【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及深海水质监测，具体为一种深远海碳纤维养殖网箱的水质实时监测方法及系统。
技术介绍
1、深远海网箱养殖技术起源于20世纪70年代的美国，随后在挪威、日本等多个国家得到了广泛的研究和应用。这种养殖方式主要是利用现代工程技术和装备，在深海环境中构建一个稳定的养殖空间，以拓展养殖海域、提高养殖效率，并实现水产养殖业的可持续发展。深海养殖网箱主要由框架系统、网囊、固定系统和配套设施组成，利用固定平台的相互作用及箱体的自身特点把箱体降到水下限定的深度。深海养殖网箱作为一种高效的养殖方式，在我国沿海地区得到了广泛的应用。然而，由于深海环境复杂多变，水质监测成为确保养殖效果的关键。
2、目前，传统深远海养殖网箱的水质监测方法采用定期采样检测的方式进行水质分析，数据采集延迟高，分析结果不具备及时有效性，并且海洋水质会随着不同的时间段而发生变化，传统深远海养殖网箱的水质监测方法判断逻辑单一，预警管控措施响应速度慢，经济保障性低。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种深远海碳纤维养殖网箱的水质实时监测方法及系统，具备实时监测分析更精准有效、预警管控措施更完善经济保障性更高等优点，解决了传统深远海养殖网箱的水质监测方法延迟高分析结果不具备及时有效性，预警管控措施响应速度慢经济保障性低的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种深远海碳纤维养殖网箱的水质实时监测
5、步骤一、将多个安装有水质传感器的深远海碳纤维养殖网箱投放至指定海域，并通过水质传感器实时监测养殖网箱内的水质指标；
6、步骤二、数据采集器通过网络连接水质传感器实时采集水质指标数据，并传输至数据处理器；
7、步骤三、数据处理器接收并处理分析采集到的水质指标数据，分析生成对应的水质监测报告；
8、步骤四、网络通讯设备将水质监测报告实时传输至用户终端，若监测到的水质指标超出标准范围时，警报器输出报警信号，提醒管理人员及时调整养殖策略。
9、优选的，所述深远海碳纤维养殖网箱设置为碳纤维材质，且每个深远海碳纤维养殖网箱均为拼接结构，所述水质传感器包括溶解氧传感器、ph值传感器、浊度传感器、盐度传感器、水温传感器和水质分析仪，所述水质指标包括溶氧量、ph值、浊度、无机盐度、温度、氨氮含量和亚硝酸盐含量。
10、优选的，所述数据采集器采用差分信号传输技术网络连接水质传感器实时采集水质指标数据，所述数据采集器设置有存储卡，数据采集器将实时采集到的水质指标数据传输至数据处理器的同时，将实时采集到的水质指标数据备份至存储卡，所述数据处理器使用现场可编程门阵列fpga芯片作为核心，处理分析实时采集到的水质指标数据，分析生成对应的水质监测报告。
11、优选的，一种深远海碳纤维养殖网箱的水质实时监测系统，包括多维采集模块、水质分析模块和预警管控模块；
12、所述多维采集模块包括养殖数据单元、水质数据单元和标准数据单元，所述养殖数据单元通过网络连接中央控制系统采集养殖数据集，并进行编号后传输至水质数据单元，所述水质数据单元通过网络连接数据采集器采集水质数据集，并进行编号后传输至水质分析模块，所述标准数据单元通过网络连接数据库采集标准数据集，并进行编号后传输至水质分析模块，所述多维采集模块通过网络连接水质分析模块；
13、所述水质分析模块包括实时监测单元和同比分析单元，所述实时监测单元根据养殖数据集、水质数据集和标准数据集，计算生成监测数据组jcsj，并通过网络传输至同比分析单元，所述同比分析单元根据监测数据组jcsj和标准数据集，计算生成同比指数tbzs，所述水质分析模块通过网络连接预警管控模块；
14、所述预警管控模块包括检测警报单元和养殖管理单元，所述预警管控模块根据监测数据组jcsj、同比指数tbzs和标准数据集，判断生成对应的水质监测报告，所述检测警报单元根据水质监测报告对应连接警报器输出报警信号，所述养殖管理单元根据水质监测报告对应连接用户终端输出投放建议。
15、优选的，所述养殖数据单元根据养殖数据集特征对每个深远海碳纤维养殖网箱的养殖品种和投放深度数据进行编号，所述养殖数据集编号为pz表示深远海碳纤维养殖网箱内的养殖品种数据，sd表示深远海碳纤维养殖网箱的投放深度数据，所述水质数据单元根据水质数据集特征对每个深远海碳纤维养殖网箱内的水质指标数据进行编号，所述水质数据集编号为sz1、sz2、sz3、...szn，所述水质数据集的数字编号与养殖数据集的数字编号一一对应。
16、优选的，所述标准数据集包括养殖标准数据集、水质标准数据集、容差阈值数据集和监测阈值标准，所述标准数据单元根据标准数据集特征对其进行编号，所述标准数据集编号为ckyz、cksz、ckrc和ckjc。
17、优选的，所述实时监测单元根据养殖数据集、水质数据集和标准数据集，计算生成监测数据组jcsj，其计算公式如下：
18、
19、公式中，jcsj表示监测数据组，表示限定统一时间段的情况下，计算养殖标准数据集中养殖品种对应所需的投放深度标准与深远海碳纤维养殖网箱实际投放深度数据的差值，∑t(cksz-szn)表示限定统一时间段的情况下，计算水质标准数据集中养殖品种对应所需的水质标准与深远海碳纤维养殖网箱实际水质指标的差值。
20、优选的，所述同比分析单元根据监测数据组jcsj和标准数据集，计算生成同比指数tbzs，其计算公式如下：
21、
22、公式中，tbzs表示同比指数，表示限定统一时间段的情况下，将监测数据组中的投放深度差值和水质指标差值与容差阈值数据集中的投放深度容差阈值和水质指标容差阈值进行对比。
23、优选的，所述监测数据组jcsj中任意一项数据为负数或超过监测阈值标准ckjc时，预警管控模块判断深远海碳纤维养殖网箱内的水质指标异常，并对应生成水质异常监测报告，所述监测数据组jcsj中所有数据均为正数且未超过监测阈值标准ckjc时，预警管控模块判断深远海碳纤维养殖网箱内的水质指标正常，并对应生成水质正常监测报告，所述同比指数tbzs大于1时，预警管控模块判断深远海碳纤维养殖网箱内的水质指标异常，并对应生成水质异常监测报告，所述同比指数tbzs小于等于1时，预警管控模块判断深远海碳纤维养殖网箱内的水质指标正常，并对应生成水质正常监测报告。
24、优选的，所述水质正常监测报告和水质异常监测报告均包含养殖数据集、水质数据集、标准数据集、监测数据组jcsj和同比指数tbzs，所述检测警报单元根据水质异常监测报告网络连接警报器输出报警信号，提醒管理人员调整投放深度或更换海域，所述养殖管理单元根据水质正常监测报告网络连接用户终端，建议管理人员增加深远海碳纤维养殖网箱的投放。
25、与现有技术相比，本专利技术提供了一种深远海碳本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种深远海碳纤维养殖网箱的水质实时监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种深远海碳纤维养殖网箱的水质实时监测方法，其特征在于：所述深远海碳纤维养殖网箱设置为碳纤维材质，且每个深远海碳纤维养殖网箱均为拼接结构，所述水质传感器包括溶解氧传感器、pH值传感器、浊度传感器、盐度传感器、水温传感器和水质分析仪，所述水质指标包括溶氧量、pH值、浊度、无机盐度、温度、氨氮含量和亚硝酸盐含量。
3.根据权利要求2所述的一种深远海碳纤维养殖网箱的水质实时监测方法，其特征在于：所述数据采集器采用差分信号传输技术网络连接水质传感器实时采集水质指标数据，所述数据采集器设置有存储卡，数据采集器将实时采集到的水质指标数据传输至数据处理器的同时，将实时采集到的水质指标数据备份至存储卡，所述数据处理器使用现场可编程门阵列FPGA芯片作为核心，处理分析实时采集到的水质指标数据，分析生成对应的水质监测报告。
4.一种深远海碳纤维养殖网箱的水质实时监测系统，其特征在于：包括多维采集模块、水质分析模块和预警管控模块；
5.根据权利要求4所述的
6.根据权利要求5所述的一种深远海碳纤维养殖网箱的水质实时监测系统，其特征在于：所述标准数据集包括养殖标准数据集、水质标准数据集、容差阈值数据集和监测阈值标准，所述标准数据单元根据标准数据集特征对其进行编号，所述标准数据集编号为CKyz、CKsz、CKrc和CKjc。
7.根据权利要求6所述的一种深远海碳纤维养殖网箱的水质实时监测系统，其特征在于：所述实时监测单元根据养殖数据集、水质数据集和标准数据集，计算生成监测数据组Jcsj，其计算公式如下：
8.根据权利要求7所述的一种深远海碳纤维养殖网箱的水质实时监测系统，其特征在于：所述同比分析单元根据监测数据组Jcsj和标准数据集，计算生成同比指数Tbzs，其计算公式如下：
9.根据权利要求8所述的一种深远海碳纤维养殖网箱的水质实时监测系统，其特征在于：所述监测数据组Jcsj中任意一项数据为负数或超过监测阈值标准CKjc时，预警管控模块判断深远海碳纤维养殖网箱内的水质指标异常，并对应生成水质异常监测报告，所述监测数据组Jcsj中所有数据均为正数且未超过监测阈值标准CKjc时，预警管控模块判断深远海碳纤维养殖网箱内的水质指标正常，并对应生成水质正常监测报告，所述同比指数Tbzs大于1时，预警管控模块判断深远海碳纤维养殖网箱内的水质指标异常，并对应生成水质异常监测报告，所述同比指数Tbzs小于等于1时，预警管控模块判断深远海碳纤维养殖网箱内的水质指标正常，并对应生成水质正常监测报告。
10.根据权利要求9所述的一种深远海碳纤维养殖网箱的水质实时监测系统，其特征在于：所述水质正常监测报告和水质异常监测报告均包含养殖数据集、水质数据集、标准数据集、监测数据组Jcsj和同比指数Tbzs，所述检测警报单元根据水质异常监测报告网络连接警报器输出报警信号，提醒管理人员调整投放深度或更换海域，所述养殖管理单元根据水质正常监测报告网络连接用户终端，建议管理人员增加深远海碳纤维养殖网箱的投放。
...【技术特征摘要】
1.一种深远海碳纤维养殖网箱的水质实时监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种深远海碳纤维养殖网箱的水质实时监测方法，其特征在于：所述深远海碳纤维养殖网箱设置为碳纤维材质，且每个深远海碳纤维养殖网箱均为拼接结构，所述水质传感器包括溶解氧传感器、ph值传感器、浊度传感器、盐度传感器、水温传感器和水质分析仪，所述水质指标包括溶氧量、ph值、浊度、无机盐度、温度、氨氮含量和亚硝酸盐含量。
3.根据权利要求2所述的一种深远海碳纤维养殖网箱的水质实时监测方法，其特征在于：所述数据采集器采用差分信号传输技术网络连接水质传感器实时采集水质指标数据，所述数据采集器设置有存储卡，数据采集器将实时采集到的水质指标数据传输至数据处理器的同时，将实时采集到的水质指标数据备份至存储卡，所述数据处理器使用现场可编程门阵列fpga芯片作为核心，处理分析实时采集到的水质指标数据，分析生成对应的水质监测报告。
4.一种深远海碳纤维养殖网箱的水质实时监测系统，其特征在于：包括多维采集模块、水质分析模块和预警管控模块；
5.根据权利要求4所述的一种深远海碳纤维养殖网箱的水质实时监测系统，其特征在于：所述养殖数据单元根据养殖数据集特征对每个深远海碳纤维养殖网箱的养殖品种和投放深度数据进行编号，所述养殖数据集编号为pz表示深远海碳纤维养殖网箱内的养殖品种数据，sd表示深远海碳纤维养殖网箱的投放深度数据，所述水质数据单元根据水质数据集特征对每个深远海碳纤维养殖网箱内的水质指标数据进行编号，所述水质数据集编号为sz1、sz2、sz3、...szn，所述水质数据集的数字编号与养殖数据集的数字编号一一对应；
6.根据权利要求5所述的一种深远海碳纤维养殖网箱的水质实时监测系统，其特征在于：所述标准数据集包括养殖标准数据集...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢德年，冯永华，
申请(专利权)人：中关村兰德科教创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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