水产养殖水质pH值多参量数据采集装置及数据处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水产养殖水质PH值多参量数据采集装置及数据处理方法，包括漂浮在水产养殖区水面上的水质检测体，水质检测体设置有上浮体和连接在上浮体底部的下延伸管，在上浮体侧壁上包附有平衡装置；上浮体上设置有水面空气检测机构，用于检测水产养殖区水面环境数据；下延伸管由上至下依次设置有L个水质检测腔机构，用于检测水产养殖区水体数据；上浮体内设置有控制器，控制器的空气质量数据输入端与水面空气检测机构连接，控制器的L个水体检测输入端分别与L个水质检测腔机构连接；控制器的无线收发端上还连接有无线收发装置；控制器的计时端上连接有计时器。有益效果：数据精度高，可靠安全，控制采用自动控制，无需人为参与，智能方便。

PH value data collection device and data processing method for aquaculture water quality

The invention discloses an aquaculture water pH value of multi parameter data acquisition device and data processing method, including water quality inspection body floating in the water aquaculture area, water quality testing body is provided with a floating body and is connected to the bottom of the floating body of the extension tube, the floating body side wall covered by floating body balance device; the water is arranged on the air detection mechanism for water environmental data detection in aquaculture area; under the extension pipe are arranged in sequence from top to bottom L cavity for the detection of water quality testing agencies, water aquaculture area data; floating body is provided with a controller, connected with the air quality data input and the surface air detection mechanism controller, L water detecting input the terminal controller is respectively connected with the L water quality testing cavity mechanism; controller wireless transceiver is connected with the wireless transceiver controller; A timer is connected to the timing end. Beneficial results: high precision, reliable and safe data, control by automatic control, without human participation, intelligent and convenient.

【技术实现步骤摘要】
水产养殖水质pH值多参量数据采集装置及数据处理方法
本专利技术涉及水产养殖水质检测
，具体的说是一种水产养殖水质PH值多参量数据采集装置及数据处理方法。
技术介绍
水产养殖是人为控制下繁殖、培育和收获水生动植物的生产活动。在水产养殖中对水质的要求尤为重要，其中水质的PH值、含氧量、藻类含量、光照、温度、透明度、盐度、氨氮含量等对水生动植物的生长均有影响。特别的，养殖水质中，PH值大小对水产动植物的生长尤为重要。不适宜的PH值会对破坏水体生产中磷酸盐和无机氮合物的供应，养殖水质PH值偏碱性会形成难以溶解的磷酸三钙；偏酸会形成不溶性的磷酸铁和磷酸铝，水质肥效低。PH值会随着含氧量、藻类含量、光照强度、温度值、透明度、盐度、氨氮含量的变化而变化。并且投放饲料或者换水也会造成水体PH值的变化。PH值难以控制，一旦长时间PH值处于偏低或者偏高的状态，将会对水产动植物造成不可逆的影响。为了对PH值进行控制，首先需要对水体的pH值以及影响PH值的因素进行数据采集，但是由于水产养殖区环境复杂，且容易对水产品造成影响，在数据采集时，采集方式困难。并且对于较深的水域，无法大面积检测，造成检测精度低，可靠性差。对PH值的控制过程影响极大。综合所述，针对现有技术的缺陷，有必要提出一种技术，来克服水产养殖水体中，影响PH值的数据难以检测的问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种水产养殖水质PH值多参量数据采集装置及数据处理方法。利用在水产养殖区水面上设置水质检测体，进行分区、分深度进行数据采集，数据采集精度高。为达到上述目的，本专利技术采用的具体技术方案如下：一种水产养殖水质PH值多参量数据采集装置，其关键在于：包括漂浮在水产养殖区水面上的水质检测体，所述水质检测体包括上浮体和连接在所述上浮体底部的下延伸管，在所述上浮体侧壁上包附有平衡装置；所述上浮体上设置有水面空气检测机构，用于检测水产养殖区水面环境数据；所述下延伸管由上至下依次设置有L个水质检测腔机构，用于检测水产养殖区水体数据；在所述上浮体内设置有控制器，所述控制器的空气质量数据输入端与所述水面空气检测机构连接，所述控制器的L个水体检测输入端分别与L个所述水质检测腔机构连接；在所述控制器的无线收发端上还连接有无线收发装置；在所述控制器的计时端上连接有计时器。在水产养殖区内，不同水深和区域，生活着不同的水产动植物。采用T个水质检测体设置在不同的区域，T为大于等于1的正整数，并且采用水质检测体采集不同水深度的各项水产养殖指标，实现数据采集，进而实现对水产养殖区内的PH值进行控制和监管。水质检测体漂浮在水面上，并通过平衡装置使水质检测体保持平衡，有效避免风浪造成水质检测体翻转，提高水质检测体检测可靠性。通过水面空气检测机构，对水面环境进行检测。采用和水质检测腔机构，对水下环境进行检测，并且采用设置多个水质检测腔机构，可以采集和检测不同水深的水体环境。结合检测处理器和计时器，对检测进行计时，分周期进行检测。并且通过连接在检测处理器无线收发端上的无线收发装置，将检测的数据进行无线传送。由于在水产养殖区内设置有多个水质检测体，这样可以获取到庞大的数据，实现精确检测，实时控制的作用。其中L为大于等于1的正整数。再进一步描述，所述水面空气检测机构至少设置有光照强度传感器、风速传感器、湿度传感器、水面温度传感器。采用上述方案，可以实时检测水面的光照强度、风速、湿度、水面温度。在水产养殖区上还设置有液位检测器，保证水产养殖区液位。再进一步描述，每个所述水质检测腔机构包括水质检测腔室，在每个所述水质检测腔室内均设置有水质检测器；所述水质检测器至少包括与所述控制器连接PH值检测模块、氧含量检测模块、藻类含量检测模块、盐度检测模块、氨氮含量检测模块、微量元素检测模块和温度检测模块；在远离所述上浮体的下延伸管端部安装有水体照明器和摄像机，所述摄像机的摄像头朝向所述水产养殖区的底部；在所述下延伸管上还设置有水流速度传感器。采用上述方案，水质检测腔室可以采集不同水深的PH值、氧含量、藻类含量、盐度、氨氮含量、微量元素含量以及水体温度。在水质检测腔室还设置有隔离器，防止藻类或者其他杂质对水质检测腔室造成堵塞。并且在下延伸管上设置水体照明器和摄像机，可以获取到水体的透明度，通过摄像机获取拍摄画面，通过对比采集到的水产养殖区底部的画面的清晰度来确定水体的透明度，摄像机向下拍摄，以水产养殖区底部为参照物，获取到的透明度更加可靠和精确，同时可以通过摄像机拍摄水产养殖区内水产动植物的生长情况。为了不影响水产动植物的生活习性，水体照明器采用渐变色照明，在一定时间内逐渐增加或者减弱照明的亮度，实现水底照明。通过水流速度传感器，检测水体流动情况，结合摄像机和水流速度传感器，可以获取水产动物的分布情况和活动习性，并与投食和观察。再进一步描述，在所述水质检测体上设置有定位器。采用定位器对水质检测体位置进行精确定位，保证能采集到水面各区域的数据。一种基于水产养殖水质PH值多参量数据采集装置的数据处理方法，其关键在于按照以下步骤进行：S1：设定水质检测体的总个数，对每个水质检测体进行的位置设定，根据设定的位置完成对应的安装和测试，并设定检测时间段、检测周期和检测频率；S2：根据步骤S1设定的检测时间段、检测周期和检测频率，采用水质检测体分别获取设定位置处不同深度水域的PH值以及该深度水域的P个水体检测指标值，得到该设定位置不同深度水域的PH数据集和对应的P个水体检测指标数据集；S3：对步骤S2得到的PH数据集和P个水体检测指标数据集进行预处理和筛选，得到PH预处理数据集以及与PH预处理数据集对应的P个水体检测指标预处理数据集；S4：从P个水体检测指标预处理数据集中选取M个对PH值有影响特征指标；S5：建立PH值与M个特征指标的关系式。通过水质检测体采集不同深度不同区域的PH数据集和P个水体检测指标数据集，通过对采集的数据进行筛选和剔除，得到M个特征指标，采用M个特征指标，建立PH值与M个特征指标的关系式。再进一步描述，P个水体检测指标值至少包括水体的溶氧量值、藻类含量值、盐度值、氨氮含量值、微量元素含量值、水体温度值、水体透明度值、水体流动速度值以及当前水产养殖区水面的光照强度值、风速度值、湿度值。再进一步描述，步骤S3的具体内容为：S31：将所有检测时间段得到的所述PH数据集和所述P个水体检测指标数据集分别拟合成连续时间的数据信息，得到所有时间短段的PH信息和P个水体检测指标信息；S32：采用小波分析方法对进行预处理，分别得到PH信息预处理数据和P个水体检测指标信息预处理数据；S33：根据得到的PH信息预处理数据对对应的P个水体检测指标信息预处理数据进行筛选，剔除不完整的数据，得到PH预处理数据集对应的P个水体检测指标预处理数据集。其中，所述小波分析方法的具体步骤为：S321：令需要进行预处理的数据集为：{Xi,i＝1,2,…N}；S322：采用mallat算法对数据集{Xi,i＝1,2,…N}中的数据进行三层小波分解：其中，分解公式为：得到小波分解序列表示对{Xi,i＝1,2,…N}的第一个数据进行小波分解后的第三层低频分量；分别为{Xi,i＝1,2,…N}中的第i个数据进行小波分解后的第三层、第二层和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水产养殖水质PH值多参量数据采集装置，其特征在于：包括漂浮在水产养殖区(4)水面上的水质检测体(1)，所述水质检测体(1)包括上浮体(2)和连接在所述上浮体(2)底部的下延伸管(3)，在所述上浮体(2)侧壁上包附有平衡装置(22)；所述上浮体(2)上设置有水面空气检测机构(21)，用于检测水产养殖区(4)水面环境数据；所述下延伸管(3)由上至下依次设置有L个水质检测腔机构(31)，用于检测水产养殖区(4)水体数据；在所述上浮体(2)内设置有控制器(5)，所述控制器(5)的空气质量数据输入端与所述水面空气检测机构(21)连接，所述控制器(5)的L个水体检测输入端分别与L个所述水质检测腔机构(31)连接；在所述控制器(5)的无线收发端上还连接有无线收发装置(6)；在所述控制器(5)的计时端上连接有计时器(7)。

【技术特征摘要】
1.一种水产养殖水质PH值多参量数据采集装置，其特征在于：包括漂浮在水产养殖区(4)水面上的水质检测体(1)，所述水质检测体(1)包括上浮体(2)和连接在所述上浮体(2)底部的下延伸管(3)，在所述上浮体(2)侧壁上包附有平衡装置(22)；所述上浮体(2)上设置有水面空气检测机构(21)，用于检测水产养殖区(4)水面环境数据；所述下延伸管(3)由上至下依次设置有L个水质检测腔机构(31)，用于检测水产养殖区(4)水体数据；在所述上浮体(2)内设置有控制器(5)，所述控制器(5)的空气质量数据输入端与所述水面空气检测机构(21)连接，所述控制器(5)的L个水体检测输入端分别与L个所述水质检测腔机构(31)连接；在所述控制器(5)的无线收发端上还连接有无线收发装置(6)；在所述控制器(5)的计时端上连接有计时器(7)。2.根据权利要求1所述的水产养殖水质PH值多参量数据采集装置，其特征在于：所述水面空气检测机构(21)至少设置有光照强度传感器(21a)、风速传感器(21b)、湿度传感器(21c)、水面温度传感器(21d)。3.根据权利要求1或2所述的水产养殖水质PH值多参量数据采集装置，其特征在于：每个所述水质检测腔机构(31)包括水质检测腔室(31a)，在每个所述水质检测腔室(31a)内均设置有水质检测器(31b)；所述水质检测器(31b)至少包括与所述控制器(5)连接PH值检测模块、氧含量检测模块、藻类含量检测模块、盐度检测模块、氨氮含量检测模块、微量元素检测模块和温度检测模块；在远离所述上浮体(2)的下延伸管(3)端部安装有水体照明器(8)和摄像机(9)，所述摄像机(9)的摄像头朝向所述水产养殖区(4)的底部；在所述下延伸管(3)上还设置有水流速度传感器(10)。4.根据权利要求1所述的水产养殖水质PH值多参量数据采集装置，其特征在于：在所述水质检测体(1)上设置有定位器(11)。5.根据权利要求1所述的水产养殖水质PH值多参量数据采集装置的数据处理方法，其特征在于：S1：设定水质检测体(1)的总个数，对每个水质检测体(1)进行的位置设定，根据设定的位置完成对应的安装和测试，并设定检测时间段、检测周期和检测频率；S2：根据步骤S1设定的检测时间段、检测周期和检测频率，采用水质检测体(1)分别获取设定位置处不同深度水域的PH值以及该深度水域的P个水体检测指标值，得到该设定位置不同深度水域的PH数据集和对应的P个水体检测指标数据集；S3：对步骤S2得到的PH数据集和P个水体检测指标数据集进行预处理和筛选，得到PH预处理数据集以及与PH预处理数据集对应的P个水体检测指标预处理数据集；S4：从P个水体检测指标预处理数据集中选取M个对PH值有影响特征指标；S5：建立PH值与M个特征指标的关系式。6.根据权利要求5所述的基于水产养殖水质PH值多参量数据采集装置的数据处理方法，其特征在于P个水体检测指标值至少包括水体的溶氧量值、藻类含量值、盐度值、氨氮含量值、微量元素含量值、水体温度值、水体透明度值...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘双印，徐龙琴，田允波，陈平，黄运茂，刘佳，郭鹏飞，罗世杰，
申请(专利权)人：仲恺农业工程学院，
类型：发明
国别省市：广东,44