一种鱼菜共生智能测控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种鱼菜共生智能测控系统，所述系统包括：温室蔬菜培育系统、水产养殖系统、第一输水系统、第二输水系统、第一物联网执行器、第二物联网执行器，所述温室蔬菜培育系统包括照明/遮阳/换气设施、温室环境传感器、水耕陶粒培育设施及其液位控制模块；所述水产养殖系统包括抽水/给水/蓄水池温控/增氧设施、多参数复合水质传感器、水产养殖池及其液位控制模块；所述第一、第二输水系统分别连接所述温室蔬菜培育系统、水产养殖系统。本实用新型专利技术可以实时对鱼菜共生系统中的温室蔬菜和水产养殖环境进行在线监测，简化了布线设计，降低了养殖风险，并具有能量监测和自动诊断功能，设备工作稳定、可靠。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种鱼菜共生智能测控系统，适用于家庭及设施化工厂鱼菜共生系统建设中的智能测控。实现了传统粗放的种养殖方式向数字化科学养殖的转变，推进了物联网技术在农业养殖领域的应用。
技术介绍
鱼菜共生是一种新型的复合耕作体系，它把水产养殖与水耕栽培这两种原本完全不同的农耕技术，通过巧妙的生态设计，达到科学的协同共生，从而实现养鱼不换水而无水质忧患，种菜不施肥而正常成长的生态共生效应。在传统的水产养殖中，随着鱼的排泄物积累，水体的氨氮增加，毒性逐步增大。而在鱼菜共生系统中，水产养殖的水被输送到水耕栽培系统，由微生物细菌将水中的氨氮分解成亚硝酸盐和硝酸碱，进而被植物作为营养吸收利用。由于水耕和水产养殖技术是鱼菜共生技术的基石，鱼菜共生可以通过组合不同模式的水耕和水产养殖技术而产生多种类型的系统。虽然鱼菜共生系统是一种可持续循环型零排放的低碳生产模式，但是系统在实施过程中需要做到有理有据，需要根据种养殖类型、小气候条件、种养殖格局以及环境的动态调控等科学设计，基本实现动物、植物、微生物三者之间生态平衡关系。传统的经验种养殖方式极有可能造成种养殖资源的浪费且加剧了生产风险，随着物联网技术的飞速发展，将新技术应用到农业生产中去实现粗放种养殖向数字化种养殖的转变是新时代解决“三农”问题成功案例，更是有效解决农业生态危机的最有效方法。
技术实现思路
本技术是要解决的技术问题是：如何快速准确提取鱼菜共生系统中的生态环境参数、电机工作状态信息和场景动植物长势信息，并且通过鱼菜共生管控中心对现场多源信息进行知识决策，从而科学准确地对种养殖设备进行控制。为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案为：一种鱼菜共生智能测控系统，所述系统包括：温室蔬菜培育系统、水产养殖系统、第一输水系统、第二输水系统、第一物联网执行器、第二物联网执行器，所述温室蔬菜培育系统包括照明/遮阳/换气设施、温室环境传感器、水耕陶粒培育设施及其液位控制模块；所述水产养殖系统包括抽水/给水/蓄水池温控/增氧设施、多参数复合水质传感器、水产养殖池及其液位控制模块；所述第一、第二输水系统分别连接所述温室蔬菜培育系统、水产养殖系统，所述水产养殖池的水通过第一输水系统输送到所述水耕陶粒培育设施，所述水耕陶粒培育设施中的水经处理后通过第二输水系统返回到所述水产养殖池中；所述水耕陶粒培育设施和所述水产养殖池的所述液位控制模块分别与所述第一、第二物联网执行器连接，用以反馈底层液位水平。进一步地，所述系统还包括：物联网主控器、图像采集系统、鱼菜共生管控中心平台，所述物联网主控器与所述温室环境传感器、所述多参数复合水质传感器连接，所述图像采集装置连接到所述物联网主控器，所述物联网主控器将获取到的环境参数和设备状态信息以远程传输的方式上传到所述鱼菜共生管控中心平台，以对后台的历史数据进行数据挖掘和知识决策。进一步地，所述传感器通过RS485总线与所述物联网主控器相连。进一步地，所述多参数复合水质传感器用以实时测量所述养殖池的水质溶解氧、pH、水温、电导率、ORP和水位。进一步地，所述第一、第二物联网执行器响应任务操作指令，优化控制所述温室蔬菜培育系统中的照明/遮阳/换气设施和所述水产养殖系统中的抽水/给水/蓄水池温控/增氧设施。进一步地，所述温室环境传感器、所述多参数复合水质传感器采用基于IEEE1451标准的网络化智能传感器，利用STIM模块和电子数据表格进行传感器数据的读入和执行器参数的设定来实现传感器的“即插即用”功能，并支持RS485总线连接。本技术的有益效果主要体现在：1.本技术采用了生态环境感知传感器，由此可以实时对鱼菜共生系统中的温室蔬菜和水产养殖环境进行在线监测，精准测量的结果在最终的鱼菜共生管控平台上作为生态平衡最优化动态调控的信息处理的依据；2.本技术采用交流互感器间接测量系统中电机的工作状态，通过连接物联网执行器进行状态反馈，电机状态监测成为鱼菜共生系统故障诊断的重要手段；3.本技术采用基于IEEE1451标准的网络化智能传感器，利用STIM模块和电子数据表格进行传感器数据的读入和执行器参数的设定来实现传感器的“即插即用”功能。并支持RS485总线连接；4.本技术采用物联网与自动化控制相结合，简化了布线设计，降低了养殖风险；5.本技术支持低功耗运行，并具有能量监测和自动诊断功能；6.本技术实现标准化与规范化设计，设备工作稳定、可靠。附图说明图1为本技术的测控系统示意图。图中标记说明：1、温室蔬菜培育系统10、鱼菜共生管控中心(平台)2、水产养殖系统11、照明、遮阳、换气设施3、第一输水系统(养殖水到水耕系统)12、温室环境传感器4、第二输水系统(水耕系统到养殖水)13、水耕陶粒培育设施5、第一物联网执行器14、液位控制6、第二物联网执行器21、抽水、给水、蓄水池温控、增氧设施7、RS485总线22、多参数复合水质传感器8、物联网主控器23、水产养殖池9、图像采集系统具体实施方式下面结合附图对本技术提供的一种鱼菜共生智能测控系统的具体实施方式做详细说明。如图1所示，本技术专利包括鱼菜共生场景、物联网测控系统、鱼菜共生管控中心三大部分。一种鱼菜共生智能测控系统，由温室蔬菜培育系统1、水产养殖系统2、第一输水系统3、第二输水系统4、第一物联网执行器5、第二物联网执行器6、物联网主控器8、图像采集系统9、鱼菜共生管控中心(平台)10组成。其中，温室蔬菜培育系统1包括照明/遮阳/换气三种控制设施11、温室环境传感器12、水耕陶粒培育设施13、水耕液位控制模块，所述照明/遮阳/换气三种控制设施11都位于温室顶部，三者相互之间为平行关系。水产养殖系统2包括抽水/给水/蓄水池温控/增氧四种控制设施21、多参数复合水质传感器22、水产养殖池23和养殖池液位控制模块24，所述抽水和增氧控制设施安装在所述养殖池23中，所述给水和蓄水池温控控制设施分别安装在蓄水池中。在这个鱼菜共生系统中，一方面水产养殖池23的水通过第一输水系统3输送到温室蔬菜培育系统，并且由水耕陶粒培育设施13中的微生物细菌将水中的氨氮分解成亚硝酸盐和硝酸盐，进而被农作物作为营养吸收利用。经过陶粒过滤和微生物分解后的养殖水通过第二输水系统4返回到水产养殖池23中，基本维持了动物、植物和微生物的生态平衡关系。液位控制模块14与第一物联网执行器5相连，用于反馈水耕陶粒培育设施中的底层液位水平。温室环境传感器12的功能是实时在线监测温室蔬菜培育系统1中的小气候环境，其主要由温室二氧化碳、光照度、空气温湿度组成，传感器通过RS485总线与物联网主控器8相连。另一方面水产养殖系统2中的水产养殖池23除了养殖水产动物外，还安放了多参数复合水质传感器22实时测量养殖池23的水质溶解氧、pH、水温、电导率、ORP和水位，传感器22与物联网主控器8通过RS485工业总线连接，且传感器22基板带有电源隔离和RS485光耦隔离功能，能够在复杂环境下正常、可靠运行。水产养殖池23由于大气蒸腾的作用，水量会缓慢减少，通过一个液位控制模块24实时跟踪养殖池23的水位信息，液位控制模块24与第二物联网执行器6的脉冲接口相连。为了实时获取温室蔬菜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鱼菜共生智能测控系统，其特征在于，所述系统包括：温室蔬菜培育系统、水产养殖系统、第一输水系统、第二输水系统、第一物联网执行器、第二物联网执行器，所述温室蔬菜培育系统包括照明/遮阳/换气三种设施、温室环境传感器、水耕陶粒培育设施及其液位控制模块，所述照明/遮阳/换气三种控制设施都位于温室顶部，三者相互之间为平行关系；所述水产养殖系统包括抽水/给水/蓄水池温控/增氧设施、多参数复合水质传感器、水产养殖池及其液位控制模块，所述抽水和增氧控制设施安装在所述养殖池中，所述给水和蓄水池温控控制设施分别安装在蓄水池中；所述第一、第二输水系统分别连接所述温室蔬菜培育系统、水产养殖系统，所述水产养殖池的水通过第一输水系统输送到所述水耕陶粒培育设施，所述水耕陶粒培育设施中的水经处理后通过第二输水系统返回到所述水产养殖池中；所述水耕陶粒培育设施和所述水产养殖池的所述液位控制模块分别与所述第一、第二物联网执行器连接，用以反馈底层液位水平。

【技术特征摘要】
1.一种鱼菜共生智能测控系统，其特征在于，所述系统包括：温室蔬菜培育系统、水产养殖系统、第一输水系统、第二输水系统、第一物联网执行器、第二物联网执行器，所述温室蔬菜培育系统包括照明/遮阳/换气三种设施、温室环境传感器、水耕陶粒培育设施及其液位控制模块，所述照明/遮阳/换气三种控制设施都位于温室顶部，三者相互之间为平行关系；所述水产养殖系统包括抽水/给水/蓄水池温控/增氧设施、多参数复合水质传感器、水产养殖池及其液位控制模块，所述抽水和增氧控制设施安装在所述养殖池中，所述给水和蓄水池温控控制设施分别安装在蓄水池中；所述第一、第二输水系统分别连接所述温室蔬菜培育系统、水产养殖系统，所述水产养殖池的水通过第一输水系统输送到所述水耕陶粒培育设施，所述水耕陶粒培育设施中的水经处理后通过第二输水系统返回到所述水产养殖池中；所述水耕陶粒培育设施和所述水产养殖池的所述液位控制模块分别与所述第一、第二物联网执行器连接，用以反馈底层液位水平。2.根据权利要求1所述的鱼菜共生智能测控系统，其特征在于，所述系统还包括：物联网主控器、图像采集系统、鱼菜共生管控中心平台，所述物联网主控器与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：常涛，
申请(专利权)人：北京斯达普工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11