一种刺参智能化养殖监控捕收系统及实现方法技术方案

本发明专利技术提供一种刺参智能化养殖监控捕收系统，包括传感器设备、数据收发器、浮漂通信设备、岸基数据中心，所述岸基数据中心包括传感器网络组建模块、坐标系创建模块、计算模块、无向图生成模块、传感器检测模块、外部数据接收模块、天气判断模块、传感器控制模块；解决了现有技术中养殖设备所营造的环境不利于刺参的成长，降低刺参的成活率，实现了将牡蛎壳合理的利用，节省了成本，减少资源的浪费，并且不会造成环境污染，养殖刺参造价低廉、聚参效果明显、刺参回捕率高，并且易于操作和收获、不易淤积，掌握刺参的实时发育情况，实现智能监测和捕捞。捕捞。捕捞。

【技术实现步骤摘要】
一种刺参智能化养殖监控捕收系统及实现方法


[0001]本专利技术涉及渔业和计算机领域，尤其涉及一种刺参智能化养殖监控捕收系统及实现方法。

技术介绍

[0002]刺参是我国一种重要的传统海产品，自古便有“海八珍”之首的美誉。随着我国人均可支配收入的增长及刺参产业的逐渐规范化，我国刺参产业一直处于扩张态势。
[0003]目前，商品刺参大多都是人工养殖。现有的养殖方式是将刺参置于养殖箱体内，饲喂微生物和动、植物碎屑等食物。我国专利申请号：CN201811046435.4；公开日：2019.01.15公开了一种刺参养殖及自动捕捞设备，包括养殖箱、捕捞装置、遮阳装置、清洁装置和投食装置，所述养殖箱上端设有一个开口，捕捞装置设置有横移机构和纵向移动机构，所述横移机构对称安装在养殖箱的开口上，纵向移动机构固定安装在横移机构上，遮阳装置包括有转动机构和收缩机构，所述转动机构安装在养殖箱的侧壁上，收缩机构设置在转动机构的末端，清洁装置设置在养殖箱内靠近底部的位置，投食装置固定安装在养殖箱的侧部，所述养殖箱内还设有多个附着基，所述附着基为半圆柱状结构,本装置提高了养殖刺参的存活率，以及可以自动捕捞刺参。
[0004]但本申请专利技术人在实现本申请实施例中专利技术技术方案的过程中，发现现有技术及上述技术至少存在如下技术问题：现有技术一般是向海底投石来形成礁体，但是大量投放礁石造成海底环境改变，目前政府已经进行相应的管控。而上述技术养殖箱底层的水体容易产生分层和缺氧的问题，所营造的环境不利于刺参的成长，同时，在遮荫后，底泥容易窝赃发臭，容易发酵，产生有毒有害物质，降低刺参的成活率；且应用了大量的动力源，设备的耗电量较大，造价和运行成本较高，不利于掌握刺参的实时发育情况，不够智能化。

技术实现思路

[0005]本申请实施例通过提供一种刺参智能化养殖监控捕收系统，解决了现有技术中养殖设备所营造的环境不利于刺参的成长，降低刺参的成活率；设备的耗电量较大，造价和运行成本较高，不利于掌握刺参的实时发育情况，不够智能化。实现了将牡蛎壳合理的利用，节省了成本，减少资源的浪费，并且不会造成环境污染，养殖刺参造价低廉、聚参效果明显、刺参回捕率高，并且易于操作和收获、不易淤积，掌握刺参的实时发育情况，实现智能监测和捕捞。
[0006]本申请提供了一种刺参智能化养殖监控捕收系统具体包括以下技术方案：
[0007]一种刺参智能化养殖监控捕收系统，通过对水下传感器网络拓扑和传感器网络的监测频率进行优化，提高监测性能，实现刺参的智能化养殖监控，并基于准确的数据展示确定捕收时间，方便刺参捕收。
[0008]优选的，所述的刺参智能化养殖监控捕收系统包括以下部分：
[0009]传感器设备、数据收发器、浮漂通信设备、岸基数据中心，所述岸基数据中心包括
传感器网络组建模块、坐标系创建模块、计算模块、无向图生成模块、传感器检测模块、外部数据接收模块、天气判断模块、传感器控制模块；
[0010]所述传感器网络组建模块，用于接收采集数据，并通过各传感器及其邻居节点集构建牡蛎生态礁传感器网络G，并将组建后的传感器网络通过数据连接的方式发送给坐标系创建模块；
[0011]所述计算模块，用于计算位移几何矩阵、刚度矩阵、传感器网络中边的连接概率、连接权重、传感器节点间的通信信任值和链路信任值、无向图的传输性能，将计算结果通过数据连接的方式发送给无向图生成模块；同时，所述计算模块计算采集数据的三次平滑值、监测频率的调整因子和优化后的监测频率，将优化后的监测频率和天气判断结果通过数据连接的方式发送给传感器控制模块；
[0012]所述无向图生成模块，用于根据边的连接权重构建第一最小生成树和第二最小生成树，合并得到无向图。将无向图的连接方式通过数据连接的方式发送给传感器控制模块。
[0013]优选的，刺参智能化养殖监控捕收系统的实现方法，包括以下步骤：
[0014]S1.组装牡蛎壳和移动笼，投入海底形成牡蛎生态礁，在牡蛎生态礁上安装传感器设备和数据收发器，浮漂上安装浮漂通信设备；
[0015]S2.构建牡蛎生态礁传感器网络，在牡蛎生态礁传感器网络范围内建立整体坐标系和自然坐标系，基于传感器网络刚度矩阵得到传感器网络中边的连接权重，通过构建最小生成树得到无向图，并计算无向图的传输性能，得到最优刚度牡蛎生态礁传感器网络拓扑；
[0016]S3.使用基于指数平滑法的监测频率计算方法，对含有趋势和季节性的时间序列进行预测，优化传感器的监测频率，将牡蛎生态礁的数据展示给用户，方便用户实时查看刺参养殖的情况，并在适当的时间进行捕捞。
[0017]优选的，所述的刺参智能化养殖监控捕收系统的实现方法，所述步骤S1具体包括：
[0018]把若干个移动笼投放到海底，N个移动笼的底部集中固定在同一位置，固定点通过连接绳与浮漂相连，浮漂浮在水面上，便于确定具体位置，浮漂上安装有浮漂通信设备，以便将接收到的采集数据增强信号后发送给岸基数据中心。
[0019]优选的，刺参智能化养殖监控捕收系统的实现方法，所述步骤S2具体包括：
[0020]利用复合函数求导的规则得到位移几何矩阵，由位移几何矩阵得到牡蛎生态礁传感器网络拓扑的刚度矩阵，基于传感器网络刚度矩阵计算牡蛎生态礁传感器网络中边的连接概率，将牡蛎生态礁传感器网络中边的连接概率的倒数作为边的连接权重，基于牡蛎生态礁传感器网络中边的连接权重构建第一最小生成树和第二最小生成树，将第一最小生成树与第二最小生成树合并，得到无向图。
[0021]优选的，刺参智能化养殖监控捕收系统的实现方法，所述步骤S2具体包括：根据一段时间内传感器节点间成功交互的次数s和不成功交互的次数s
′
，计算传感器节点间的通信信任值，根据一段时间内传感器节点间所传输数据包的误包率PLR和丢包率PER，计算传感器节点间的链路信任值，根据通信信任值和链路信任值得到当前无向图的传输性能，基于传输性能从无向图中选出最终的传输路线，即得到传输性能最高的唯一一条传输路径，得到最优刚度牡蛎生态礁传感器网络拓扑。
[0022]优选的，刺参智能化养殖监控捕收系统的实现方法，所述步骤S3具体包括：
[0023]基于初始监测周期，选取相同监测状况下连续三个周期数据的平均值为一次平滑值，然后随机选取当前监测状况下连续两个周期数据与一次平滑值的平均值为二次平滑值，根据一次平滑值和二次平滑值计算三次平滑值，根据平滑值计算监测频率的调整因子，根据监测频率的调整因子，对监测周期进行调整。
[0024]优选的，刺参智能化养殖监控捕收系统的实现方法，所述步骤S3具体包括：
[0025]传感器网络根据采集牡蛎生态礁的数据展示给用户，方便用户实时查看刺参养殖的情况，当用户确定刺参发育情况达到捕捞程度时，每年的春秋两季都可以进行捕捞，可直接通过牡蛎生态礁上的定位设备找到大概的海域位置，然后通过浮漂确定具体位置，在捕捞过程中，由于刺参生活在移动笼中，可直接将牡蛎生态礁整体捕捞，从而完本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种刺参智能化养殖监控捕收系统，其特征在于：通过对水下传感器网络拓扑和传感器网络的监测频率进行优化，提高监测性能，实现刺参的智能化养殖监控，并基于准确的数据展示确定捕收时间，方便刺参捕收。2.如权利要求1所述的刺参智能化养殖监控捕收系统，其特征在于，包括以下部分：传感器设备、数据收发器、浮漂通信设备、岸基数据中心，所述岸基数据中心包括传感器网络组建模块、坐标系创建模块、计算模块、无向图生成模块、传感器检测模块、外部数据接收模块、天气判断模块、传感器控制模块；所述传感器网络组建模块，用于接收采集数据，并通过各传感器及其邻居节点集构建牡蛎生态礁传感器网络G，并将组建后的传感器网络通过数据连接的方式发送给坐标系创建模块；所述计算模块，用于计算位移几何矩阵、刚度矩阵、传感器网络中边的连接概率、连接权重、传感器节点间的通信信任值和链路信任值、无向图的传输性能，将计算结果通过数据连接的方式发送给无向图生成模块；同时，所述计算模块计算采集数据的三次平滑值、监测频率的调整因子和优化后的监测频率，将优化后的监测频率和天气判断结果通过数据连接的方式发送给传感器控制模块；所述无向图生成模块，用于根据边的连接权重构建第一最小生成树和第二最小生成树，合并得到无向图。将无向图的连接方式通过数据连接的方式发送给传感器控制模块。3.一种利用权利要求1的系统的刺参智能化养殖监控捕收系统的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.组装牡蛎壳和移动笼，投入海底形成牡蛎生态礁，在牡蛎生态礁上安装传感器设备和数据收发器，浮漂上安装浮漂通信设备；S2.构建牡蛎生态礁传感器网络，在牡蛎生态礁传感器网络范围内建立整体坐标系和自然坐标系，基于传感器网络刚度矩阵得到传感器网络中边的连接权重，通过构建最小生成树得到无向图，并计算无向图的传输性能，得到最优刚度牡蛎生态礁传感器网络拓扑；S3.使用基于指数平滑法的监测频率计算方法，对含有趋势和季节性的时间序列进行预测，优化传感器的监测频率，将牡蛎生态礁的数据展示给用户，方便用户实时查看刺参养殖的情况，并在适当的时间进行捕捞。4.如权利要求3所述的刺参智能化养殖监控捕收系统的实现方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：把若干个移动笼投放到海底，N个移动笼的底部集...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斐，苏博，杨冬铭，汪建平，张超，李斌，王佳莹，孙硕，王腾腾，
申请(专利权)人：山东省海洋资源与环境研究院山东省海洋环境监测中心，山东省水产品质量检验中心，
类型：发明
国别省市：