基于云平台与气象预测的智慧养殖系统技术方案

一种基于云平台与气象预测的智慧养殖系统，包括环境检测模块，控制模块，无线传输模块，具有预测功能的云平台。该系统能通过各种传感器检测出鱼塘指标并传输至云平台。根据不同种鱼类养殖环境指标，在云平台实时获取鱼塘当前水质环境检测数据，GPS定位模块传送的鱼塘的分布地以及鱼塘所在地未来天气指标预测情况，优化计算给出在未来一段时间鱼塘温度控制、pH值控制、水位控制、溶氧量控制、光照回路的最优设定值，并通过调节加热棒、加料、进出水泵、增氧机、光照设备等实现鱼塘的远程监控与自动控制。该实用新型专利技术利用气象预测和云平台技术，可以大大提升渔业养殖的自动化和智能化，根据鱼类养殖最佳环境指标实现鱼塘的智慧管理。

【技术实现步骤摘要】
基于云平台与气象预测的智慧养殖系统
本技术专利涉及养殖
、大数据分析领域、气象预报领域、通信领域、控制领域，具体涉及一种基于云平台与气象预测的智慧养殖系统。
技术介绍
丹麦、日本等一些水产养殖业较为发达的国家，已实现对养殖水体中的温度、pH值、氨氮、COD、BOD等多项具有重要意义的水质参数进行在线检测，以计算机技术、控制技术、通信技术为基础，通过某种通信网络将分布在目标现场的智能设备和控制中心连接起来，以实现对现场设备分散控制和集中管理的一种先进控制方式。从整体上看，西方经济发达国家水产养殖业已基本实现了水产养殖机械化、水产养殖品种良种化、水产养殖管理自动化、水产养殖技术专业化、水产养殖产品市场营销信息化。这标志着这些国家水产养殖业生产和装备的现代化水平相当高，如果不加快水产科技现代化的步伐，就有可能落后世界水产科技进步的进程。我国的水产养殖自动化普及情况不理想，养殖基础条件落后，全国大多数采用的都是简单的增氧机、投饵机等设备，水质监控，循环养殖等应用较少，自动化程度低。目前室内工厂化养殖需要采用自动化设备，室外大水面养殖场也需提高自动化养殖程度。实现鱼类养殖的机械化自动化，是我国目前水产生产的迫切需求。
技术实现思路
基于现有的技术不足，我们设计了一种基于云平台与气象预测的智慧养殖系统。所述系统包括环境检测模块，控制模块，无线传输模块，云平台。该系统能通过各种传感器检测出PH值，温度，湿度，溶氧量、水位等参数，并通过GPRS模块将数据传输至云平台。根据不同种鱼类养殖环境指标，所述系统在云平台实时获取鱼塘当前水质环境检测数据(pH值、温度、湿度、溶氧量、水位)，GPS定位模块传送的鱼塘的分布地以及鱼塘所在地未来天气指标预测情况(天气情况、风速等级、气压、湿度、降水量、降雨概率等)，优化计算给出鱼塘温度控制、pH值控制、水位控制、溶氧量控制、光照回路的最优设定值，通过调节加热棒、加料、进出水泵、增氧机、光照设备等实现鱼塘远程监控与自动控制。该技术利用气象预测和云平台技术，可以大大提升渔业养殖的自动化和智能化，根据鱼类养殖最佳环境指标实现鱼塘智慧化管理。本技术系统包括环境检测模块，控制模块，无线传输模块，云平台。所述环境检测模块包括溶氧量传感器、温湿度传感器、光强传感器、pH值传感器、水位测量传感器、摄像头，可以测出鱼塘水位、pH值、含氧量、鱼塘周围环境湿度、温度、光强，传送鱼塘的实时画面。所述的控制模块包括继电器组、监测显示屏、手动控制按钮、环境控制设备。所述环境控制设备包括：加热棒、饲料控制阀、增氧机、水泵、光照设备。所述加热棒、饲料控制阀、增氧机、水泵、光照设备与继电器组相连。所述的无线传输模块包括GPRS模块、GPS定位模块。所述的云平台可以自动获取环境检测模块采集的各个参数、鱼塘的分布地点、鱼塘所在地未来天气指标预测情况，优化计算给出鱼塘温度控制、pH值控制、水位控制、溶氧量控制、光照回路的最优设定值。所述的云平台可以根据计算出来的最优设定值，通过无线传输模块，对控制模块进行开启或者关闭的控制，实现鱼塘养殖的自动化和智能化。本技术实例是一种基于云平台与气象预测的智慧养殖系统。其技术效果如下：环境检测模块采用多种传感器，可以准确测出鱼塘水体参数及环境参数，拍摄鱼塘的实时图像并上传至云平台；通过根据不同鱼的种类、鱼塘种类调节参数，设备可实现对鱼塘全面有效的监控和控制；用户在任何时间，任何地点，使用手机、计算机、平板等移动设备进行登录，可以实时监控鱼塘的情况。所述控制设备包含多种控制器，可以根据云平台优化计算结果或者用户自主设定的参数对鱼塘进行控制，其优先级高于系统计算结果的优先级。所述设备可以确保水体在用户所需范围内，保证鱼塘鱼类的健康生长。云平台上可以自动采集用户鱼塘所在的地点以及所在地点的天气情况，并把未来的气象预测情况当作鱼塘环境系统的干扰量，带入自制算法并计算出各种鱼塘最优参数，计算结果将传送给目标用户并自动控制鱼塘中的环境控制设备。该系统适用于各种大规模养殖型鱼塘、复合型养殖鱼塘或大数量养殖基地，并可通过参数的调节以适应中小规模鱼塘。该系统的目标用户包括鱼塘管理人员，鱼塘安保人员，养殖操作工人等有关鱼塘养殖管理的人员。可以给不同的用户提供其最需要的鱼塘实时信息。一个目标客户可以同时添加、管理多个鱼塘。附图说明下面利用附图和实例为本新型系统进行进一步说明。图1为本新型实例所提供一种基于云平台与气象预测的智慧养殖系统结构进行说明。图中，各标号所示部件如下。1.主控制器2.数据处理模块3.执行单元4.GPRS5.鱼塘养殖池6.云平台10.水位检测传感器11.温湿度传感器12.pH传感器13.溶氧量传感器14.光强传感器15.加热棒16.饲料控制阀17.增氧机18.水泵19.光照设备20.摄像头模块21.GPS定位器图2为环境控制模块的具体结构。图3阐述了增氧机的工作条件。图4阐述了鱼塘环境pH值与执行机构之间关系。具体实施方式下面将结合本技术实例附图，对本技术实例技术进行说明。图一中所示环境检测模块包括数据处理模块2、溶氧量传感器13、温湿度传感器11、光强传感器14、pH值传感器12、水位测量传感器10，摄像头模块20。数据处理模块2对传感器接收到的数据做放大、转换成数字量、滤波等处理；摄像头模块20可以向云平台6传送鱼塘的实时画面。图一中所示的控制模块包括执行单元3、监测显示屏、手动控制按钮、环境控制设备。继电器组连接环境控制设备(加热棒15、饲料控制阀16、增氧机17、水泵18、光照设备19)，为之提供电源，使设备正常工作。图一中所示的无线传输模块包括GPRS模块4、GPS定位模块21。所述GPRS模块4用于将处理后的数据上传至云平台，把从单片机发送过来的IP包或基站传来的分组数据进行相应的处理后再转发。所述GPS定位模块21用于将鱼塘的地理位置发送给卫星。图一中所示云平台6可进行数据的获取、存储、优化和发送。通过GPS定位器21自动获取智能设备的地点，并将分布在不同地点的智能设备连接起来，以实现对智能设备的分散控制和集中管理。图一中所示云平台6可以将接收到的数据、计算出来的最佳优化控制值发送给用户。图一中所示云平台6通过卫星获取未来天气指标预测情况。遇到极端天气、超出控制模块的控制范围、大批鱼类死亡的异常情况，会对用户发出警告。云平台将根据环境检测数据(pH值、温度、湿度、溶氧量、水位)和所在地未来天气指标预测情况(天气情况、风速等级、气压、湿度、降水量、降雨概率等)进行计算，计算公式如下：氧气调节：通过环境检测模块和无线模块获取鱼塘中当前的氧容量，与计算的最优值作对比。鱼塘中的氧气需满足：每天必须不少于16小时的水体溶氧量在5mg/L以上，其余时间不得低于3m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于云平台与气象预测的智慧养殖系统，其特征在于，包括环境检测模块，控制模块，无线传输模块，云平台，所述环境检测模块与云平台通过无线传输模块相连接，所述控制模块与云平台通过无线传输模块相连接；/n所述环境检测模块包括溶氧量传感器、温湿度传感器、光强传感器、pH值传感器、水位测量传感器，用于鱼塘水位、pH值、含氧量、鱼塘周围环境湿度、温度、光强的测量；/n所述的控制模块包括继电器组、监测显示屏、手动控制按钮、环境控制设备；所述环境控制设备包括：加热棒、饲料控制阀、增氧机、水泵、光照设备；所述加热棒、饲料控制阀、增氧机、水泵、光照设备与继电器组相连；/n所述的无线传输模块包括GPRS模块、GPS定位模块；/n所述的云平台用于自动获取环境检测模块采集的各个参数、鱼塘的分布地点、鱼塘所在地未来天气指标预测情况，并计算给出鱼塘温度控制、pH值控制、水位控制、溶氧量控制、光照回路的最优设定值；/n所述的云平台通过无线传输模块，对控制模块进行开启或者关闭的控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于云平台与气象预测的智慧养殖系统，其特征在于，包括环境检测模块，控制模块，无线传输模块，云平台，所述环境检测模块与云平台通过无线传输模块相连接，所述控制模块与云平台通过无线传输模块相连接；
所述环境检测模块包括溶氧量传感器、温湿度传感器、光强传感器、pH值传感器、水位测量传感器，用于鱼塘水位、pH值、含氧量、鱼塘周围环境湿度、温度、光强的测量；
所述的控制模块包括继电器组、监测显示屏、手动控制按钮、环境控制设备；所述环境控制设备包括：加热棒、饲料控制阀、增氧机、水泵、光照设备；所述加热棒、饲料控制阀、增氧机、水泵、光照设备与继电器组相连；
所述的无线传输模块包括GPRS模块、GPS定位模块；
所述的云平台用于自动获取环境检测模块采集的各个参数、鱼塘的分布地点、鱼塘所在地未来天气指标预测情况，并计算给出鱼塘温度控制、pH值控制、水位控制、溶氧量控制、光照回路的最优设定值；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹欣羽，薄翠梅，季焱晶，白赵强，张一正，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32