水产养殖用水质监测预警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种水产养殖用水质监测预警系统，属于智能养殖技术领域，该监控预警系统通过对单项水质要素值进行监控，一方面每一项水质要素与阈值范围进行对比，能够对明显超出预设范围的水质要素值进行报警提示，避免部分水质要素明显异常造成的损失，另一方面，通过对各项水质要素的整体变化进行连续的监控，当整体或者单项或者多项水质参数长时间处于与预设标准值偏离较大的情况时，同样能及时的做出报警反应，相较于现有技术，能够考虑到水质参数虽然处于预设范围内，但是长时间与最佳参数有明显差距同样会对集约化水产养殖过程中鱼的生长速度与质量在带来明显影响的问题，并及时的做出反应，避免影响预设产销流程。避免影响预设产销流程。避免影响预设产销流程。

【技术实现步骤摘要】
水产养殖用水质监测预警系统


[0001]本专利技术智能养殖
，具体的，涉及一种水产养殖用水质监测预警系统。

技术介绍

[0002]水产养殖过程中，对养殖用水的水质有着较高的要求，从而保证养殖水产的生长速度与质量，通常对养殖用水的水质进行监控的项目包括水的pH、悬浮物浓度、氨氮浓度以及溶解氧等，尤其是在高密度的集约化养殖场中，由于养殖密度大，水质的恶化速度快，容易造成不可挽回的较大损失，因此需要对水质进行高频率的甚至实时的监测，并根据监测结果实时的对水质进行调整，降低水质恶化带来的养殖损失。
[0003]在现有技术的实际操作中，对集约化养殖场的水质进行监测是以固定的预设阈值范围作为标准，在生产过程中，只要对应参数在预设范围内，则认为处于正常生长状态，但是实际操作过程中，当实际参数值与最佳参数值存在偏差时，会对水产的生长速度与质量有明显的影响，尤其是在多重因素叠加的情况下，这就导致难以对水产的生长进行准确的预测，影响产销过程，为了解决这一问题，本专利技术提供了以下技术方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种水产养殖用水质监测预警系统，解决现有技术中在水产养殖过程中实际参数值与最佳参数值存在偏差时，会对水产的生长速度与质量有明显的影响，尤其是在多重因素叠加的情况下，这就导致难以对水产的生长进行准确的预测，影响产销过程的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：水产养殖用水质监测预警系统，包括：传感器单元，用于对养殖用水的水质要素进行检测，并将检测结果传输至控制单元；水质要素调整单元，用于对养殖用水的水质要素进行调整；产品要素检测单元，用于导入养殖水产的平均重量至控制单元；控制单元，用于对传感器单元以及产品要素检测单元上传的数据进行处理，并根据处理结果控制报警单元发出报警信息，并根据水质要素调整单元对养殖用水的水质要素进行调整；该水产养殖用水质监测预警系统的工作方法包括如下步骤：S1、通过产品要素检测单元每隔预设时间导入对应水槽内养殖水产在过去一段时间内的平均生长率；S2、对于同一种水产，以预设时间T为一个周期，通过传感器单元记录在该周期内养殖用水的各项水质要素，并将检测结果传输至控制单元；对于一个水质要素，在一个周期内，以时间为x轴、以该水质要素的参数值为y轴合成曲线图，获取由曲线、x轴、x=a以及x=b围成的要素图形M1，其中a为对应周期开始时刻，b
为对应周期结束时刻；获取由y=c、x轴、x=a以及x=b围成的要素图形M2；其中c为对应水质要素的标准值；获取将要素图形M1与要素图形M2的非重合区域面积M3；根据公式K=M3/M2计算得到对应水质要素在该周期内的波动系数K；S3、在一个水槽内，依次计算该周期内其他各水质要素的波动系数K；计算得到对应周期内各水质要素的波动系数之和Kz，获取对应周期内各水槽内所养殖水产的平均生长率Bp，获取在对应周期内满足Kz≤Ky1、Ki≤Ky2的水槽内所养殖水产的平均生长率Bp的平均值Bpp，将不满足Kz≤Ky1、Ki≤Ky2这两个条件的水槽标记为不稳定水槽；其中1≤i≤n，其中n为对应的水质要素的种类数量，Ky1与Ky2为预设数值；对于不稳定水槽，获取在同一周期内，各不稳定水槽对应的波动误差系数Q，Q=(Bpp
‑
Bp)/Kz，将得到的若干个波动误差系数Q依次标记为Q1、Q2、
…
、Qm，m为获取的波动误差系数Q的数量，在删除其中偏差值大的数值后，计算剩余数值平均值作为对应周期内的平均波动误差系数Qp；其中1≤j≤m；S4、在对正在进行水产养殖的水槽进行监控时，首先通过传感器单元获取各水质要素的参数值，当该参数值不在预设的阈值范围内时，则认为存在异常情况；当Qp*Kzs＞By时，则认为存在异常情况，其中By为预设的平均生长率变化值，Kzs为水槽内各水质要素在当前周期内的实时波动系数Ks之和。
[0006]作为本专利技术的进一步方案，所述水质要素包括pH值、溶解氧、温度、悬浮物浓度、氨氮含量。
[0007]作为本专利技术的进一步方案，该系统还包括报警单元，用于发出报警信息，在养殖用水的水质存在异常时，及时的对工作人员进行提醒。
[0008]作为本专利技术的进一步方案，所述平均生长率的计算方法为：每隔预设时间T随机在对应水槽中计算在过去的T时间内水槽内养殖水产的平均单体生长变化，并根据预设时间T的长度计算得到在过去T时间内对应水槽内养殖水产的平均生长率Bp。
[0009]作为本专利技术的进一步方案，所述Qp的计算方法为：根据公式计算得到Q1至Qm这一组数据的分散值F；当F≤F1时，则将Qpp作为平均波动误差系数Qp；当F＞F1时，则按照|Qj
‑
Qpp|从大到小的顺序依次删除对应的Qj值，直至F≤F1成立，将剩余的Qj值的平均值作为平均波动误差系数Qp；其中Qpp=(Q1+Q2+，
…
，+Qm)/m。
[0010]作为本专利技术的进一步方案，所述实时波动系数Ks的计算方法为：在实时监控过程中，在一个周期内以时间为x轴、以一种水质要素的参数值为y轴合成曲线图，获取由曲线、x轴、x=e以及x=f围成的要素图形M4，其中e为对应周期开始时刻，
f为当前时刻；获取由y=c、x轴、x=e以及x=f围成的要素图形M5，其中c为对应水质要素的标准值；获取将要素图形M4与要素图形M5的非重合区域面积M6，根据公式Ks=M6/M5计算得到对应水质要素在当前周期内的实时波动系数Ks。
[0011]作为本专利技术的进一步方案，步骤S3还包括在第j个不稳定水槽内，根据公式D=Qj/Ki计算得到对应水质要素的单位影响系数D，式中Ki为对应水质参数在对应周期内的波动系数，Bp为对应周期内所养殖水产的平均生长率，按照平均波动误差系数Qp的计算方法计算得到平均单位影响系数Dp，当Ks*Dp*Kzs＞By时，则认为存在异常情况。
[0012]本专利技术的有益效果：（1）本专利技术通过对单项水质要素值进行监控，一方面每一项水质要素与阈值范围进行对比，能够对明显超出预设范围的水质要素值进行报警提示，避免部分水质要素明显异常造成的损失，另一方面，通过对各项水质要素的整体变化进行连续的监控，当整体或者单项或者多项水质参数长时间处于与预设标准值偏离较大的情况时，同样能及时的做出报警反应，相较于现有技术，能够考虑到水质参数虽然处于预设范围内，但是长时间与最佳参数有明显差距同样会对集约化水产养殖过程中鱼的生长速度与质量在带来明显影响的问题，并及时的做出反应，避免影响预设产销流程；（2）本专利技术能够对各水质要素进行监控从而对水产的生长速度进行预测，有利于工作人员有针对性的做出参数调整，使水产的实际生长状态能够符合产销计划。
附图说明
[0013]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0014]图1是本专利技术水产养殖用水质监测预警系统的框架结构示意图。
具体实施方式
[0015]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水产养殖用水质监测预警系统，其特征在于，包括：传感器单元，用于对养殖用水的水质要素进行检测，并将检测结果传输至控制单元；水质要素调整单元，用于对养殖用水的水质要素进行调整；产品要素检测单元，用于导入养殖水产的平均重量至控制单元；控制单元，用于对传感器单元以及产品要素检测单元上传的数据进行处理，并根据处理结果控制报警单元发出报警信息，并根据水质要素调整单元对养殖用水的水质要素进行调整；该水产养殖用水质监测预警系统的工作方法包括如下步骤：S1、通过产品要素检测单元每隔预设时间导入对应水槽内养殖水产在过去一段时间内的平均生长率；S2、对于同一种水产，以预设时间T为一个周期，通过传感器单元记录在该周期内养殖用水的各项水质要素，并将检测结果传输至控制单元；对于一个水质要素，在一个周期内，以时间为x轴、以该水质要素的参数值为y轴合成曲线图，获取由曲线、x轴、x=a以及x=b围成的要素图形M1，其中a为对应周期开始时刻，b为对应周期结束时刻；获取由y=c、x轴、x=a以及x=b围成的要素图形M2；其中c为对应水质要素的标准值；获取将要素图形M1与要素图形M2的非重合区域面积M3；根据公式K=M3/M2计算得到对应水质要素在该周期内的波动系数K；S3、在一个水槽内，依次计算该周期内其他各水质要素的波动系数K；计算得到对应周期内各水质要素的波动系数之和Kz，获取对应周期内各水槽内所养殖水产的平均生长率Bp，获取在对应周期内满足Kz≤Ky1、Ki≤Ky2的水槽内所养殖水产的平均生长率Bp的平均值Bpp，将不满足Kz≤Ky1、Ki≤Ky2这两个条件的水槽标记为不稳定水槽；其中1≤i≤n，其中n为对应的水质要素的种类数量，Ky1与Ky2为预设数值；对于不稳定水槽，获取在同一周期内，各不稳定水槽对应的波动误差系数Q，Q=(Bpp
‑
Bp)/Kz，将得到的若干个波动误差系数Q依次标记为Q1、Q2、
…
、Qm，m为获取的波动误差系数Q的数量，在删除其中偏差值大的数值后，计算剩余数值平均值作为对应周期内的平均波动误差系数Qp；其中1≤j≤m；S4、在对正在进行水产养殖的水槽进行监控时，首先通过传感器单元获取各水质要素的参数值，当该参数值不在预设的阈值范围内时，则认为存在异常情况；当Qp*Kzs＞B...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑勉，吴瑞雪，刘云娇，郑慧露，
申请(专利权)人：深圳市猫头鹰智慧科技有限公司，
类型：发明
国别省市：