一种大型养殖池塘多增氧机联动智能控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及大型养殖池塘，属于智能化养殖领域。一种大型养殖池塘多增氧机联动智能控制装置，其特征在于：包括设置在大型养殖池塘内各处的溶解氧传感器，及多台增氧机，所述溶解氧传感器与每台增氧机上均设置有ZigBee通讯模块，组成通讯子网，其中一台增氧机或溶解氧传感器作为子网汇聚节点，接收或发送通讯子网内各机器的数据，并通过设置在所述子网汇聚节点上的外网通讯模块，和连接的外部网关节点通讯，所述外部网关节点连接控制器，将通讯子网的数据传送至控制器或将控制器的控制信号传送给通讯子网，进一步传送至通讯子网的不同的增氧机，所述控制器通过分析养殖池塘的各处的环境水质参数后，打开或者关闭整体或某台增氧机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及养殖池塘的增氧机智能控制领域，尤其涉及一种大型养殖池塘多增氧机联动智能控制装置。
技术介绍
生产养殖实践中，水体溶解氧含量的多少直接影响到养殖效益的好坏，过高或过低对水产动物都是不利的。目前，在对虾的淡水养殖过程中，水体增氧一般根据经验，随意性较大。对于对虾来说，由于活动范围小，一般不超过六米，缺氧的区域将会对其生长带来很大的影响，由于增氧不及时而造成养殖损失的现象时有发生。而全天增氧也并不能带来最优的效果，不仅浪费资源，还不能达成最好的增氧效果，实践验证间歇式的增氧反而效果更好。传统的解决方法是人工定时巡查进行增氧，加大了人力，且也并不能保证能达到最优的效果。近年来，市场上已经有一些水产养殖监控系统，但是这些系统基本上都是考虑和针对小型水产养殖中的水质检测问题，并没有考虑到大型养殖池塘，一台增氧机达不到效果，需要多台增氧机的情况，多台增氧机如何进行联动控制从而达到最优效果，并没有一个可行的方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种大型养殖池塘多增氧机联动智能控制装置，解决现在没有针对多台增氧机进行联动控制从而达到最优效果的
方案的缺陷。技术方案一种大型养殖池塘多增氧机联动智能控制装置，其特征在于：包括设置在大型养殖池塘内各处的溶解氧传感器，及多台增氧机，所述溶解氧传感器与每台增氧机上均设置有ZigBee通讯模块，组成通讯子网，其中一个溶解氧传感器作为子网汇聚节点，接收或发送通讯子网内各机器的数据，并通过设置在所述子网汇聚节点上的外网通讯模块，和连接的外部网关节点通讯，所述外部网关节点连接控制器，将通讯子网的数据传送至控制器或将控制器的控制信号传送给通讯子网，进一步传送至通讯子网的不同的增氧机，所述控制器通过分析全部所述溶解氧传感器传送的整个养殖池塘的各处的环境水质参数后，将对多台增氧机的不同的控制信号通过外部网关和通讯子网传送至增氧机，打开或者关闭某台增氧机。所述溶解氧传感器采用带温度补偿的溶解氧探头。所述子网汇聚节点上的外网通讯模块采用GPRS通讯模块,外部网关节点采用GPRS网关。所述控制器使用基于簇树结构的ZigBee多跳路由选择算法向底层的其中一台增氧机发送控制命令，为控制命令选择一条能耗少，时延短的通信链路。所述增氧机采用5V的继电器驱动220V的继电开关，再由继电开关驱动380V的接触器来驱动380V的增氧机开关，利用工作端的电流或电压互感器来获取增氧机的开启或关闭状态。所述增氧机开关还连接有防浪涌电路。所述控制器包括控制数据模块,所述控制数据模块包括养殖品种选择子模块和养殖品种增氧控制算法数据库子模块。有益效果本专利技术的方案通过将设置在大型池塘内各处的溶解氧传感器和多台增氧机组成基于ZigBee的池塘通讯子网,再通过子网汇聚节点与外网通讯,可以将池塘水质分析和增氧放在与外网连接的控制器上,实现对于大型池塘的最优化和联动集中控制,且在控制器上能够通过设置的控制数据模块实现针对不同养殖品种的增氧控制。附图说明图1为本专利技术的装置的电路连接结构示意框图；图2为本专利技术的装置的无线通讯系统示意图；图3为本专利技术的控制器的增氧过程的步骤示意。其中：1-增氧机，2-隔离保护装置，3-配电系统，4-电源模块，5-控制器，6-液晶显示屏，7-A/D转换模块，8-在线式溶解氧和温度传感器，9-池塘通讯子网，10-外部网关节点，11-调制解调器，12-中心网关节点，91-3#水质监测仪器，92-1#水质监测仪器，93-2#水质监测仪器，94-4#水质监测仪器，95-1#增氧机，96-2#增氧机。具体实施方式下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本专利技术。为实现在大型池塘内设置的多台增氧机进行联动控制,本专利技术提出一种大型养殖池塘多增氧机联动智能控制装置，通过将设置在大型池塘内各处的溶解氧传感器和多台增氧机组成基于ZigBee的池塘通讯子网,再通过子网汇聚节点与外网通讯,可以将池塘水质分析和增氧放在与外网连接的控制器上,
从而实现对于大型池塘的最优化和联动集中控制。本专利技术的装置包括设置在大型养殖池塘内各处的溶解氧传感器，及多台增氧机，所述溶解氧传感器与每台增氧机上均设置有ZigBee通讯模块，组成通讯子网，其中一台增氧机或溶解氧传感器作为子网汇聚节点，接收或发送通讯子网内各机器的数据，并通过设置在所述子网汇聚节点上的外网通讯模块，和连接的外部网关节点通讯，所述外部网关节点连接控制器，将通讯子网的数据传送至控制器或将控制器的控制信号传送给通讯子网，进一步传送至通讯子网的不同的增氧机，所述控制器通过分析全部所述溶解氧传感器传送的整个养殖池塘的各处的环境水质参数后，将对多台增氧机的不同的控制信号通过外部网关和通讯子网传送至增氧机，打开或者关闭某台增氧机。所述溶解氧传感器可以采用在线式溶解氧和温度传感器，选择带温度补偿的溶解氧探头，要求传感器的线长不得短于10米(可以延长到15米)，采用数字信号传输，接口为RS485接口，供电电压为5V。所述控制器可以采用MCU,如MSP430芯片，为了能够存储专家控制模型和模糊控制算法，板级存储要求扩充到2M。主控板除接入溶解氧、温度两路传感器信号以外，要求有一路控制信号输出以及一路电流或电压互感信号的接入(主要用于获取增氧机是否开启的状态，该状态可通过MSP430板子上的ADC模块采集并判断)、同时利用SPI扩展ZigBee(2.4GHz)和GPRS通信模块接口各一个。多台增氧机实现联动控制，可以分为两种情况：(1)、控制器或控制中心分析控制开启或者关闭一台或者所有增氧机；具有GPRS通信功能的传感器浮标将采集的数据发送到控制器或控制中心的数据库后，控制器或控制中心通过分析整个养殖环境水质参数等信息就可以通过GPRS传送至增氧机，进而打开或者关闭某台增氧机或者全部增氧机。(2)、控制器或控制中心向特定增氧机发送控制命令；当决策出需要操作具体某台增氧机时，控制器或控制中心使用基于簇树结构的ZigBee多跳路由选择算法向底层的某台特定的增氧机发送控制命令，为控制命令选择一条能耗少，时延短的通信链路，完成控制命令的传输。增氧机采用闭环式控制电路，考虑到增氧机一般采用的三相的380V电路，闭环系统中的控制电路采用5V的继电器驱动220V的继电开关，再有220V驱动380V的接触器来驱动380V的增氧机开关，然后利用工作端的电流或电压互感器来获取增氧机是否开启的状态。整个装置系统通过实时采集溶解氧和温度数据，通过控制器或控制中心的控制数据模块内设置的专家模型，用模糊控制算法智能化控制增氧机的增氧，并利用互感器获取增氧机的状态信号，实现闭环控制。整个闭环控制系统中必须有防浪涌设计，防止增氧机的启停对整个控制系统造成破坏。专家模型控制算法是根据养殖的不同品种，如南美白对虾、罗氏沼虾以及中华绒螯蟹等不同养殖品种对增氧的不同需求，建立的不同的增氧专家规则库和专家模型，通过专家模型实现在本装置系统上对于不同养殖品种的增氧控制算法。本装置通过控制器扩展的ZigBee(2.4GHz)模块接口和GPRS模块接口，外接ZigBee通信模块和GPRS通信模块与通讯子网进行数据交互和通信。控制器或控制中心采用两种无线通信模式主要是考虑到大型养殖场可以构建内部的多层次本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型养殖池塘多增氧机联动智能控制装置，其特征在于：包括设置在大型养殖池塘内各处的溶解氧传感器，及多台增氧机，所述溶解氧传感器与每台增氧机上均设置有ZigBee通讯模块，组成通讯子网，其中一个溶解氧传感器作为子网汇聚节点，接收或发送通讯子网内各机器的数据，并通过设置在所述子网汇聚节点上的外网通讯模块，和连接的外部网关节点通讯，所述外部网关节点连接控制器，将通讯子网的数据传送至控制器或将控制器的控制信号传送给通讯子网，进一步传送至通讯子网的不同的增氧机，所述控制器通过分析全部所述溶解氧传感器传送的整个养殖池塘的各处的环境水质参数后，将对多台增氧机的不同的控制信号通过外部网关和通讯子网传送至增氧机，打开或者关闭某台增氧机。

【技术特征摘要】
1.一种大型养殖池塘多增氧机联动智能控制装置，其特征在于：包括设置在大型养殖池塘内各处的溶解氧传感器，及多台增氧机，所述溶解氧传感器与每台增氧机上均设置有ZigBee通讯模块，组成通讯子网，其中一个溶解氧传感器作为子网汇聚节点，接收或发送通讯子网内各机器的数据，并通过设置在所述子网汇聚节点上的外网通讯模块，和连接的外部网关节点通讯，所述外部网关节点连接控制器，将通讯子网的数据传送至控制器或将控制器的控制信号传送给通讯子网，进一步传送至通讯子网的不同的增氧机，所述控制器通过分析全部所述溶解氧传感器传送的整个养殖池塘的各处的环境水质参数后，将对多台增氧机的不同的控制信号通过外部网关和通讯子网传送至增氧机，打开或者关闭某台增氧机。2.如权利要求1所述的大型养殖池塘多增氧机联动智能控制装置，其特征在于：所述溶解氧传感器采用带温度补偿的溶解氧探头。3.如权利要求1所述的大型养殖池塘多增氧机联动智能控制装置，其特征在于：所述子网汇聚节点上的外网通讯模块采用GPRS通讯模块,外部网关节点采用G...

【专利技术属性】
技术研发人员：简玉梅，阮麟杰，张登珠，洪晴骏，赵旭东，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海;31