一种太阳能自主移动式增氧系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于水产养殖的太阳能自主移动式增氧系统，包括太阳能自主移动式增氧机、GPS导航模块、溶解氧检测模块；所述太阳能自主移动式增氧机中，中央控制器分别连接带孔明轮增氧推进器、上位机、无线数传接收器、GPS导航模块，用于获取溶解氧传感器的信息，定位导航，并驱动带孔明轮增氧推进器的运转，进而自动实现对养殖水域溶解氧不足区域的增氧；本发明专利技术是自主移动式的，无需任何人工操作，节省劳力物力；增氧机的明轮增氧推进器既能增氧，又能提供整个增氧机的推动力，可以有效节省作业船的空间；此外，增氧机的动力来自太阳能供电系统，无需外部充电，而且在晚上和阴雨天也能正常工作，自动化程度高。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能自主移动式增氧系统
本专利技术涉及一种水体增氧装置，特别是涉及一种用于水产养殖的太阳能自主移动式增氧系统。
技术介绍
我国是水产养殖世界大国，仅池塘养殖面积就达到约2000万亩，养殖产量位居世界第一位。近来，随着我国水产养殖面积和养殖密度不断扩大，天气条件越来越恶劣，水产品对溶解氧的要求越来越高，低溶解氧使之呼吸加快，再低则浮头，甚至死亡。一般情况下，鱼塘缺氧往往是在夜间，特别是黎明气压低时，溶氧最低，养殖户为观察鱼群而彻夜坚守，增氧机的目的主要是向水体增加溶氧，它可综合利用物理、化学和生物等功能，不但可以解决池塘养殖中因为缺氧而产生的鱼浮头的问题，而且可以消除有害气体，促进水体对流交换，改善水质条件，提高鱼塘活性和初级生产率，从而可提高放养密度，增加养殖对象的摄食强度，促进生长，使亩产大幅提高，充分达到养殖增收的目的。增氧机种类很多，主要有叶轮增氧机、水车式增氧机、充气式增氧机、喷水式增氧机等。现有传统的增氧机主要都是定点增氧，增氧机固定在养殖池塘中的某个位置，呈现出离增氧装置越远，增氧效果越弱的趋势。为了比较均匀地给池塘的各个区域增氧，需要间隔均匀地配置多台增氧机，设施的投入较大，给渔民造成了较大的负担。目前，市场上存在少量的移动式增氧机，也仅仅是一些遥控式，或者半自动式的，需要人为的进行遥控以及蓄电池的充电。例如专利申请CN103039397A依赖外接电源和电线供电，但是没有解决动力供应的问题；专利申请CN202476286U尽管采用太阳能供电，但是其增氧机并不具有节能的自主移动增氧的功能，也不具备有效针对性的增氧的能力，在现有水产养殖模式下，水产品对溶解氧的要求较高，依赖性较强，溶氧量不足会大大降低水产品产量。因此，针对上述增氧机存在的缺陷与不足，开发一种太阳能自主移动式的增氧机具有很高的实用价值。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题以及所存在的不足，提出了一种既能有针对性的为养殖水域增氧，又能为整个增氧机提供推动力的太阳能自主移动式增氧系统，该系统智能化高，具有高度自主性搜索导航能力。为达到上述目的，本专利技术是这样实现的：一种太阳能自主移动式增氧系统，包括太阳能自主移动式增氧机、GPS导航模块、溶解氧检测模块；所述太阳能自主移动式增氧机包括船体，以及设置在船体上的带孔明轮增氧推进器、太阳能供电系统、上位机、中央控制器、无线数传接收器；所述中央控制器分别连接带孔明轮增氧推进器、上位机、无线数传接收器、GPS导航模块，用于获取溶解氧传感器的信息，定位导航，并驱动带孔明轮增氧推进器的运转，进而自动实现对养殖水域溶解氧不足区域的增氧；所述带孔明轮增氧推进器用于增氧，又用于提供整个增氧机的推动力，包括电机控制器、直流减速电机、带孔明轮，所述电机控制器连接控制直流减速电机，所述直流减速电机通过联轴器连接固定在带孔明轮的中心轴架上；所述太阳能供电系统包括太阳能电池板、充放电控制器、蓄电池、电源管理系统，所述充放电控制器分别和太阳能电池板、蓄电池、电源管理系统相连，一方面用于控制整个太阳能供电系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电，过放电保护；另一方面分别用于为电机控制器、GPS导航模块、中央控制器、无线数传接收器提供所需电源；所述上位机用于将养殖水域内设置为增氧区域的溶解氧传感器模块的经纬度信息写入中央控制器；所述无线数传接收器用于接收溶解氧检测模块中的溶解氧传感器的采集信息；所述GPS导航模块用于确定船体的姿态，为太阳能自主移动式增氧机提供导航信息；所述溶解氧检测模块用于获取所在水域内的溶氧度信息，并将太阳能自主移动式增氧机所需行进目标点发送给无线数传接收器。作为本专利技术的进一步改进，所述船体为双体船型。作为本专利技术的进一步改进，所述带孔明轮位于所述船体两侧，为双叶明轮，双叶明轮之间为中心轴架，每个带孔明轮上均匀分布有六个大小尺寸相同的圆孔。作为本专利技术的进一步改进，所述带孔明轮在船体两侧转速相同、旋转方向一致时，增氧机则向前或向后行驶；当其旋转方向相反时，则增氧机作原地旋转运动，用于实现深度增氧。作为本专利技术的进一步改进，所述溶解氧检测模块包括小型太阳能电池板、小型充放电控制器、小型蓄电池、无线数传发送器、溶解氧传感器，所述小型充放电控制器分别和小型太阳能电池板、小型蓄电池、无线数传发送器、溶解氧传感器相连接。作为本专利技术的进一步改进，所述溶解氧检测模块分布在养殖水域的角落、边缘、中心区域，为多个。作为本专利技术的进一步改进，所述太阳能电池板为四块，每块太阳能电池板都用支架固定于船体最上方，无线数传接收器、移动站GPS主天线、移动站GPS副天线分别固定在太阳能电池板的缝隙间的上方，中央控制器和移动站GPS接收机安装在太阳能电池板的下方阴面。作为本专利技术的进一步改进，所述GPS导航模块包括基站GPS天线、基站GPS接收机、基站电台、基站电台天线、移动站电台天线、移动站电台、移动站GPS主天线、移动站GPS副天线、移动站GPS接收机，所述基站GPS天线用于接收GPS卫星的固定点定位信息后经基站GPS接收机进行解析，并将数据发送给基站电台，基站电台天线用于向外界发送波段，经由移动站电台天线接收且由移动站电台处理，并发送给移动站GPS接收机；移动站GPS接收机用于进行定位信息的修正，移动站GPS主天线用来定位，移动站GPS副天线配合移动站GPS主天线用来定向，确定船体的姿态。作为本专利技术的进一步改进，所述中央控制器选用嵌入式ARM9内核的芯片MINI2440型开发板。本专利技术由于采取以上设计方案，当太阳能给整个系统供电，太阳能不足时，由蓄电池供电。双体浮船搭载明轮增氧推进器不仅可提供增氧机行驶的动力，还能在运行过程中有效增氧。通过布置在养殖水域相关位置的溶解氧传感器测出的溶氧度含量决定何处需要进行增氧，根据上位机的路径规划以及GPS导航模块的导航信息，经过中央控制器处理后控制明轮增氧推进器。本专利技术所述自主移动式增氧机可根据设定航迹自主完成增氧作业。本专利技术所述增氧机还可以通过太阳能板作为动力来源，无需外部电源供电。相较其它传统增氧机，该增氧机能与更广水域的水体接触、循环、促进水体对流交换，解决了养殖水域中溶氧度以增氧机为中心呈梯度分布的问题。而且实现了真正意义上的全自动控制，且在无电区域也能正常使用，本专利技术的具体有益效果表现为：1)本专利技术增氧机是自主移动式的，无需任何人工操作，节约能源，节省劳力物力，提高增氧效率。与普通的定点增氧机相比，可改善其增氧的局限性，尤其是在面积比较大的水域更能凸显其优越性。同时，增氧机按照规划好的增氧轨迹进行自主移动增氧，能够使得整个养殖区域的溶解氧含量近乎均匀分布，也有利于鱼虾蟹类的均匀分布，提高水产品的产量与质量。2)本专利技术增氧机的明轮增氧推进器既能增氧，又能提供整个增氧机的推动力，可以有效节省作业船的空间，而且不会增加其他附加增氧费用，明轮的转动和增氧机旋转深度增氧还可以促进上下水体的对流交换与循环，相较其他平面式增氧机，增氧范围更大，增氧效果更显著，实用价值更高。3)本专利技术增氧机的动力来自太阳能供电系统，无需外部充电，而且在晚上和阴雨天也能正常工作，无需人员看守，自动化程度高。附图说明图1是本专利技术的增氧机的俯视图；图2是本专利技术的是整个控制系统的控制框图；图3是本专利技术的太阳能供电系统结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能自主移动式增氧系统，其特征在于，包括太阳能自主移动式增氧机、GPS导航模块(28)、溶解氧检测模块；所述太阳能自主移动式增氧机包括船体(1)，以及设置在船体(1)上的带孔明轮增氧推进器(26)、太阳能供电系统、上位机(25)、中央控制器(5)、无线数传接收器(3)；所述中央控制器(5)分别连接带孔明轮增氧推进器(26)、上位机(25)、无线数传接收器(3)、GPS导航模块(28)，用于获取溶解氧传感器(35)的信息，定位导航，并驱动带孔明轮增氧推进器(26)的运转，进而自动实现对养殖水域溶解氧不足区域的增氧；所述带孔明轮增氧推进器(26)用于增氧，又用于提供整个增氧机的推动力，包括电机控制器(14)、直流减速电机(13)、带孔明轮(10)，所述电机控制器(14)连接控制直流减速电机(13)，所述直流减速电机(13)通过联轴器(12)连接固定在带孔明轮(10)的中心轴架(11)上；所述太阳能供电系统包括太阳能电池板(7)、充放电控制器(16)、蓄电池(15)、电源管理系统，所述充放电控制器(16)分别和太阳能电池板(7)、蓄电池(15)、电源管理系统相连，一方面用于控制整个太阳能供电系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电，过放电保护；另一方面分别用于为电机控制器(14)、GPS导航模块(28)、中央控制器(5)、无线数传接收器(3)提供所需电源；所述上位机(25)用于将养殖水域内设置为增氧区域的溶解氧传感器模块的经纬度信息写入中央控制器(5)；所述无线数传接收器(3)用于接收溶解氧检测模块中的溶解氧传感器(35)的采集信息；所述GPS导航模块(28)用于确定船体(1)的姿态，为太阳能自主移动式增氧机提供导航信息；所述溶解氧检测模块用于获取所在水域内的溶氧度信息，并将太阳能自主移动式增氧机所需行进目标点发送给无线数传接收器(3)。...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能自主移动式增氧系统，其特征在于，包括太阳能自主移动式增氧机、GPS导航模块(28)、溶解氧检测模块；所述太阳能自主移动式增氧机包括船体(1)，以及设置在船体(1)上的带孔明轮增氧推进器(26)、太阳能供电系统、上位机(25)、中央控制器(5)、无线数传接收器(3)；所述中央控制器(5)分别连接带孔明轮增氧推进器(26)、上位机(25)、无线数传接收器(3)、GPS导航模块(28)，用于获取溶解氧传感器(35)的信息，定位导航，并驱动带孔明轮增氧推进器(26)的运转，进而自动实现对养殖水域溶解氧不足区域的增氧；所述带孔明轮增氧推进器(26)用于增氧，又用于提供整个增氧机的推动力，包括电机控制器(14)、直流减速电机(13)、带孔明轮(10)，所述电机控制器(14)连接控制直流减速电机(13)，所述直流减速电机(13)通过联轴器(12)连接固定在带孔明轮(10)的中心轴架(11)上；所述太阳能供电系统包括太阳能电池板(7)、充放电控制器(16)、蓄电池(15)、电源管理系统，所述充放电控制器(16)分别和太阳能电池板(7)、蓄电池(15)、电源管理系统相连，一方面用于控制整个太阳能供电系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电，过放电保护；另一方面分别用于为电机控制器(14)、GPS导航模块(28)、中央控制器(5)、无线数传接收器(3)提供所需电源；所述上位机(25)用于将养殖水域内设置为增氧区域的溶解氧传感器模块的经纬度信息写入中央控制器(5)；所述无线数传接收器(3)用于接收溶解氧检测模块中的溶解氧传感器(35)的采集信息；所述GPS导航模块(28)用于确定船体(1)的姿态，为太阳能自主移动式增氧机提供导航信息；所述溶解氧检测模块用于获取所在水域内的溶氧度信息，并将太阳能自主移动式增氧机所需行进目标点发送给无线数传接收器(3)；所述船体(1)为双体船型；所述带孔明轮(10)在船体(1)两侧转速相同、旋转方向一致时，增氧机则向前或向后行驶；当其旋转方向相反时，则增氧机作原地旋转运动。2.根据权利要求1所述的太阳能自主移动式增氧系统，其特征在于，所述带孔明轮(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵德安，刘会贵，张云，蒋建明，孙月平，洪剑青，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32