一种基于数字孪生的养殖监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了养殖监测技术领域的一种基于数字孪生的养殖监测系统及方法，包括：接收监测水域及养殖区域内的实时环境信息参数和养殖信息；基于养殖信息调取同类历史养殖方案，计算历史养殖方案中环境信息参数影响值；基于环境信息参数影响值和实时环境信息参数，确定本养殖方案投入产出比例预测值和优化建议后，发送至用户端；响应于用户端反馈了控制指令时，基于控制指令通过自动控制系统调节养殖环境中的可调控装置，对环境信息参数进行调节；响应于用户端无反馈时，基于优化建议通过自动控制系统调节养殖环境中的可调控装置，对环境信息参数进行调节。本发明专利技术通过预测养殖方案投入产出比例并给出优化建议，便于养殖户基于养殖指导进行调整。于养殖指导进行调整。于养殖指导进行调整。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的养殖监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种基于数字孪生的养殖监测系统及方法，属于养殖监测


技术介绍

[0002]数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。
[0003]在水产养殖中，以虾类养殖为例，养殖户需要监测的环境信息参数较多且均会影响水产养殖产量，例如水质的好坏会直接影响到龙虾的健康生长和发育，溶解氧的含量关系着虾类食欲、饲料利用率、虾类生长发育速度等，光照时间长短、强弱决定着虾类生长的繁殖周期和生产质量，PH值过低、水体呈酸性会引起虾类虾鳃病变，氧的利用率降低造成虾类生病或者水中细菌大量繁殖，氨氮含量超高会影响虾类生长，过高则会造成虾类中毒死亡，合适的水温对虾的生长也起到重要作用。综上，水产养殖对养殖户的专业度要求较高，养殖户初期一般很难通过人工方式对上述环境信息参数实时把握，导致产量较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于数字孪生的养殖监测系统及方法，通过预测养殖方案投入产出比例并给出优化建议，便于养殖户基于科学的养殖指导进行调整。
[0005]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种基于数字孪生的养殖监测方法，包括：
[0007]接收监测水域及养殖区域内的实时环境信息参数和养殖信息；
[0008]基于养殖信息调取同类历史养殖方案，计算历史养殖方案中环境信息参数影响值；
[0009]基于环境信息参数影响值和实时环境信息参数，确定本养殖方案投入产出比例预测值和优化建议后，发送至用户端；
[0010]响应于用户端反馈了控制指令时，基于控制指令通过自动控制系统调节养殖环境中的可调控装置，对环境信息参数进行调节；
[0011]响应于用户端无反馈时，基于优化建议通过自动控制系统调节养殖环境中的可调控装置，对环境信息参数进行调节。
[0012]进一步的，所述监测水域及养殖区域内的实时环境信息参数由采样装置和物联网监测系统监测得到，所述采样装置包含温度传感器、光照强度传感器，水体溶解氧、PH值、氨氮含量、亚硝酸盐含量、水温探头，所述物联网监测系统为在养殖区域内设置可移动监控设备。
[0013]进一步的，所述环境信息参数影响值的计算公式为：
[0014][0015][0016]其中，Y为环境信息参数影响值，X为比较方案的投入产出比例，Z为基准方案的投入产出比例，S为某一环境信息参数比例变化，A为比较方案的某一环境信息参数值，B为基准方案的某一环境信息参数值，a为比较方案的某一环境信息参数值增长率，b为基准方案的某一环境信息参数值增长率。
[0017]进一步的，所述本养殖方案投入产出比例预测值的计算公式为：
[0018][0019]其中，K为本养殖方案投入产出比例预测值，C为本养殖方案环境信息参数，c为本养殖方案环境信息参数增长率，M0表示影响值众数
[0020]进一步的，所述影响值众数的计算公式为：
[0021][0022][0023]式中，L表示影响值集合的精确下限，U表示影响值集合的精确上限，fa为与影响值集合下限相邻的频数，fb为与影响值集合上限相邻的频数，i为组距。
[0024]进一步的，所述影响值集合为多个同类历史养殖方案作为比较方案与所述基准方案对比计算得到的影响值形成的集合。
[0025]进一步的，所述自动控制系统能够控制监测水域及养殖区域内的水口电磁阀、增氧泵、天窗开启和关闭。
[0026]第二方面，本专利技术提供了一种基于数字孪生的养殖监测系统，包括：
[0027]数据接收模块：用于接收监测水域及养殖区域内的实时环境信息参数和养殖信息；
[0028]环境信息参数影响值计算模块：用于基于养殖信息调取同类历史养殖方案，计算历史养殖方案中环境信息参数影响值；
[0029]投入产出比例预测模块：用于基于环境信息参数影响值和实时环境信息参数，确定本养殖方案投入产出比例预测值和优化建议后，发送至用户端；
[0030]反馈调节模块：用于响应于用户端反馈了控制指令时，基于控制指令通过自动控制系统调节养殖环境中的可调控装置，对环境信息参数进行调节；
[0031]自动调节模块：用于响应于用户端无反馈时，基于优化建议通过自动控制系统调节养殖环境中的可调控装置，对环境信息参数进行调节。
[0032]第三方面，本专利技术提供了一种基于数字孪生的养殖监测装置，包括处理器及存储介质；
[0033]所述存储介质用于存储指令；
[0034]所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据上述任一项所述方法的步骤。
[0035]第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
[0036]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
[0037]一、本专利技术通过对养殖户提供的养殖信息，以及通过采样设备监测得到的实时环境信息参数，预测养殖方案投入产出比例并给出优化建议，便于养殖户基于科学的养殖指导进行调整，避免了养殖户通过人工方式对上述环境信息参数实时测量的麻烦，另外，当养殖户未及时对养殖参数进行调整控制时，本方案可以通过自动控制系统调节养殖环境中的可调控装置，对环境信息参数进行调节，避免了用户在养殖过程中由于偶尔疏忽造成的养殖损失。
[0038]二、本专利技术依设计规划、控制模式及管理系统三构面一体化，从养殖环节导入智慧养殖关键技术，透过跨域结合，开发模块化设计系统、物联网环控模块、节省工搬运机械与人机辅具、集参数化智能产销管理信息共通平台，并减少一半以上人力需求，以有效掌控水产养殖环境，优化水产养殖，发展标准化、高效化之水产养殖产业。以提升水产养殖技术与整合技术能量，落实产业化，达成水产养殖产量提升目标。
附图说明
[0039]图1是本专利技术实施例一提供的基于数字孪生的养殖监测方法流程图。
具体实施方式
[0040]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0041]实施例一：
[0042]请参阅图1，本实施例提出了一种基于数字孪生的养殖监测方法，首先，通过在养殖水域中及周围设置采样装置和物联网监测系统采集环境信息参数后，发送至用户的移动终端发出对应的提示，以实现对环境信息参数的精准把握，然后，用户结合物联网智能管理系统，通过智能化控制系统对养殖水域进行控制调节，进而提升水产养殖产量。
[0043]采样装置包含温度传感器、光照强度传感器，水体溶解氧、PH值、氨氮含量、亚硝酸盐含量、水温探头，用于监测水域影响本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的养殖监测方法，其特征是，包括：接收监测水域及养殖区域内的实时环境信息参数和养殖信息；基于养殖信息调取同类历史养殖方案，计算历史养殖方案中环境信息参数影响值；基于环境信息参数影响值和实时环境信息参数，确定本养殖方案投入产出比例预测值和优化建议后，发送至用户端；响应于用户端反馈了控制指令时，基于控制指令通过自动控制系统调节养殖环境中的可调控装置，对环境信息参数进行调节；响应于用户端无反馈时，基于优化建议通过自动控制系统调节养殖环境中的可调控装置，对环境信息参数进行调节。2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的养殖监测方法，其特征是，所述监测水域及养殖区域内的实时环境信息参数由采样装置和物联网监测系统监测得到，所述采样装置包含温度传感器、光照强度传感器，水体溶解氧、PH值、氨氮含量、亚硝酸盐含量、水温探头，所述物联网监测系统为在养殖区域内设置可移动监控设备。3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的养殖监测方法，其特征是，所述环境信息参数影响值的计算公式为：影响值的计算公式为：其中，Y为环境信息参数影响值，X为比较方案的投入产出比例，Z为基准方案的投入产出比例，S为某一环境信息参数比例变化，A为比较方案的某一环境信息参数值，B为基准方案的某一环境信息参数值，a为比较方案的某一环境信息参数值增长率，b为基准方案的某一环境信息参数值增长率。4.根据权利要求3所述的基于数字孪生的养殖监测方法，其特征是，所述本养殖方案投入产出比例预测值的计算公式为：其中，K为本养殖方案投入产出比例预测值，C为本养殖方案环境信息参数，c为本养殖方案环境信息参数增长率，M0表示影响值众数。5.根据权利要求4所述的基于数字孪生...

【专利技术属性】
技术研发人员：林国义，
申请(专利权)人：林国义，
类型：发明
国别省市：