一种远程养殖水质监测方法、系统、装置及应用制造方法及图纸

本发明专利技术属于渔业养殖技术领域，公开了一种远程养殖水质监测方法、系统、装置及应用，由载体仿生鱼和远端控制端组成；载体仿生鱼由密闭舱、仿生尾鳍和头部视觉系统组成，密闭舱内设有控制器、舵机、信号传输模块、电源模块以及监测系统，头部视觉系统用于搜索鱼群聚集位置，观测鱼群行为，舵机控制仿生鱼鳍摆动，推动仿生鱼跟踪鱼群，仿生鱼的监测系统实时检测鱼群附近的水质。水质信号及视觉信号通过体内的信号传输模块发送至远端控制端。远端控制端包括服务器终端和手机APP，实时监控水质环境变化及报警功能。本发明专利技术自动跟踪鱼群移动，监测鱼群附近的水质变化，并且通过远程控制使载体仿生鱼运动到想要监测的水域位置，节省人工布放的人力。

【技术实现步骤摘要】
一种远程养殖水质监测方法、系统、装置及应用
本专利技术属于渔业养殖
，尤其涉及一种远程养殖水质监测方法、系统、装置及应用。
技术介绍
近年来，随着水产养殖规模化、集约化程度的不断提高，养殖种类的增多和养殖密度的增加，养殖鱼类分泌物对养殖水域水质环境影响日趋恶化，病害发生率越来越高，由此引发水产品质量安全问题也日益突出。水质监测技术在养殖生产过程中的需求日趋提高，随着技术的不断提升，从最初的人工采集水样再实验室中测量，逐步发展到在池塘中安装传感器进行水质的在线监测。然而，在目前的水质监测产品中大多数是针对固定位置的监测，无法对不同深度区域进行检测，且大量铺设成本过高，少数为设定路线的移动监测，不能跟踪监测鱼群，无法及时对突发水质变化进行预警，这些情况导致监测没有代表性且监测采样不及时。鱼群总是聚集在最合适的水质区域，而鱼群的聚集又会带来聚集区域水质的变化。为了获取最适合鱼群的水质以及研究鱼群聚集对水质的影响，我们设计了一种可跟踪鱼群的远程养殖水质监测装置。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：(1)目前的水质监测产品中大多数是针对固定位置的监测，少数为设定路线的移动监测，不能跟踪监测鱼群，导致监测区域没有代表性且监测采样不及时。(2)现有的养殖户无数据可依，需要长期不间断的现场观测水产情况；养殖户在时间和精力上过多的投入，养殖风险增大。解决以上问题及缺陷的难度为：(1)针对监测区域代表性的问题，我们需要可以自主航行的设备以巡航鱼类聚集区和养殖池内的任何区域。r>(2)现有的养殖，主要依靠养殖户的经验，为了使养殖户能够更精确的了解鱼类养殖的状况以及养殖池的水质，需要能够精确的定位鱼群，这就需要能够跟踪鱼群的设备。解决以上问题及缺陷的意义为：(1)跟踪鱼群监测水质能够使得水质监测的数据更有代表性，更具科学性，能够为养殖户提高及时的水质预警。在投放用于改善水质的药剂时，结合水质监测装置反馈的当前监测区域的水质信息，精准的控制药剂的投放位置及投放数量，能够大幅降低药剂的使用量，更进一步降低水产品的养殖成本。(2)跟踪鱼群监测水质能够了解鱼群聚集区的水质状况，更精确地了解适合鱼群的水质，为鱼群养殖提供可靠的数据支撑。(3)跟踪鱼群还可以定位鱼群位置，为配合自动投饵设备提供精确定位数据，避免投放浪费，节约成本。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种远程养殖水质监测方法、系统、装置及应用。本专利技术是这样实现的，一种远程养殖水质监测方法，所述远程养殖水质监测方法包括：水质检测时，完成跟踪鱼群水质监测工作，仿生鱼载体启动后入水，观测搜寻鱼群位置；监测水域水质，监测系统内部的传感器组的探头进行水质检测，传感器内部的微处理器会将水质信号转换为数字信号，数字信号经过控制系统进行处理，通过通信方式连接到4G-DTU无线传送模块，将监测到的温度、pH值、含氧量数据通过4G信号传送到远程云平台服务器上。监测人员通过平台软件或手机APP端进行监测，在仿生鱼监测水质空座完毕后，遥控回收。进一步，所述远程养殖水质监测方法的APP端通过网络与远端服务器平台连接和发出查询指令，数据查询系统根据查询指令反馈数据信息，并在APP端上展示查询获取的可浮潜的水质监测装置的水质检测相关数据。进一步，所述远程养殖水质监测方法的多角度追踪鱼群位置，红外感知引导仿生鱼水下避障，视觉系统将观测信号传递，实现对鱼群的位置搜索。进一步，所述远程养殖水质监测方法在接收到视觉系统的观测信号后，控制移动载体的前进速度和方向。进一步，所述远程养殖水质监测方法将监测到的物理量转变成相应数字量，经过处理，通过通信方式信息传送，传送到平台软件或手机APP端实时监控水质环境变化。本专利技术的另一目的在于提供一种实施所述远程养殖水质监测方法的远程养殖水质监测系统，所述远程养殖水质监测系统包括：鱼群位置搜寻模块，用于水质检测时，完成跟踪鱼群水质监测工作，仿生鱼载体启动后入水，观测搜寻鱼群位置；水域水质监测模块，用于监测水域水质，水质信号经处理后发送，然后通过4G信号将监测数据发送至远程控制端，并进行存储；远程控制模块，用于实现监测人员通过平台软件或手机APP软件进行监测，在仿生鱼监测水质空座完毕后，遥控回收。本专利技术的另一目的在于提供一种安装有所述远程养殖水质监测系统的远程养殖水质监测装置，所述远程养殖水质监测装置由可追踪鱼群的载体仿生鱼以及远程控制端组成；载体仿生鱼由密闭舱、仿生尾鳍和头部视觉系统组成；其中视觉系统用于搜寻鱼群位置和避障，仿生尾鳍提供运动；密闭舱位于载体仿生鱼的中段，分为上下两个舱室，上密闭舱内设有控制器、舵机、信号模块和电源模块，下密闭舱内为监测系统，上下密闭舱通过线路连接；远程控制端包括远端服务器平台，平台软件及手机APP端，APP端通过网络与远端服务器平台连接和发出查询指令，数据查询系统根据查询指令反馈数据信息，并在APP端上展示查询获取的可浮潜的水质监测装置的水质检测相关数据。进一步，所述视觉系统由水下摄影机，红外线感知系统以及防水罩组成，水下摄影机实现多角度旋转，以追踪鱼群位置，红外感知系统引导仿生鱼水下避障，视觉系统将观测信号传递给控制器，实现对鱼群的位置搜索；控制器连接舵机，舵机与仿生尾鳍连接，接口处采用密封胶密闭，采用多个螺丝拧紧，控制器在接收到视觉系统的观测信号后，控制舵机，带动仿生尾鳍的摆动，控制移动载体的前进速度和方向；所述监测系统包括pH传感器、温度传感器和含氧量传感器，其中pH传感器、温度传感器和含氧量传感器探头均与水体直接接触，pH传感器、温度传感器和含氧量传感器的电线穿过封闭舱盖与信息模块连接，将监测到的物理量转变成相应数字量，经过控制器进行处理，通过通信方式连接到信息传送模块，将监测到的温度、pH值、含氧量数据通过4G信号传送到远程控制端，通过PC和手机端实时监控水质环境变化；信号模块和舵机均与控制器相连，信号模块将传感器信号、视觉系统信号，位置信号以及仿生鱼各模块状态信号转换为通讯信号，传输给远程控制平台，还可以接受远程控制端的指令信号，由人工控制载体仿生鱼进行活动。本专利技术的另一目的在于提供一种所述远程养殖水质监测装置的控制方法，所述控制方法包括：在进行水质检测时，仿生鱼载体和远程控制端共同完成跟踪鱼群水质监测工作，仿生鱼载体启动后入水，在视觉系统观测搜寻鱼群位置，控制器控制舵机带动仿生尾鳍运动至鱼群聚集区域，监测系统携带的各式传感器监测附近水域水质，水质信号经控制器处理后发送至信息模块，信息模块通过4G信号将监测数据发送至远程控制端，存储于远程控制端的数据库服务器。本专利技术的另一目的在于提供一种渔业养殖控制终端，所述渔业养殖控制终端用于实现所述的远程养殖水质监测方法。结合上述的所有技术方案，本专利技术所具备的优点及积极效果为：本专利技术实时远程传输水质信号的方式，将仿生鱼携带的水质监测传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种远程养殖水质监测方法，其特征在于，所述远程养殖水质监测方法包括：/n水质检测时，完成跟踪鱼群水质监测工作，仿生鱼载体启动后入水，观测搜寻鱼群位置；/n监测水域水质，水质信号经处理后发送，然后通过信号将监测数据发送至远程控制端，并进行存储；/n监测人员通过平台软件或手机APP端进行监测，在仿生鱼监测水质空座完毕后，遥控回收。/n

【技术特征摘要】
1.一种远程养殖水质监测方法，其特征在于，所述远程养殖水质监测方法包括：
水质检测时，完成跟踪鱼群水质监测工作，仿生鱼载体启动后入水，观测搜寻鱼群位置；
监测水域水质，水质信号经处理后发送，然后通过信号将监测数据发送至远程控制端，并进行存储；
监测人员通过平台软件或手机APP端进行监测，在仿生鱼监测水质空座完毕后，遥控回收。


2.如权利要求1所述的远程养殖水质监测方法，其特征在于，所述远程养殖水质监测方法的APP端通过网络与远端服务器平台连接和发出查询指令，数据查询系统根据查询指令反馈数据信息，并在APP端上展示查询获取的可浮潜的水质监测装置的水质检测相关数据。


3.如权利要求1所述的远程养殖水质监测方法，其特征在于，所述远程养殖水质监测方法的多角度追踪鱼群位置，红外感知引导仿生鱼水下避障，视觉系统将观测信号传递，实现对鱼群的位置搜索。


4.如权利要求3所述的远程养殖水质监测方法，其特征在于，所述远程养殖水质监测方法在接收到视觉系统的观测信号后，控制移动载体的前进速度和方向。


5.如权利要求1所述的远程养殖水质监测方法，其特征在于，所述远程养殖水质监测方法将监测到的物理量转变成相应数字量，经过处理，通过通信方式信息传送，传送到平台软件或手机APP端实时监控水质环境变化。


6.一种实施权利要求1～5任意一项所述远程养殖水质监测方法的远程养殖水质监测系统，其特征在于，所述远程养殖水质监测系统包括：
鱼群位置搜寻模块，用于水质检测时，完成跟踪鱼群水质监测工作，仿生鱼载体启动后入水，观测搜寻鱼群位置；
水域水质监测模块，用于监测水域水质，水质信号经处理后发送，然后通过4G信号将监测数据发送至远程控制端，并进行存储；
远程控制模块，用于实现监测人员通过平台软件或手机APP软件进行监测，在仿生鱼监测水质空座完毕后，遥控回收。


7.一种安装有权利要求6所述远程养殖水质监测系统的远程养殖水质监测装置，其特征在于，所述远程养殖水质监测装置由可追踪鱼群的载体仿生鱼以及远程控制端组成；
载体仿生鱼由密闭舱、仿生尾鳍和头部视觉系统组成；其中视觉系统用于搜寻鱼群位置和避障，仿生尾鳍提供运动；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑中强，常宗瑜，宋协法，董登攀，侯振华，于智海，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东;37