一种滩涂海贝海螺物联网数字遥控养殖方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种滩涂海贝海螺物联网数字遥控养殖方法及系统，涉及遥控养殖技术领域，具体步骤为：获取养殖场地、养殖设备以及养殖物种的实时数据；分别构建数字孪生滩涂场景、养殖设备数字模型和养殖物种数字模型，并基于数字孪生滩涂场景、养殖设备数字模型和养殖物种数字模型构建数字孪生管理系统；将养殖场地、养殖设备以及养殖物种的实时数据映入构建好的数字孪生管理系统；并对实时数据进行分析和/或模拟运行，生成控制策略；根据控制策略向对应的养殖设备发送操作指令。本发明专利技术能够实现耕种管收的智能管理，完成机械化精准高效高质养殖。质养殖。质养殖。

【技术实现步骤摘要】
一种滩涂海贝海螺物联网数字遥控养殖方法及系统


[0001]本专利技术涉及遥控养殖
，更具体的说是涉及一种滩涂海贝海螺物联网数字遥控养殖方法及系统。

技术介绍

[0002]一直以来，在水产养殖业中，装备数字化程度低，实时精准测控技术缺乏，导致劳动生产率和资源利用率低、劳动强度大、养殖风险高，严重制约了水产养殖业的可持续发展。
[0003]数字孪生技术作为解决数字模型与物理实体交互难题，践行数字化转型理念与目标的关键使能技术，在支撑产品研制业务全流程。数字孪生作为实现数字化转型和促进智能化升级的重要使能途径，一直备受各行各业关注，已从理论研究走向了实际应用阶段。随着新一代信息技术的进一步发展和深入落地应用，人们日益提升的工业和生活实际需求对模型提出了能够与物理对象进行交互的要求，结合数据模型融合技术和交互与协同技术进行虚实交互，从而实现智能决策，诊断预测，可视监控，优化控制等，但是在数字孪生技术的应用中，当前建模大多关注关键零部件、设备或产线等单一层级对象，缺乏从“单元级
‑
系统级
‑
复杂系统”及多层次角度的融合研究，同时在渔业领域鲜有应用。因此如何建立一个应用于滩涂海贝海螺养殖的数字孪生管理系统及管理方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种滩涂海贝海螺物联网数字遥控养殖方法及系统，克服了上述缺陷。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种滩涂海贝海螺物联网数字遥控养殖方法，具体步骤为：
[0007]获取养殖场地、养殖设备以及养殖物种的实时数据；
[0008]根据养殖场地、养殖设备以及养殖物种的实时数据分别构建数字孪生滩涂场景、养殖设备数字模型和养殖物种数字模型，并基于数字孪生滩涂场景、养殖设备数字模型和养殖物种数字模型构建数字孪生管理系统；
[0009]将养殖场地、养殖设备以及养殖物种的实时数据映入构建好的数字孪生管理系统；并对实时数据进行分析和/或模拟运行，生成控制策略；
[0010]根据控制策略向对应的养殖设备发送操作指令。
[0011]可选的，数字孪生管理系统的构建步骤为：
[0012]对养殖场地进行全要素采集，构建数字孪生滩涂场景；
[0013]在数字孪生滩涂场景中按照养殖设备的采集数据进行养殖设备数字模型的构建；
[0014]采集养殖物种数据构建养殖物种数字模型；
[0015]基于养殖物种数字模型、数字孪生滩涂场景、养殖设备数字模型构建数字孪生预
测与决策模型；
[0016]基于物联网数据与数字模型建立通讯连接，将物理量实时映射至数字模型中。
[0017]可选的，数字孪生管理系统包括物理设备层、数据孪生层、数据决策层与服务层四层架构，其中：
[0018]物理设备层，包括耕、种、管、收综合数据平台，用于实现滩涂养殖的数据采集以及控制策略执行，数据种类包括：滩涂环境数据、养殖管理数据以及养殖设备数据；
[0019]数据孪生层，用于保存数字模型并根据物理设备层的映射数据进行仿真；
[0020]数据决策层，用于对物理设备层的映射数据进行解析、分析及存储，控制数据孪生层的数字模型仿真，并根据数据孪生层的仿真结果生成控制策略；
[0021]服务层，用于人机交互以及控制指令的采集。
[0022]可选的，物理设备层与数据孪生层进行通讯时采用用户数据包协议。
[0023]可选的，物理设备层采用CAN总线，其信息传输与分享的步骤为：
[0024]根据耕、种、管、收综合数据平台发出的操作指令报文进行养殖设备控制和监测参数采集，根据预先设立的映射表，生成应答报文；
[0025]将应答报文发送至耕、种、管、收综合数据平台，将应答报文按照应答报文ID进行组别划分；
[0026]对分组后的应答报文进行参数提取，并根据提取参数获得应答报文的移动信息；
[0027]根据应答报文的移动信息自动解析获得监测参数。
[0028]可选的，数字孪生预测与决策模型包括养殖决策模型和设备决策模型。
[0029]可选的，养殖决策模型的控制策略的获取步骤为：
[0030]获取养殖场地、养殖物种的实时数据，并将采集的实时数据与虚拟对象进行交互；
[0031]依据预先设立的养殖物种的生长模型，按照操作指令或预设时间进行仿真模拟，根据预测结果输出养殖控制策略。
[0032]可选的，设备决策模型包括养殖设备调动模型和养殖设备状态预测模型。
[0033]可选的，养殖设备状态预测模型的预测方法为：
[0034]采集养殖设备的物理数据，并将其实时映射至养殖设备数字模型中；
[0035]按照操作指令，养殖设备数字模型进行仿真模拟，对养殖设备的健康状态以及养殖设备的操作状态进行风险评估，若不存在风险则将操作指令传输至对应物理对象，若存在风险则对操作指令进行优化或对养殖设备进行故障预警。
[0036]一种滩涂海贝海螺物联网数字遥控养殖系统，包括：
[0037]数据采集模块，用于获取养殖场地、养殖设备以及养殖物种的实时数据以及历史数据；
[0038]构建模块，用于根据采集数据构建数字孪生管理系统；
[0039]信息传输模块，用于数据采集模块与构建模块之间的数据传输。
[0040]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开了一种滩涂海贝海螺物联网数字遥控养殖方法及系统，通过养殖场物理实体和虚拟模型间全要素、全过程和全系统的虚实映射和交互融合，形成虚实一体、迭代优化、以虚控实的运行模式，对养殖全过程的数据进行实时监测、对设备进行实时控制，能够实现耕种管收的智能管理，完成机械化精准高效高质养殖。
附图说明
[0041]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0042]图1为本专利技术的方法流程示意图；
[0043]图2为本专利技术的CAN总线结构图。
具体实施方式
[0044]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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0045]实施例1
[0046]本专利技术实施例公开了一种滩涂海贝海螺物联网数字遥控养殖方法，如图1所示，具体步骤为：
[0047]步骤1、获取养殖场地、养殖设备以及养殖物种的实时数据；
[0048]步骤2、根据养殖场地、养殖设备以及养殖物种的实时数据分别构建数字孪生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种滩涂海贝海螺物联网数字遥控养殖方法，其特征在于，具体步骤为：获取养殖场地、养殖设备以及养殖物种的实时数据；根据养殖场地、养殖设备以及养殖物种的实时数据分别构建数字孪生滩涂场景、养殖设备数字模型和养殖物种数字模型，并基于数字孪生滩涂场景、养殖设备数字模型和养殖物种数字模型构建数字孪生管理系统；将养殖场地、养殖设备以及养殖物种的实时数据映入构建好的数字孪生管理系统；并对实时数据进行分析和/或模拟运行，生成控制策略；根据控制策略向对应的养殖设备发送操作指令；其中，控制策略生成依赖养殖模型和生长模型获取，利用养殖模型获取物种养殖标准参数，利用生长模型获取物种健康控制与产量预测、翻耕与采捕决策；养殖模型的构建步骤为：获取养殖物种多个全生长周期的养殖数据；对养殖数据进行归一化处理；分析养殖物种各个生长阶段物种生长特征与养殖数据的相关性；使用Lasso特征选取模型提取出用于预测物种生长的关键特征；基于BP神经网络，利用获得的关键特征与物种生长阶段构建养殖模型；养殖物种的生长模型的构建步骤为：根据历史数据筛选出影响养殖物种生长的影响因子；利用相关性对影响因子进行筛选；根据筛选后的影响因子利用神经网络构建养殖物种的生长模型。2.根据权利要求1所述的一种滩涂海贝海螺物联网数字遥控养殖方法，其特征在于，数字孪生管理系统的构建步骤为：对养殖场地进行全要素采集，构建数字孪生滩涂场景；在数字孪生滩涂场景中按照养殖设备的采集数据进行养殖设备数字模型的构建；采集养殖物种数据构建养殖物种数字模型；基于养殖物种数字模型、数字孪生滩涂场景、养殖设备数字模型构建数字孪生预测与决策模型；基于物联网数据与数字模型建立通讯连接，将物理量实时映射至数字模型中。3.根据权利要求1所述的一种滩涂海贝海螺物联网数字遥控养殖方法，其特征在于，数字孪生管理系统包括物理设备层、数据孪生层、数据决策层与服务层四层架构，其中：物理设备层，包括耕、种、管、收综合数据平台，用于实现滩涂养殖的数据采集以及控制策略执行，数据种类包括：滩涂环境数据、养殖管理数据以及养殖设备数据；数据孪生层，用于保存数字模型并根据物理设备层的映射数据进行仿真；数据决策层，用于对物理设备层的映射数据进行解析、分析及存储，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶钧炳，陶钧甫，秦利明，徐瑛英，张文婷，李军，范杭有，陶松垒，
申请(专利权)人：杭州陶钩科技有限公司，
类型：发明
国别省市：