阅读说明：本技术 基于物联网及大数据的水产养殖风险降低系统 ([db:专利名称-en]) 是由 张得群 何昊晨 辛后攀 李�昊 陈志杰 王慧敏 何华 于 2019-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种基于物联网及大数据的水产养殖风险降低系统,包括：多个水质传感器实时采集养殖区域的水质信号；AD转换模块对水质信号进行模数转换,转换为水质数据；控制器接收水质数字信号,并将水质数字信号发送至通信模块；通信模块将水质数字信号发送至云端数据中心；云端数据中心将水质数据推送至对应的用户的APP,供用户进行查看,当所水质数据低于对应阈值时,自动向用户发送通知,由云端数据中心通过通信模块发送远程控制指令至对应对继电器,由继电器控制对应的设备完成动作,调节水质数据。本发明实现了自动监控、反馈、远程控制执行,并能够将实时数据和状态反馈给农户,节省了人力的同时,提高了管理效率,降低了养殖风险。([db:摘要-en])

基于物联网及大数据的水产养殖风险降低系统

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，特别涉及一种基于物联网及大数据的水产养殖风险降低系统。

背景技术

在水产养殖业中，对养殖区域水质等因素的实时监控，对于农户至关重要。但是由人力实时监控养殖区域，耗费人力大。农户没有足够的精力和财力照顾到每片养殖区域，从而就导致在养殖区域的水质发生恶化时，农户不能及时发现，从而影响鱼苗的生长，增加了水产养殖的风险。并且，即使农户发现，也无法马上调节设备，效率很低。

如何实现一种自动监控、反馈执行并全天实时监控的风险降低的养殖管理系统，是当前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种基于物联网及大数据的水产养殖风险降低系统。

为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种基于物联网及大数据的水产养殖风险降低系统，包括：多个水质传感器，用于实时采集所述养殖区域的水质信号；AD转换模块，所述AD转换模块与每个所述水质传感器连接，用于对所述水质信号进行模数转换，转换为水质数据；控制器，所述控制器与所述视觉图像传感器和所述AD转换模块连接，用于接收所述水质数字信号，并将所述水质数字信号发送至通信模块；所述通信模块将所述水质数字信号发送至云端数据中心；所述云端数据中心将所述水质数据推送至对应的用户的APP，供用户进行查看，当所水质数据低于对应阈值时，自动向用户发送通知，由所述云端数据中心通过所述通信模块发送远程控制指令至对应对继电器，由所述继电器控制对应的设备完成动作，调节所述水质数据；所述用户通过APP将所述水质数据与预存的疾病及症状数据库进行检索和自诊，以判断是否出现鱼病。

进一步，所述水质数据包括：溶解氧指标数据、水温数据和PH值数据。

进一步，还包括：视觉图像传感器，用于实时采集养殖区域的图像数据，并将所述图像数据发送至所述控制器，由所述控制器通过所述通信模块发送至所述云端数据中心，以实现对养殖区域的视频监控。

进一步，所述云端数据中心还用于获取当前地区的气象信息和气象灾害预警信息，并推送至用户的APP上。

进一步，所述云端数据中心还用于根据所述气象数据和水质数据建立日均水温-日均气温关系模型、旬水温-旬气温关系模型和最低溶解氧-日均水温关系模型。

进一步，所述日均水温-日均气温关系模型

WT＝1.67+0.3846T+0.6108WT₁

其中，WT表示当天平均水温，T表示当天平均气温，WT₁表示前一天平均水温；

所述旬水温-旬气温关系模型

XWT＝2.637+0.7815XT+0.1836XWT₁

其中，XWT表示旬平均水温，XT表示旬平均气温，XWT₁表示上一旬平均水温；

所述最低溶解氧-日均水温关系模型

DO＝-5.51lnWT+22.31

其中，DO表示最低溶解氧，WT表示日均气温。

进一步，所述云端数据中心还用于设置设备对定时开关和远程操作指令，通过所述通信模块向对应的设备发送远程操作指令，以控制对应的设备定时启停。

进一步，所述云端数据中心获取同一地区不同养殖户的养殖图像，并根据采集到的农户的养殖信息进行相似性评估，当一个农户执行特定操作或者发生病害时，则对与其在同一相似组中的其他农户推荐相同操作或者风险预警，并给出风险指数。

根据本发明实施例的基于物联网及大数据的水产养殖风险降低系统，可以实时采集养殖区域的水质数据和图像数据，然后反馈给云端数据中心，再由云端数据中心推送至用户APP，由用户通过APP实时查看监控，当判断出现问题超出阈值时，及时发出提醒，并远程控制对应的设备进行动作，从而调节出现问题的水质数据，避免情况恶化，降低了养殖风险。本发明实现了自动监控、反馈、远程控制执行，并能够将实时数据和状态反馈给农户，节省了人力的同时，提高了管理效率，降低了养殖风险。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的基于物联网及大数据的水产养殖风险降低系统的结构图；

图2为根据本发明实施例的基于物联网及大数据的水产养殖风险降低系统的示意图；

图3为根据本发明实施例的实时水质与水质综合评估的界面图；

图4为根据本发明实施例的溶解氧阈值设置的界面图；

图5为根据本发明实施例的增氧机自动控制的界面图；

图6为根据本发明实施例的生产设备定时控制设置的界面图；

图7为根据本发明实施例的生产设备远程控制的界面图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1和图2所示，本发明实施例的基于物联网及大数据的水产养殖风险降低系统，包括：多个水质传感器1、AD转换模块2、控制器3、通信模块4、云端数据中心5。

具体的，多个水质传感器1用于实时采集养殖区域的水质信号，实现对养殖区域的水质监测，基于实施监测数据降低风险。

AD转换模块2与每个水质传感器1连接，用于对水质信号进行模数转换，转换为水质数据。

在本发明的实施例中，水质数据包括：溶解氧指标数据、水温数据和PH值数据等指标数据。需要说明的是，水质数据的内容不限于上述举例，还可以包括其他类型的指标数据，根据用户的监测需要进行设置，在此不再赘述。

控制器3与视觉图像传感器9和AD转换模块2连接，用于接收水质数字信号，并将水质数字信号发送至通信模块4。通信模块4将水质数字信号发送至云端数据中心5。云端数据中心5将水质数据推送至对应的用户的APP6，供用户进行查看，当所水质数据低于对应阈值时，自动向用户发送通知，由云端数据中心5通过通信模块4发送远程控制指令至对应对继电器7，由继电器7控制对应的设备8完成动作，调节水质数据。

下面以溶解氧为例进行说明。

水质传感器1每5分钟上报一次数据，用户可在APP6上实时看到数据。溶解氧是水产养殖过程中重要的水质指标，关系到养殖主体的生命安全。图4为根据本发明实施例的溶解氧阈值设置的界面图。当溶解氧指标低于用户在APP6上设定的溶解氧阈值之后，以微信和/或短信方式通知农户，并远程向增氧机对应的继电器7发送开启指令，由继电器7控制自动打开增氧机进行增氧操作。图5为根据本发明实施例的增氧机自动控制的界面图。当溶解氧阈值达到用户设定的最高阈值时，如果增氧机是开启状态，将以微信和/或短信方式通知农户，并自动关闭增氧机开关，以达到节能省电目的。

在本发明的又一个实施例中，用户通过APP6将水质数据与预存的疾病及症状数据库进行检索和自诊，以判断是否出现鱼病。

具体的，系统整合水产专家及鱼病远程诊断系统，当病害发生时，农户可根据系统内的疾病及症状数据库进行检索和自诊，同时预约专家诊断。专家诊断以远程视频为手段，必要时结合到现场进行诊断，并结合系统所采集的近期内的水质数据，以此提供安全科学的用药指导，有效降低疾病造成的二次损失及蔓延风险。在不同的鱼类不同生长期阶段，系统也会将饵料、疾病预防性用药及措施等信息以微信方式推送给农户，做到科学养殖，降低风险。

此外，本发明实施例的基于物联网及大数据的水产养殖风险降低系统，还包括：视觉图像传感器9，用于实时采集养殖区域的图像数据，并将图像数据发送至控制器3，由控制器3通过通信模块4发送至云端数据中心5，以实现对养殖区域的视频监控。此外，本发明可以通过采集到的图像数据实现养殖画像与操作同步建议。

具体的，云端数据中心5获取同一地区不同养殖户的养殖图像，并根据采集到的农户的养殖信息进行相似性评估。其中，农户的养殖新型包括：养殖面积、养殖种类、投苗时间、鱼苗大小等信息。

根据用户的操作记录及每天记录的生产日志(如投饵量、投饵种类、吃食情况)等信息，对同一地区不同养殖户进行养殖画像，对其相似性进行评估。当一个农户执行特定操作或者发生病害时，则对与其在同一相似组中的其他农户推荐相同操作或者风险预警，并给出特定的风险指数。

本发明整合了视频监控和远程控制的功能，通过视频监控，用户可以减少巡堂次数，降低偷盗风险，事故发生后录像回放可以还原事故现场。

另外，云端数据中心5还用于获取当前地区的气象信息和气象灾害预警信息，并推送至用户的APP6上。具体来说，气象条件时影响水产养殖生产的重要因素，系统实时接入国家气象局发布的各地区的最新气象灾害预警信息，从而可以做到第一时间微信和/或短信通知到户，提前防范。

云端数据中心5还可以根据观测的大量历史水质及天气数据，建立了一系列水质-天气关系模型，提出根据气象数据的水温、溶解氧预测及风险降低方法。

在本发明的实施例中，云端数据中心5根据气象数据和水质数据建立日均水温-日均气温关系模型、旬水温-旬气温关系模型和最低溶解氧-日均水温关系模型。

(1)日均水温-日均气温关系模型

WT＝1.67+0.3846T+0.6108WT₁

其中，WT表示当天平均水温，T表示当天平均气温，WT₁表示前一天平均水温；

(2)旬水温-旬气温关系模型

XWT＝2.637+0.7815XT+0.1836XWT₁

其中，XWT表示旬平均水温，XT表示旬平均气温，XWT₁表示上一旬平均水温；

(3)最低溶解氧-日均水温关系模型

DO＝-5.51lnWT+22.31

其中，DO表示最低溶解氧，WT表示日均气温。

本发明依据以上建立的各类模型，可利用当前水质、天气数据及天气预报进行水温、溶解氧预测，关注未来风险可能。当水温和溶解氧预测值超出安全阈值范围时，系统会以微信/短信形式通知到农户，并提供相应的措施指导，规避可能出现的风险。旬水温预测值对与养殖孵化、投苗等具有重要意义，可有效提高秒钟成活率，降低经济风险。同时，如图3所示，本发明建立了水质综合评估模型，以分数的方式划分风险等级，达到直观、醒目的效果。

此外，云端数据中心5还用于设置设备8对定时开关和远程操作指令，通过通信模块4向对应的设备8发送远程操作指令，以控制对应的设备8定时启停。具体的，除了根据溶解氧监测值进行增氧机的自动开关控制意外，本发明还提供了设备8的定时开关以及远程操作。图6为根据本发明实施例的生产设备定时控制设置的界面图。农户可以以天为周期，设置一天内多个时间段的自动增氧或投饵操作，减少人力投入。远程控制功能，让农户足不出户，即可实现生产设备8的启停。图7为根据本发明实施例的生产设备远程控制的界面图。同时，通过视频图像传感器采集当地的图像数据，实现实时的监控直播，从而可以用于确认远程操作是否成功。

根据本发明实施例的基于物联网及大数据的水产养殖风险降低系统，可以实时采集养殖区域的水质数据和图像数据，然后反馈给云端数据中心，再由云端数据中心推送至用户APP，由用户通过APP实时查看监控，当判断出现问题超出阈值时，及时发出提醒，并远程控制对应的设备进行动作，从而调节出现问题的水质数据，避免情况恶化，降低了养殖风险。本发明实现了自动监控、反馈、远程控制执行，并能够将实时数据和状态反馈给农户，节省了人力的同时，提高了管理效率，降低了养殖风险。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。