簇首再向基站轉(zhuǎn)發(fā)。數(shù)據(jù)融合的主要目的是節(jié)省能量、增強(qiáng)采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和提 高采集效率。數(shù)據(jù)融
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