基于物联网的水产养殖业智能增氧、水质监测方法及系统与流程

本发明属于水质监测领域，尤其涉及一种基于物联网的水产养殖业智能增氧、水质监测方法及系统。

背景技术：

水产养殖行业离不开水质监测，养殖户针对水质监测过程中的增氧操作，绝大多数还处于全凭经验的阶段，需要每天到养殖场地开启增氧机，以防止养殖鱼类因缺氧大量死亡而造成重大经济损失。由于养殖户不清楚当前水中的氧气含量，往往只能尽量延长增氧机开启时间，凭经验估计溶氧率足够的情况下，才能离开养殖场地。在这个过程中，养殖户只能在现场等待，延长增氧机的运行时间也白白浪费了大量的能源，进而增加了养殖成本。

现有的水质监测过程中，针对养殖场的增氧是基于用户的经验进行操作，进而导致用户操作繁琐，且降低了养殖场的增氧效率，浪费大量能源。

目前市面上已存在两种增氧解决方案：

一：手持时溶氧探测器

养殖户依然要前往养殖现场手动开启增氧机，在增氧过程中随时用手持时溶氧探测器进行溶氧检测，当溶氧值合格时关闭增氧机。

二：全自动增氧控制器

该控制器采用全自动化技术，对养殖现场进行溶氧监测，当溶氧值低于限定值时，自动控制开启增氧机，当溶氧值高于限定值时，自动关闭增氧机。

该技术虽然实现了自动控制，但技术应用还处于初级阶段，且有如下缺陷：

1.该控制器安放在养殖现场自动运行，养殖户无法实时获取养殖现场实时溶氧数据，无从知道设备实时运行情况。

2.养殖户无法针对季节，天气等情况，对溶氧上限，下限值进行实时动态调整来达到最佳溶氧率，要调整还必须前往养殖现场。

3.所有的电气，机械设备，长期运行都存在故障可能性。该控制器如果发生运行故障无法进行增氧，养殖户也不能及时得到通知，很有可能大量鱼类因缺氧死亡而造成重大损失。

4.该控制器只监测溶氧数据，对其它水质数据未进行监测。

本发明针对上述问题，融合当前最新技术，利用物联网传输整合养殖现场多种水质数据，打破信息孤岛，以无人值守的方式高度自动化运行，甚至在设备运行故障时及时通知养殖户进行人为干预，来达到解放人力，节省能源，从而大量降低综合养殖成本，提高养殖收益。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种基于物联网的水产养殖业智能增氧、水质监测方法及系统，旨在解决现有的水质监测方法中，由于是基于用户的经验进行增氧操作，所导致的养殖场增氧效率低下的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于物联网的水产养殖业智能增氧、水质监测方法，所述方法包括：

根据第一预设时间间隔持续获取目标养殖场内的氧气含量，得到溶氧检测值；

若所述溶氧检测值小于预设溶氧值，则控制增氧机对所述目标养殖场进行增氧，直至所述溶氧检测值大于或等于所述预设溶氧值；

若所述溶氧检测值大于所述预设溶氧值，则控制所述增氧机停机；

根据第二预设时间间隔持续获取所述目标养殖场内的ph值，得到ph检测值；

若所述ph检测值不在预设ph值范围内，则向用户预设的通信地址发送ph不值不正常提醒；

根据第三预设时间间隔持续获取所述目标养殖场内的温度值，得到温度检测值；

若所述温度检测值不在预设温度值范围内，则向所述通信地址发送水温数据值不正常提醒。

更进一步的，所述方法还包括：

若所述预设时间间隔内未获取到所述溶氧检测值、所述ph值或所述温度值，则向所述通信地址发送系统软硬件故障提醒，以提示用户对所述目标养殖场内安装的软硬件进行检测维修。

本发明实施例的另一目的在于提供一种基于物联网的水产养殖业智能增氧、水质监测系统，所述系统包括：

溶氧检测模块，用于根据第一预设时间间隔持续获取目标养殖场内的氧气含量，得到溶氧检测，若所述溶氧检测值小于预设溶氧值，则控制增氧机对所述目标养殖场进行增氧，直至所述溶氧检测值大于或等于所述预设溶氧值；

ph检测模块，用于根据第二预设时间间隔持续获取所述目标养殖场内的ph值，得到ph检测值，若所述ph检测值不在预设ph值范围内，则向用户预设的通信地址发送ph不值不正常提醒，以提示用户对所述目标养殖场进行ph调节；

温度检测模块，用于根据第三预设时间间隔持续获取所述目标养殖场内的温度值，得到温度检测值，若所述温度检测值不在预设温度值范围内，则向所述通信地址发送水温数据值不正常提醒，以提示用户对所述目标养殖场进行温度调节。

更进一步的，所述基于物联网的水产养殖业智能增氧、水质监测系统还包括：

维修提示模块，用于若所述预设时间间隔内未获取到所述溶氧检测值、所述ph值或所述温度值，则向所述通信地址发送系统软硬件故障提醒，以提示用户对所述目标养殖场内安装的软硬件进行检测维修。

本发明实施例，融合当前最新技术，利用物联网传输整合养殖现场多种水质数据，打破信息孤岛，以无人值守的方式高度自动化运行，甚至在设备运行故障时及时通知养殖户进行人为干预，来达到解放人力，节省能源，从而大量降低综合养殖成本，提高养殖收益，能实时对养殖场中的氧气含量进行检测，并基于实时检测结果判断是否需要进行增氧操作，进而防止了由于采用人工经验的方式进行增氧操作判断所导致的养殖场中增氧效率低下的现象，提高了养殖场水质监测效果，不断采集养殖现场水中的氧气含量，当采集到的氧气含量低于预设值时，立即控制继电器开启增氧机进行增氧作业；当采集到的氧气含量高于预设值时，立即控制继电器关闭增氧机，在这个过程中对各种数据进行保存，养殖户可以通过app远程实时查看当前/历史监测到的氧气含量数据以及增氧机的开机、关机时间，不断采集养殖现场水中ph值数据，当采集到的ph值低于或高于预设值时，通过app/短信/语单电话实时向养殖户报警，提醒养殖户及时进行现场处理，不断采集养殖现场水温值数据，当采集到的水温值低于或高于预设值时，通过app/短信/语单电话实时向养殖户报警，提醒养殖户及时进行现场处理。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的基于物联网的水产养殖业智能增氧、水质监测方法的流程图；

图2是本发明第一实施例提供的网络拓扑图；

图3是本发明第一实施例提供的控制器程序流程图；

图4是本发明第一实施例提供的app程序流程图；

图5是本发明第一实施例提供的设备运行异常监控程序流程图；

图6是本发明第二实施例提供的基于物联网的水产养殖业智能增氧、水质监测系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

请参阅图1至图5，是本发明第一实施例提供的基于物联网的水产养殖业智能增氧、水质监测方法的流程图，包括步骤：

步骤s1，根据第一预设时间间隔持续获取目标养殖场内的氧气含量，得到溶氧检测值；

其中，视养殖场地的大小，可以安装一组或分散安装多组溶氧、ph值、温度传感器，这些传感器通过rs232/rs485/wifi/bluetooth/lora/zigbee等有(无)线技术将水质数据发送给控制器；安装的一台或多台增氧机由控制器通过继电器控制开机/关机操作。可以采用一个继电器控制多个增氧机的一对多方式，也可以采用一个继电器只控制一台增氧机的一对一方式。

步骤s2，若所述溶氧检测值小于预设溶氧值，则控制增氧机对所述目标养殖场进行增氧，直至所述溶氧检测值大于或等于所述预设溶氧值；

其中，控制器程序启动运行后，周期性循坏通过多种传感器进行水质监测。溶氧传感器：不断采集养殖现场水中的氧气含量，当采集到的氧气含量低于预设值时，立即控制继电器开启增氧机进行增氧作业；当采集到的氧气含量高于预设值时，立即控制继电器关闭增氧机，在这个过程中对各种数据进行保存，养殖户可以通过app远程实时查看当前/历史监测到的氧气含量数据以及增氧机的开机、关机时间。

步骤s3，若所述溶氧检测值大于所述预设溶氧值，则控制所述增氧机停机；

步骤s4，根据第二预设时间间隔持续获取所述目标养殖场内的ph值，得到ph检测值；

步骤s5，若所述ph检测值不在预设ph值范围内，则向用户预设的通信地址发送ph不值不正常提醒，以提醒养殖户及时进行处理；

其中，ph传感器：不断采集养殖现场水中ph值数据，当采集到的ph值低于或高于预设值时，通过app/短信/语单电话实时向养殖户报警，提醒养殖户及时进行现场处理。

步骤s6，根据第三预设时间间隔持续获取所述目标养殖场内的温度值，得到温度检测值；

步骤s7，若所述温度检测值不在预设温度值范围内，则向所述通信地址发送水温数据值不正常提醒，以提醒养殖户及时进行处理；

其中，温度传感器：不断采集养殖现场水温值数据，当采集到的水温值低于或高于预设值时，通过app/短信/语单电话实时向养殖户报警，提醒养殖户及时进行现场处理。

本实施例中，所述方法还包括：

若所述预设时间间隔内未获取到所述溶氧检测值、所述ph值或所述温度值，则向所述通信地址发送系统软硬件故障提醒，以提示用户对所述目标养殖场内安装的软硬件进行检测维修；

其中，终端设备不断查询传感器是否有数据上传，当发现最后一次数据上传时间超出用户设置的预设时间间隔时，则判定对应传感器运行发生故障，通过app(短信，语音电话)实时向用户进行报警，提醒养殖户及时进行现场处理。

本实施例中，控制器程序启动运行后，不断定时通过移动通信模块从物联网服务器上下载养殖户设置的运行参数，再不断循环采集每一个传感器的数据，将每一次采集的数据都保存在控制器存储器，同时与预设的增氧机开机/关机溶氧率，当采集到的溶氧率小于增氧机开机溶氧率阀值时，控制器程序驱动继电器启动增氧机进行增氧作业，并记录增氧机开机时的溶氧率及开机时间；当采集到的溶氧率大于增氧机关机溶氧率阀值时，控制器程序驱动继电器关闭增氧机停止增氧作业，并记录增氧机关机时的溶氧率及关机时间。

此外，本实施例中，运行过程中采集的所有传感器数据先暂存于控制器上，控制器程序自动将采集数据和运行数据通过通信模块不断上传到物联网服务器，上传成功的后的数据从控制器上删除。

物联网服务器程序不断将控制器上传的ph值，温度值数据与养殖户预设的数据上限/下限值进行比较，当ph值，温度值数据超限时，通过app/短信/语音电话实时向养殖户进行报警，提醒养殖户及时进行现场处理。

物联网服务器程序不断查询控制器是否有数据上传，当发现最后一次数据上传时间超出与养殖户设置运行异常通知时间值时，则认为当前设备运行发生故障，通过app(短信，语音电话)实时向养殖户进行报警，提醒养殖户及时进行现场处理。

实施例二

请参阅图6，是本发明第二实施例提供的基于物联网的水产养殖业智能增氧、水质监测系统100的结构示意图，包括：溶氧检测模块10、ph检测模块11和温度检测模块12，其中：

溶氧检测模块10，用于根据第一预设时间间隔持续获取目标养殖场内的氧气含量，得到溶氧检测，若所述溶氧检测值小于预设溶氧值，则控制增氧机对所述目标养殖场进行增氧，直至所述溶氧检测值大于或等于所述预设溶氧值，若所述溶氧检测值大于所述预设溶氧值，则控制所述增氧机停机。

ph检测模块11，用于根据第二预设时间间隔持续获取所述目标养殖场内的ph值，得到ph检测值，若所述ph检测值不在预设ph值范围内，则向用户预设的通信地址发送ph不值不正常提醒，以提醒养殖户及时进行处理；

温度检测模块12，用于根据第三预设时间间隔持续获取所述目标养殖场内的温度值，得到温度检测值，若所述温度检测值不在预设温度值范围内，则向所述通信地址发送水温数据值不正常提醒，以提醒养殖户及时进行处理。

优选的，所述基于物联网的水产养殖业智能增氧、水质监测系统100还包括：

维修提示模块13，用于若所述预设时间间隔内未获取到所述溶氧检测值、所述ph值或所述温度值，则向所述通信地址发送系统软硬件故障提醒，以提示用户对所述目标养殖场内安装的软硬件进行检测维修。

本实施例中，控制器程序启动运行后，不断定时通过移动通信模块从物联网服务器上下载养殖户设置的运行参数，再不断循环采集每一个传感器的数据，将每一次采集的数据都保存在控制器存储器，同时与预设的增氧机开机/关机溶氧率，当采集到的溶氧率小于增氧机开机溶氧率阀值时，控制器程序驱动继电器启动增氧机进行增氧作业，并记录增氧机开机时的溶氧率及开机时间；当采集到的溶氧率大于增氧机关机溶氧率阀值时，控制器程序驱动继电器关闭增氧机停止增氧作业，并记录增氧机关机时的溶氧率及关机时间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。