家用智能水族箱的制作方法与工艺

本发明涉及一种智能水族箱，尤其涉及一种可以实现对箱体内的鱼体进行检测，以及可与用户终端进行交互的智能水族箱。

背景技术：
随着智能家居用品的不断推广使用，作为家庭装饰用的多功能水族箱，也开始加入到现在的智能家居之中。但是，现有的多功能水族箱，往往仅考虑基本的功能以及美观的设计需要，忽略了水族箱在使用过程中，对于初学者或者闲暇时间较少的用户，无法及时对水族箱进行照顾、清洗，以及无法准确掌握水体、鱼体状况的情况，往往造成仅对水族箱本身进行了使用及外观结构上的改进，而忽略了对于水体、鱼体的养护。如公开号为CN105248349A的智能水族箱，其仅仅是对各项监控数值进行了必要的数据监控，却没有对例如水体含氧量、温度调节等实现自动调节，更没有能够实现用户远程控制的功能，使得水族箱本身仅仅作为一台大型的监控设备而存在，没有较高的智能化；在又如公开号为CN204616773U的文献中，该水族箱仅仅实现了常规的水泵控制、照明控制等功能，对于水体的综合评估及鱼体检测并未提及。综上，现有的水族箱中，往往仅包含了常规的水体控制及检测，不能进行更多的智能调节；并不包含用户通过远程终端进行远程交互控制的功能，不能很好地监控鱼缸内的鱼体情况；不能与现有的智能家居有效融合，降低了智能鱼缸的功能性。

技术实现要素：
有鉴于此，本发明实施例提供一种家用智能水族箱，所述水族箱包括：水族箱箱体，与箱体配合设置的箱盖，出气口设置在水族箱底部的增氧单元，以及设置在所述箱体预设深度的水体检测单元；所述箱盖设置有可开合的活动盖，所述活动盖与微控电机连接；所述箱盖内设置有：控制器单元，用于处理各项检测数据，并发送控制信号；过滤器单元，用于对水体进行过滤；视频单元，用于获取所述箱体内的视频图像，以及检测所述箱体内的活体鱼数量；水位检测单元，用于检测所述箱体内的水位，并在水位过高或过低时发送检测信号；所述水位检测单元设置在原理过滤器注水口的一端；温度检测单元，包含设置在所述箱盖内的温度探测模块以及设置在所述箱体内的加热棒；照明单元，包含照明灯及亮度检测模块；所述增氧单元、水体检测装置、微控电机、过滤单元、视频单元、水位检测单元、温度检测单元、照明单元均与所述控制器单元电性连接。优选地，所述箱盖上还设置有显示器及触摸输入板，并均与所述控制器单元电性连接。优选地，所述箱盖上还设置有自动投喂单元，并与所述控制器单元电性连接。优选地，所述箱体中设置有咸度检测单元，用于检测水体的咸度，并与所述控制器单元电性连接。优选地，所述水体检测单元用于检测水体浑浊度以及含氧量。优选地，当所述水体检测单元监测到水体的浑浊度高于一预设的浑浊度阈值时，所述水体检测单元向所述控制器单元发送信号，并启动连续检测模式，以一预设的时间间隔，连续对水体进行N次浑浊度检测，直至浑浊度低于所述浑浊度阈值时，停止所述连续检测模式；如果在N次浑浊度检测后，浑浊度依然高于所述浑浊度阈值，则发出清洗提示信息。优选地，当所述水体检测单元监测到水体的浑浊度高于一预设的浑浊度阈值时，所述水体检测单元向所述控制器单元发送信号后，所述控制器单元控制所述过滤器单元增加过滤功率，直至所述水体检测单元监测到浑浊度低于所述浑浊度阈值时，所述控制器单元控制所述过滤器单元恢复常规过滤功率。优选地，当所述水体检测单元监测到水体的含氧量低于一预设的第一含氧量阈值时，所述水体检测单元向所述控制器单元发送第一信号，所述控制器单元此时控制所述增氧单元启动；当含氧量高于所述第一含氧量阈值时，所述水体检测单元向所述控制器单元发送第二信号，所述控制器单元此时控制所述增氧单元关闭；含氧量依然低于所述含氧量阈值，则向所述控制器单元发出增氧提示信息。优选地，当水体检测单元监测到水体的含氧量低于一预设的第二含氧量阈值时，所述水体检测单元向所述控制器单元发送第三信号，所述控制器单元此时控制所述微控电机动作，打开所述活动盖；当含氧量高于所述第二含氧量阈值时，所述水体检测单元向所述控制器单元发送第四信号，所述控制器单元此时控制所述微控电机动作，关闭所述活动盖；所述第一含氧量阈值高于所述第二含氧量阈值。优选地，所述亮度检测模块依据检测到的环境亮度，调节照明灯；所述亮度检测模块仅在预设的时间范围内对所述照明灯进行调节；所述预设的时间范围由用户设置。优选地，所述水族箱还设置有时间同步模块，用于将水族箱的时间与外部终端时间同步，所述时间同步模块设置在所述控制器单元中；以及无线模块，用于建立水族箱与外部终端的无线连接，所述无线模块与所述控制器单元电性连接；当所述水族箱与外部终端建立无线连接后，自动由所述外部终端获得时间信息，并将水族箱的时间与所述时间信息进行同步。进一步优选地，所述水族箱可以通过所述无线模块与其他的外部设备建立无线连接，并且将接收到的信号发送给所述控制器单元进行处理，以控制所述水族箱进行相应的动作，例如，可以与其他的智能家居系统建立联接，从而可以使得水族箱与智能家居系统进行统一的控制调节。优选地，所述控制器单元接收所述视频单元的视频图像数据，并将所述视频数据发送给所述外部终端。优选地，所述视频单元进一步包含有鱼体检测单元，用于依据所拍摄到的所述箱体内的图像数据，计算鱼体数量；所述鱼体检测单元的具体计算方法为：S1、获取一定时长的视频图像；S2、根据输入图像，通过帧差法对图像进行处理，获得图像，并对差分图像进行二值化处理，确定鱼体区域；S3、对所述鱼体区域进行边缘检测，并去除细小边缘，得到边缘图像；S4、采用连通区域合并方式，对鱼体区域进行轮廓检测，并统计轮廓区域数量，以获得鱼体数量。优选地，所述S3中，进一步包括：对一帧二值化图像进行梯度值计算如下:其中M(x,y)为像素点(x,y)处求取的梯度值，Sx、Sy分别为Sobel算子下的像素点(x,y)沿x、y方向上的梯度值。优选地，所述S4进一步包括：对S3中获得的边缘图像进行联通区域检测；当联通区域紧邻区域内没有其他联通区域，并且该联通区域面积小于一预设的阈值Q1时，剔除该联通区域；这一检测主要剔除图像中，可能的小叶片水草飘动，而一般叶片较大的水草，其飘动速度往往比鱼体游动速度慢很多，因此，通过帧差一般可以将其剔除，故不再予以考虑；当联通区域紧邻区域内存在其他联通区域，并且该联通区域与其紧邻的其他联通区域间的边缘最宽处大于一预设的宽度阈值K1时，不对上述联通区域合并；否则，合并上述联通区域；当完成连通区域的合并与剔除后，对剩余联通区域进行计数，作为鱼体数量。优选地，当所述控制器单元通过所述无线模块接收到来自所述外部终端的视频请求信息时，所述控制器单元控制所述视频模块开始获取视频图像，并通过无线模块将所述视频图像发送给所述外部终端；当所述控制器单元通过所述无线模块接收到来自所述外部终端的鱼体检测信息时，所述鱼体检测单元进行鱼体检测，并将检测数据发送至所述控制器单元，所述控制器单元将所述检测数据通过所述无线模块发送至外部终端；以及所述控制器单元依据所述检测数据，与一预设的数值进行比对，当检测数据大于所述预设数值时，发送鱼体密度过大信息至所述外部终端。优选地，所述水族箱还包含PH值检测单元、过电保护单元。过电保护单元用于在发生漏电等事故时，及时通过继电器将水族箱电源切断。优选地，所述控制器单元还包含有水体评估模块，所述水体评估模块利用检测到的水体含氧量O、浑浊度H、咸度Xd、PH值Ph，对水体总体状况进行评估，并将评估结果水体评估值W通过所述无线模块发送至所述外部终端。更为优选地，该水体评估可以是间隔一预设时间执行一次，例如1天、2天等，或者可以在水族箱得到来自外部终端的水体评估命令时，执行水体检测，并把检测结果实时发送给外部终端。优选地，所述水体评估值W通过下述方式获取：对检测到的水体含氧量O、浑浊度H、咸度Xd、PH值Ph数据进行归一化处理，得到归一化后数据O1、H1、Xd1、Ph1，再依据下述方式求取其中，C1、C2、C3、C4为各对应值的权重，且其取值范围为(0,1)，Δ为修正值。与现有技术相比，本发明技术方案具有如下的优点：1、水族箱设计更为智能化，大大降低了用户对水体判断、水族箱内环境状态估计等的难度，便于用户对水族箱的日常维护；2、将水族箱与远程终端建立联接，从而使得用户可以远程照顾水族箱，并监控水族箱状态；3、为水族箱与智能家居的融合预留了端口，可以方便地实现与现有的智能家居系统的统一管理。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本发明实施例水族箱的主要模块结构图；图2为本发明实施例鱼体检测方法流程图；图3为本发明实施例的水族箱的外观结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明实施例一种应用程序推荐方法及装置进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。本领域技术人员应当知晓，下述具体实施例或具体实施方式，是本发明为进一步解释具体的发明内容而列举的一系列优化的设置方式，而该些设置方式之间均是可以相互结合或者相互关联使用的，除非在本发明明确提出了其中某些或某一具体实施例或实施方式无法与其他的实施例或实施方式进行关联设置或共同使用。同时，下述的具体实施例或实施方式仅作为最优化的设置方式，而不作为限定本发明的保护范围的理解。实施例1：如图1所示，本发明实施例提供一种家用智能水族箱，所述水族箱包括：水族箱箱体，与箱体配合设置的箱盖，出气口设置在水族箱底部的增氧单元，以及设置在所述箱体预设深度的水体检测单元；所述箱盖设置有可开合的活动盖，所述活动盖与微控电机连接；所述箱盖内设置有：控制器单元，用于处理各项检测数据，并发送控制信号；该控制器单元可以采用80C51芯片作为核心芯片；过滤器单元，用于对水体进行过滤；视频单元，用于获取所述箱体内的视频图像，以及检测所述箱体内的活体鱼数量；在该视频单元中，可以设置多个摄像头，也可以仅在箱盖内设置一个摄像头，以能够完全获取鱼缸内的完整图像为准。在该视频单元中，可以设置后续的图像处理单元，该单元可以通过S3C6410芯片作为核心。水位检测单元，用于检测所述箱体内的水位，并在水位过高或过低时发送检测信号；所述水位检测单元设置在原理过滤器注水口的一端；温度检测单元，包含设置在所述箱盖内的温度探测模块以及设置在所述箱体内的加热棒；照明单元，包含照明灯及亮度检测模块；所述增氧单元、水体检测装置、微控电机、过滤单元、视频单元、水位检测单元、温度检测单元、照明单元均与所述控制器单元电性连接。同时，结合图3，给出了水族箱的外形结构图。在一个优选的实施方式中，所述箱盖上还设置有显示器及触摸输入板，并均与所述控制器单元电性连接。触摸面板上可以设置多组按钮，方便用户对水族箱的手动操作。在一个优选的实施方式中，所述箱盖上还设置有自动投喂单元，并与所述控制器单元电性连接。该自动投喂装置接收控制器单元的控制，用户可以通过触摸板输入投喂的时间以及投喂量，当设定时间到达时，自动按照预设量投喂鱼食；这一时间，可以是控制器单元从时间同步模块获得的，或者由控制器单元的时钟模块提供；当然，用户还可以通过外部终端进行投喂的相关设置。在一个优选的实施方式中，所述箱体中设置有咸度检测单元，用于检测水体的咸度，并与所述控制器单元电性连接。在一个优选的实施方式中，所述水体检测单元用于检测水体浑浊度以及含氧量。在一个优选的实施方式中，当所述水体检测单元监测到水体的浑浊度高于一预设的浑浊度阈值时，所述水体检测单元向所述控制器单元发送信号，并启动连续检测模式，以一预设的时间间隔，连续对水体进行N次浑浊度检测，直至浑浊度低于所述浑浊度阈值时，停止所述连续检测模式；如果在N次浑浊度检测后，浑浊度依然高于所述浑浊度阈值，则发出清洗提示信息。在一个优选的实施方式中，当所述水体检测单元监测到水体的浑浊度高于一预设的浑浊度阈值时，所述水体检测单元向所述控制器单元发送信号后，所述控制器单元控制所述过滤器单元增加过滤功率，直至所述水体检测单元监测到浑浊度低于所述浑浊度阈值时，所述控制器单元控制所述过滤器单元恢复常规过滤功率。在一个优选的实施方式中，当所述水体检测单元监测到水体的含氧量低于一预设的第一含氧量阈值时，所述水体检测单元向所述控制器单元发送第一信号，所述控制器单元此时控制所述增氧单元启动；当含氧量高于所述第一含氧量阈值时，所述水体检测单元向所述控制器单元发送第二信号，所述控制器单元此时控制所述增氧单元关闭；含氧量依然低于所述含氧量阈值，则向所述控制器单元发出增氧提示信息。在一个优选的实施方式中，当水体检测单元监测到水体的含氧量低于一预设的第二含氧量阈值时，所述水体检测单元向所述控制器单元发送第三信号，所述控制器单元此时控制所述微控电机动作，打开所述活动盖；当含氧量高于所述第二含氧量阈值时，所述水体检测单元向所述控制器单元发送第四信号，所述控制器单元此时控制所述微控电机动作，关闭所述活动盖；所述第一含氧量阈值高于所述第二含氧量阈值。在一个优选的实施方式中，所述亮度检测模块依据检测到的环境亮度，调节照明灯；所述亮度检测模块仅在预设的时间范围内对所述照明灯进行调节；所述预设的时间范围由用户设置。在一个优选的实施方式中，所述水族箱还设置有时间同步模块，用于将水族箱的时间与外部终端时间同步，所述时间同步模块设置在所述控制器单元中；以及无线模块，用于建立水族箱与外部终端的无线连接，所述无线模块与所述控制器单元电性连接；该无线模块可以包括蓝牙、zigbee无线通信、GSM等方式的通信，也可以是其中的多种方式的组合；当所述水族箱与外部终端建立无线连接后，自动由所述外部终端获得时间信息，并将水族箱的时间与所述时间信息进行同步。进一步优选地，所述水族箱可以通过所述无线模块与其他的外部设备建立无线连接，并且将接收到的信号发送给所述控制器单元进行处理，以控制所述水族箱进行相应的动作，例如，可以与其他的智能家居系统建立联接，从而可以使得水族箱与智能家居系统进行统一的控制调节。在一个优选的实施方式中，所述控制器单元接收所述视频单元的视频图像数据，并将所述视频数据发送给所述外部终端。在一个优选的实施方式中，所述水族箱还包含PH值检测单元、过电保护单元。过电保护单元用于在发生漏电等事故时，及时通过继电器将水族箱电源切断。在一个优选的实施方式中，所述水族箱还包含一存储器单元，用于存储预设数据以及水族箱工作过程中产生的中间数据。实施例2：在又一个实施例中，如图2所示，所述视频单元进一步包含有鱼体检测单元，用于依据所拍摄到的所述箱体内的图像数据，计算鱼体数量；依据鱼体的数量，可以估算水族箱的养殖密度，是否符合密度要求，并依此为用户提供养殖建议。所述鱼体检测单元的具体计算方法为：S1、获取一定时长的视频图像；S2、根据输入图像，通过帧差法对图像进行处理，获得图像，并对差分图像进行二值化处理，确定鱼体区域；S3、对所述鱼体区域进行边缘检测，并去除细小边缘，得到边缘图像；S4、采用连通区域合并方式，对鱼体区域进行轮廓检测，并统计轮廓区域数量，以获得鱼体数量。在一个优选的实施方式中，所述S3中，进一步包括：对一帧二值化图像进行梯度值计算如下其中M(x,y)为像素点(x,y)处求取的梯度值，Sx、Sy分别为Sobel算子下的像素点(x,y)沿x、y方向上的梯度值。在一个优选的实施方式中，所述S4进一步包括：对S3中获得的边缘图像进行联通区域检测；当联通区域紧邻区域内没有其他联通区域，并且该联通区域面积小于一预设的阈值Q1时，剔除该联通区域；这一检测主要剔除图像中，有可能是小叶片水草飘动，但一般而言，对于叶片较大的水草，其飘动速度往往比鱼体游动速度慢很多，因此，通过帧差一般可以将其剔除，故不再予以考虑；当联通区域紧邻区域内存在其他联通区域，并且该联通区域与其紧邻的其他联通区域间的边缘最宽处大于一预设的宽度阈值K1时，不对上述联通区域合并；否则，合并上述联通区域；当完成连通区域的合并与剔除后，对剩余联通区域进行计数，作为鱼体数量。在一个优选的实施方式中，当所述控制器单元通过所述无线模块接收到来自所述外部终端的视频请求信息时，所述控制器单元控制所述视频模块开始获取视频图像，并通过无线模块将所述视频图像发送给所述外部终端；当所述控制器单元通过所述无线模块接收到来自所述外部终端的鱼体检测信息时，所述鱼体检测单元进行鱼体检测，并将检测数据发送至所述控制器单元，所述控制器单元将所述检测数据通过所述无线模块发送至外部终端；以及所述控制器单元依据所述检测数据，与一预设的数值进行比对，当检测数据大于所述预设数值时，发送鱼体密度过大信息至所述外部终端。实施例3：在又一个实施例中，所述控制器单元还包含有水体评估模块，所述水体评估模块利用检测到的水体含氧量O、浑浊度H、咸度Xd、PH值Ph，对水体总体状况进行评估，并将评估结果通过所述无线模块发送至所述外部终端。水体的质量评估，是水族箱养殖中的最重要环节，保持水体的良好微循环，可以保证鱼体的健康成长。在一个优选的实施方式中，该水体评估可以是间隔一预设时间执行一次，例如1天、2天等，或者可以在水族箱得到来自外部终端的水体评估命令时，执行水体检测，并把检测结果实时发送给外部终端。在一个优选的实施方式中，所述水体评估值W通过下述方式获取：对检测到的水体含氧量O、浑浊度H、咸度Xd、PH值Ph数据进行归一化处理，得到归一化后数据O1、H1、Xd1、Ph1，再依据下述方式求取其中，C1、C2、C3、C4为各对应值的权重，且其取值范围为(0,1)，Δ为修正值。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。