一种水产养殖中多途径节约型智能增氧方法及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高密度规模化水产养殖增氧控制调节领域，尤其是一种水产养殖中利 用叶轮增氧机和耕水机多途径节约型智能增氧方法及其装置。
【背景技术】
[0002] 我国已成为世界上水产养殖规模最大的国家，传统的小规模依靠天然资源养殖方 式在市场竞争中迅速淘汰。高密度规模化是水产养殖发展的趋势。水体溶解氧含量是大多 数水产品养殖中最重要的因素，但我国规模化水产养殖主要依靠人工经验控制增氧，存在 安全系数低、浪费人力资源和增氧效率低的特点。当自然条件（温度、气压、日照等）发生 突然变化，如果增氧不及时极易引起鱼虾的大面积死亡，带来较大的经济损失。当水体溶解 氧浓度含量较高时继续应急增氧，则增氧效率低下，浪费电力资源。近年从日本引进技术生 产的耕水机可以以极低的功率（几十瓦）搅动水体，使水体上下循环，一方面当溶解氧含量 低的水体从底层循环到水体表面，空气中的氧气可以较快地溶入水体；另一方面在白天，表 面水体的藻类通过光合作用释放氧气，可以大幅提高水体溶解氧含量。耕水机主要利用自 然条件高效改善水体溶解氧含量，但几十瓦的耕水机不能应急增氧，而且受到天气变化的 制约，在增氧控制中不能单独使用，这也是耕水机难以大面积推广的主要原因。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是：提出一种水产养殖中多途径节约型智能增氧方法及 其装置，建立一个白天主要依靠耕水机增氧，应急情况下依靠叶轮增氧机增氧的多途径自 动化增氧系统。
[0004] 本发明所采用的技术方案为：一种水产养殖中多途径节约型智能增氧方法，应用 于水产养殖中增加水体溶解氧含量；包括以下步骤：
[0005] 1)各养殖池水体溶解氧浓度采用无线传感网络进行多点无线测量，节点把测量数 据通过簇首传送给基站；
[0006] 2)基站把测量数据融合，信号放大后传送给CPU;
[0007] 3)CPU根据测量值与设定的上下限值开启或关闭叶轮增氧机应急增氧。
[0008] 进一步的说，本发明所述的步骤3)中，应急增氧采用模糊变频控制，当水体溶解 氧浓度达到设定的上限值时停止应急增氧，采用耕水机工作；当水体溶解氧浓度低于设定 的下限值时启动应急增氧。
[0009] 再进一步的说，本发明所述的步骤1)中网络采用低能量自适应分群分层协议，簇 首首先通过肖维涅准则判断有无失真数据，如有删除后再对传感节点数据进行融合，由簇 首再向基站转发。当各节点把测量数据汇聚到簇首后，簇首采用加权平均公式
对数据进行融合；其中Xl为第i个节点的测量值，βi为加权系数；X为数据融合值，由簇首 发送给基站。
[0010] 同时，本发明还提供一种水产养殖中多途径节约型智能增氧装置，包括多个分布 在养殖池中的无线测量节点；所述的无线测量节点形成簇并具有簇首；所述的无线测量节 点通过簇首将采集的养殖池水体溶解氧浓度传送至基站；所述的基站通过无线通信协议与 CHJ连接；所述的CPU的输出端分别连接叶轮增氧机和耕水机并控制叶轮增氧机和耕水机 的启动或停止。
[0011] 进一步的说，本发明所述的叶轮增氧机与CPU之间设置有变频器。
[0012] 再进一步的说，本发明所述的CPU定时启动耕水机工作；并且当水体溶解氧浓度 达到设定的上限值时CPU控制叶轮增氧机停止应急增氧，采用耕水机工作；当水体溶解氧 浓度低于设定的下限值时CPU控制叶轮增氧机启动应急增氧。
[0013] 本发明的目的是在我国水产养殖规模化、高密度化发展的前提下，为进一步提高 水产养殖工作效率和安全性，把叶轮增氧机和耕水机两种增氧方式相结合，利用自然界的 风能、太阳能等，发挥两种增氧设备的优点，以较低的电力消耗达到增氧目的，系统采用无 人值守控制，节约了人力成本和电力资源。
[0014] 本发明的有益效果是：
[0015] 1、整个系统采用全自动智能化控制，既节约了人力成本，又提高了增氧系统的可 靠性和安全性；
[0016] 2、系统采用多途径增氧，充分发挥叶轮增氧机应急变频增氧和耕水机白天高效利 用自然界太阳能、风能增氧的优点，与传统单一增氧方式相比大幅节约了电能；
[0017] 3、应急增氧依据养殖池水体溶解氧浓度变化缓慢、惯性大的特点，采用模糊化智 能变频控制，保证了增氧过程的平稳，节约了电能。
【附图说明】
[0018] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0019] 图1是本发明的系统结构框图。
【具体实施方式】
[0020] 现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的 示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0021] 如图1所示，各养殖池水体溶解氧浓度采用多点无线测量，节点把测量数据通过 簇首传送给基站，基站把测量数据融合，信号放大后传送给CPU，CPU根据测量值与设定的 上下限值（水体溶解氧浓度达到上限值停止应急增氧，低于下限值启动应急增氧）开启和 关闭叶轮增氧机应急增氧，应急增氧采用模糊变频控制，保证了增氧过程的平稳和节能。 CHJ根据时间白天定时启动耕水机搅动水体，利用自然界的风能、太阳能提高养殖池水体溶 解氧含量。
[0022] CPU采用P89LPC938微处理器。变频器采用三菱公司FR-S520SE-1. 5-CHT，耕水机 采用珠海风光耕水环保有限公司的GYS-60型耕水机，叶轮增氧机采用金湖小青青机电设 备有限公司的YL-1. 5型。
[0023] 无线通信协议采用低能量自适应分群分层协议（LEACH)，叶轮增氧机控制根据养 殖池水体溶解氧浓度变化缓慢，惯性大的特点，采用模糊变频控制，控制过程中根据溶解氧 浓度高低智能化改变加权因子。
[0024] 水体溶解氧浓度采用无线传感网络测量，网络采用低能量自适应分群分层协议 (LEACH)，簇首首先通过肖维涅准则判断有无失真数据，如有删除后再对传感节点数据进行 融合，由簇首再向基站转发。数据融合的主要目的是节省能量、增强采集数据的准确性和提 高采集效率。数据融