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专利号: 2020105363115
申请人: 东营市惠泽农业科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于大数据的水产养殖业水体环境智能监测系统,其特征在于:包括水体区域划分模块、取样采集模块、水质参数检测模块、参数预处理模块、人工输入模块、参数存储数据库、水质参数分析模块、管理服务器、增氧调节终端和显示终端;

所述取样采集模块与水体区域划分模块连接,水质参数检测模块与取样采集模块连接,参数预处理模块与水质参数检测模块连接,水质参数分析模块分别与参数预处理模块、参数存储数据库和人工输入模块连接,管理服务器与水质参数分析模块连接,增氧调节终端与管理服务器连接,显示终端与管理服务器连接;

所述水体区域划分模块,用于对长方体养殖池的待检测养殖水体区域采用空间立体网格的划分方式划分为若干体积相同且相互连接的检测空间子区域,若干检测空间子区域按照预设的顺序进行编号,依次标记为1,2...i....n;

所述取样采集模块,包括若干取样采集管,用于对各检测空间子区域不同深度的水体进行取样,所述取样采集管,垂直安插在各检测空间子区域中,取样采集管按照水体不同深度等分为l段分取样管,分别对应检测空间子区域水体l种不同深度,分取样管分别从对应水体深度进行水体取样,对同一检测空间子区域内不同深度的取样水体按照水体深度由浅到深的顺序进行编号,依次标记为1,2,...f....l;

所述水质参数检测模块,包括若干水体检测设备,其分别安装在各检测空间子区域不同深度处与对应深度的分取样管连接,用于对分取样管取样后的水体中的溶氧量、水温、酸碱度、氮含量、磷含量和生化需氧量进行检测,对同一检测空间子区域不同取样水体检测的水质参数数据,构成同一检测空间子区域水体参数集合Wk(wk1,wk2,...,wkf,...,wkl),wkf表示为第k种水质参数中第f个取样水体对应的参数值,k表示为水质参数,k=p1,p2,p3,p4,p5,p6,p1,p2,p3,p4,p5,p6分别表示为水体中的溶氧量、水温、酸碱度、氮含量、磷含量、生化需氧量,以此,将统计的各检测空间子区域水体参数集合发送至参数预处理模块;

所述参数预处理模块,用于接收水质参数检测模块发送的各检测空间子区域水体参数集合,对同一检测空间子区域内各个水质参数进行平均值统计,得到各检测空间子区域内的水体参数平均值集合,并发送至水质参数分析模块;

所述参数存储数据库用于存储鱼在不同养殖阶段对应的标准水质参数,存储水体各富营养化等级对应的氮含量、磷含量和生化需氧量及水体各富营养化等级对应的水质污染影响系数分别为 存储不同水质养殖适宜度系数对应的鱼养殖密度;

所述人工输入模块,用于人工输入鱼当前的养殖阶段,发送至水质参数分析模块;

所述水质参数分析模块接收参数预处理模块发送的各检测空间子区域内的水体平均参数值集合,并接收人工输入模块发送的当前鱼所在的养殖阶段,提取参数存储数据库中该养殖阶段对应的标准水质参数,将接收的各检测空间子区域内的水体平均溶氧量、平均水温和平均酸碱度和与对应的当前鱼养殖阶段的标准水质参数中的标准溶氧量、标准水温和标准酸碱度进行对比,得到对比差值,并发送至管理服务器;

同时,水质参数分析模块将接收的各检测空间子区域内的水体平均氮含量、平均磷含量和平均生化需氧量和与对应的当前鱼养殖阶段的标准水质参数中的标准氮含量、标准磷含量和标准生化需氧量进行对比,若水体平均氮含量、平均磷含量和平均生化需氧量大于标准氮含量、标准磷含量和标准生化需氧量,则判定水体富营养化,提取参数存储数据库中水体各富营养化等级对应的氮含量、磷含量和生化需氧量,筛选该水体平均氮含量、平均磷含量和平均生化需氧量对应的水体富营养化等级,水质参数分析模块将各检测空间子区域内的水体营养化等级发送至管理服务器;

所述管理服务器用于接收水质参数分析模块发送的各检测空间子区域内的水体平均溶氧量、平均水温和平均酸碱度与标准溶氧量、标准水温和标准酸碱度的对比值及各检测空间子区域内的水体营养化等级,提取参数存储数据库中各水体营养化等级对应的水质污染影响系数,统计养殖水体区域的水质养殖适宜度系数,发送至显示终端;

所述管理服务器提取参数存储数据库中预设的不同水质养殖适宜度系数对应的鱼养殖密度,根据统计的养殖水体区域的水质养殖适宜度系数筛选该水质养殖适宜度系数对应的鱼养殖密度,发送至显示终端,并与养殖水体区域实际的鱼养殖密度进行对比,若养殖水体区域实际的鱼养殖密度大于该水质养殖适宜度系数对应的鱼养殖密度,则对养殖水体区域实际的鱼养殖密度进行调整;

同时,管理服务器将接收的各检测空间子区域内的水体平均溶氧量与标准溶氧量进行对比,若小于标准溶氧量,则筛选小于标准溶氧量的检测空间子区域,记为缺氧检测空间子区域,并将标准溶氧量与各缺氧检测空间子区域中的平均溶氧量进行差值对比,构成缺氧检测空间子区域溶氧量对比集合ΔP(Δp1,Δp2,...,Δpj,...Δpm),Δpj表示为标准溶氧量与第j个缺氧检测空间子区域的平均溶氧量间的差值,m表示为缺氧检测空间子区域的个数,管理服务器将缺氧检测空间子区域溶氧量对比集合发送至增氧调节终端,且接收增氧调节终端反馈的各缺氧检测空间子区域的增氧量,当反馈的各缺氧检测空间子区域的增氧量大于缺氧检测空间子区域溶氧量对比集合中各缺氧检测空间子区域溶氧量的对比差值,则发送停止增氧控制指令至增氧调节终端;

所述同一检测空间子区域内各个水质参数的平均值统计计算公式为 wkf

表示为第k个水质参数中第f个的取样水体对应的参数值,l表示为取样水体总数;

所述水质养殖适宜度系数的计算公式为

TR表示为

水体第R个富营养化等级对应的水质污染影响系数,R=1,2,3,|Δpi1|,|Δpi2|,|Δpi3|分别表示为第i个检测空间子区域的水体平均溶氧量、平均水温、平均酸碱度与对应当前鱼养殖阶段的标准水质参数中的标准溶氧量、标准水温、标准酸碱度的对比差值的绝对值;

所述增氧调节终端,包括增氧机,接收管理服务器发送的缺氧检测空间子区域溶氧量对比集合,打开增氧机的流量阀,对各缺氧检测空间子区域进行增氧,其各缺氧检测空间子区域的增氧量与对应缺氧检测空间子区域溶氧量对比集合中的对比值保持一致,并实时采集增氧量,将采集的增氧量发送至管理服务器,接收管理服务器发送的停止增氧指令,关闭增氧机的流量阀;

所述显示终端用于接收管理服务器发送的养殖水体区域的水质养殖适宜度系数和该水质养殖适宜度系数对应的鱼养殖密度,并进行显示。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水产养殖业水体环境智能监测系统,其特征在于:所述各检测空间子区域不同深度的水体取样容积相同。

3.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水产养殖业水体环境智能监测系统,其特征在于:所述取样采集管的个数与检测空间子区域的个数相同,且每个取样采集管的高度应不低于养殖水体区域水的深度。

4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水产养殖业水体环境智能监测系统,其特征在于:所述水体不同富营养化等级对应的水质污染影响系数对应的大小顺序分别为

5.根据权利要求1所述的一种基于大数据的水产养殖业水体环境智能监测系统,其特征在于:所述养殖水体区域实际的鱼养殖密度的统计方法包括以下几个步骤:S1:采集养殖池的长度、宽度和水深度,统计养殖池的容积,记为V,V=L*K*H,L表示为养殖池的长度,K表示为养殖池的宽度,H表示为养殖池的水深度;

S2:从养殖池中随机打捞出a条鱼,并做上记号;

S3:将打捞的已做上记号的a条鱼重新放回养殖池中;

S4:在固定时间间隔后,等捞出的鱼与养殖池中的鱼完全混合后,重新随机从养殖池中打捞出b条鱼,并统计作了记号的鱼的条数c;

S5:统计养殖水体区域中鱼的总数,记为X,

S6:根据养殖池的容积,统计养殖水体区域的实际鱼养殖密度,记为ρ,