一种离岸网箱水质监控装置的制作方法

本发明涉及深海养殖技术领域，更具体地，涉及一种离岸网箱水质监控装置。

背景技术：

离岸网箱是指在相对较深的海域设置以进行鱼类养殖的网箱。由于我国目前较浅海域适于网箱养殖的水域已饱和，通过采用离岸网箱拓展养殖海域，在相对较深的海域进行鱼类养殖已十分普及。

由于鱼类在生长发育阶段，对环境因子有一定的要求。例如：水的溶氧度、温度、电导率、ph值等都直接关系到鱼类的成活率。因此，网箱内的水质监控对于鱼类的成活率至关重要，这直接决定了鱼类养殖的经济效益。但现有技术中对水质数据的观察方式不够直观，导致工作人员在进行水质环境观测和分析时效率不佳。

技术实现要素：

本发明提供一种离岸网箱水质监控装置，以克服现有技术中水质数据的观察方式不够直观，导致工作人员在进行水质环境观测和分析时效率不佳的问题。

根据本发明的第一方面，提供一种离岸网箱水质监控装置，包括：采集模块、主控模块和后台处理模块；所述采集模块，与所述主控模块连接，用于根据预设时间间隔采集水质数据并发送给所述主控模块；所述主控模块，还与所述后台处理模块连接，用于将所述水质数据进行数据压缩并发送给所述后台处理模块；所述后台处理模块，用于将压缩的水质数据进行解压，并根据预设时间段内的解压水质数据，进行数据密集估计和曲线拟合，获得水质数据曲线图并显示。

结合本发明第一方面第一种可能实现方式，在第二种可能实现方式中，所述装置还包括：人机交互模块和执行模块；所述人机交互模块，与所述主控模块连接，用于接收未压缩的水质数据，并根据所述未压缩的水质数据，向所述主控模块发送水质调整请求；所述主控模块还用于根据所述水质调整请求，产生水质调整指令；所述执行模块，与所述主控模块连接，用于根据所述水质调整指令，调整水质。

结合本发明第一方面第二种可能实现方式，在第三种可能实现方式中，所述水质数据包括：温度、溶氧度、电导率和ph值；相应地，所述水质调整请求包括：温度调整请求、溶氧度调整请求、电导率调整请求和ph值调整请求；相应地，所述执行模块包括：温度调整模块，用于根据所述温度调整请求，调整离岸网箱中的温度；溶氧度调整模块，用于根据所述溶氧度调整请求，调整离岸网箱中的溶氧度；电导率调整模块，用于根据所述电导率调整请求，调整离岸网箱中的电导率；ph值调整模块，用于根据所述ph值调整请求，调整离岸网箱中的ph值。

结合本发明第一方面第二种可能实现方式，在第四种可能实现方式中，所述人机交互模块还用于实时显示所述水质数据。

结合本发明第一方面第二种可能实现方式，在第五种可能实现方式中，所述人机交互模块与所述主控模块采用modbus通讯协议通讯。

结合本发明第一方面第一种可能实现方式，在第六种可能实现方式中，所述主控模块为可编程逻辑控制器。

结合本发明第一方面第一种可能实现方式，在第七种可能实现方式中，所述装置还包括：gprs模块；所述主控模块与所述后台处理模块通过gprs模块连接。

结合本发明第一方面第一种可能实现方式，在第八种可能实现方式中，所述后台处理模块具体用于采用最小二乘多项式拟合方式对预设时间段内的解压水质数据，进行曲线拟合，获得水质数据曲线图并显示。

结合本发明第一方面第六种可能实现方式，在第九种可能实现方式中，所述后台处理模块还用于将所述水质数据曲线图与历史水质数据曲线图进行比对，获取水质数据差曲线图。

本发明提出的离岸网箱水质监控装置，通过对水质数据的密集估计，使得得到的预设时间段内水质数据更密集，曲线图变化更平缓，更利于观察变化细节，通过曲线拟合以曲线图的方式显示水质数据，使得工作人员对数据变化趋势和变化规律的观察和分析更直观迅速。

附图说明

图1为根据本发明实施例的一种离岸网箱水质监控装置示意图；

图2为根据本发明实施例的一种离岸网箱水质监控装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，根据本发明的第一方面，提供一种离岸网箱水质监控装置，包括：采集模块、主控模块和后台处理模块；所述采集模块，与所述主控模块连接，用于根据预设时间间隔采集水质数据并发送给所述主控模块；所述主控模块，还与所述后台处理模块连接，用于将所述水质数据进行数据压缩并发送给所述后台处理模块；所述后台处理模块，用于将压缩的水质数据进行解压，并根据预设时间段内的解压水质数据，进行数据密集估计和曲线拟合，获得水质数据曲线图并显示。

本发明提出的离岸网箱水质监控装置，通过对水质数据的密集估计，使得得到的预设时间段内水质数据更密集，曲线图变化更平缓，更利于观察变化细节，通过曲线拟合以曲线图的方式显示水质数据，使得工作人员对数据变化趋势和变化规律的观察和分析更直观迅速。

作为一种可选实施例，所述装置还包括：人机交互模块和执行模块；所述人机交互模块，与所述主控模块连接，用于接收未压缩的水质数据，并根据所述未压缩的水质数据，向所述主控模块发送水质调整请求；所述主控模块还用于根据所述水质调整请求，产生水质调整指令；所述执行模块，与所述主控模块连接，用于根据所述水质调整指令，调整水质。

作为一种可选实施例，所述水质数据包括：温度、溶氧度、电导率和ph值；相应地，所述水质调整请求包括：温度调整请求、溶氧度调整请求、电导率调整请求和ph值调整请求；相应地，所述执行模块包括：温度调整模块，用于根据所述温度调整请求，调整离岸网箱中的温度；溶氧度调整模块，用于根据所述溶氧度调整请求，调整离岸网箱中的溶氧度；电导率调整模块，用于根据所述电导率调整请求，调整离岸网箱中的电导率；ph值调整模块，用于根据所述ph值调整请求，调整离岸网箱中的ph值。

作为一种可选实施例，所述人机交互模块还用于实时显示所述水质数据。

作为一种可选实施例，所述人机交互模块与所述主控模块采用modbus通讯协议进行通讯。

作为一种可选实施例，所述主控模块为可编程逻辑控制器。

作为一种可选实施例，所述装置还包括：gprs模块；所述主控模块与所述后台处理模块通过gprs模块连接。

作为一种可选实施例，所述后台处理模块具体用于采用最小二乘多项式拟合方式对预设时间段内的解压水质数据，进行曲线拟合，获得水质数据曲线图并显示。

作为一种可选实施例，所述后台处理模块还用于将所述水质数据曲线图与历史水质数据曲线图进行比对，获取水质数据差曲线图。

基于上述图1对应实施例提供的装置，本发明实施例提供了一种离岸网箱水质监控装置。参见图2，该装置包括：采集模块、主控模块、人机交互模块、执行模块和后台处理模块；

所述采集模块，与所述主控模块连接，用于根据预设时间间隔采集水质数据并发送给所述主控模块；

所述主控模块，还分别与所述人机交互模块、所述执行模块连接和所述后台处理模块连接，用于将所述水质数据发送给所述人机交互模块，还用于根据水质调整请求产生水质调整指令并发送给所述执行模块，还用于将所述水质数据进行数据压缩并发送给所述后台处理模块；

所述人机交互模块，用于根据所述水质数据向所述主控模块发送水质调整请求，还用于实时显示所述水质数据；

所述执行模块，用于根据所述水质调整指令，调整水质；

所述后台处理模块，用于将压缩的水质数据进行解压，并根据预设时间段内的解压水质数据，进行数据密集估计和曲线拟合，获得水质数据曲线图并显示。

在本实施例中，采集模块包括用于采集水质数据并将模拟量水质数据转换为数字量水质数据的传感器，采集的水质数据为影响鱼类生长发育和成活的环境因子，至少包括温度、溶氧度、电导率和ph值。水质数据的采集间隔和采集时间段可以根据实际情况通过在主控模块中写入程序来进行设定，可控性很高。例如，可以通过设置使传感器每5分钟通电获取一次水质数据发送给主控模块，获取水质数据的时间段可以根据水质数据波动较大的时间段进行设置。根据经验一般设置为0：00——11：00。

在本实施例中，主控模块为可编程逻辑控制器(programmablelogiccontroller，plc)。plc是一种数字运算操作的电子系统，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的设备工作。

plc通过总线接收来自传感器的数字量水质数据并存储至plc存储单元。同时，plc将这些数字量水质数据分别通过485总线发送给人机交互模块，通过gprs模块发送给后台处理模块。在plc与人机交互模块进行信息交互的过程中，plc作为主机，人机交互模块作为从机，两者采用modbus通讯协议进行通讯。在plc与后台处理模块进行信息交互的过程中，两者通过无线方式连接，实现了远程监控。

在本实施例中，人机交互模块接收数字量水质数据并显示和存储。当累计预设时间间隔内，数字量水质数据包括的温度、溶氧度、电导率和ph值中的任一项变化量超过对应的预设阈值时，人机交互模块向主控模块发送对应的水质调整请求。例如，当累计预设时间间隔30分钟内，温度的变化量超过对应的预设阈值10度时，人机交互模块向主控模块发送温度调整请求。其中，累计预设时间间隔和预设阈值均可根据实际情况设置，本实施例在此不做限定。

在本实施例中，plc通过485总线接收来自人机交互模块的水质调整请求，并根据水质调整请求，产生水质调整命令发送给执行模块。以上述累计预设时间间隔内温度变化超过预设阈值产生的温度调整请求为例，plc通过485总线接收来自人机交互模块的温度调整请求，并根据温度调整请求，产生温度调整命令发送给执行模块中的温度调整模块。

在本实施例中，执行模块至少包括：温度调整模块，用于根据温度调整请求，调整离岸网箱中的温度；溶氧度调整模块，用于根据溶氧度调整请求，调整离岸网箱中的溶氧度；电导率调整模块，用于根据电导率调整请求，调整离岸网箱中的电导率；ph值调整模块，用于所述ph值调整请求，调整离岸网箱中的ph值。

在本实施例中，后台处理模块对预设时间段内的解压水质数据，进行曲线拟合的方式包括但不限于最小二乘多项式拟合方式。其中，预设时间段可根据具体情况设置，例如：可以为一天内获取的水质数据；对预设时间段内的解压水质数据包括的温度、溶氧度、电导率和ph值中每一项数据分别进行曲线拟合。具体地，为了方便相关工作人员观察水质数据变化的详细情况，本实施例根据预设时间段内获取的解压数字量水质数据包括的温度、溶氧度、电导率和ph值中任一项数据，采取在小于预设时间间隔的细分时间间隔下，对该项数据进行估计，并根据估计的数据进行曲线图绘制和显示。通过对水质数据的密集估计，使得得到的预设时间段内水质数据更密集，曲线图变化更平缓，更利于观察变化细节，通过曲线拟合使得对数据的观察和分析更直观迅速。

在本实施例中，后台处理模块还用于将所述水质数据曲线图与历史水质数据曲线图进行比对，获取水质数据差曲线图。其中，水质数据包括的温度、溶氧度、电导率和ph值中每一项数据的数据都与其对应的历史数据曲线图比对，以预测该项数据的变化趋势。具体地，以根据一天内获取的温度数据进行曲线拟合而得的温度数据曲线图为例，将所述温度数据曲线图与最近数天的温度数据曲线图分别进行比对，获取所述温度数据曲线图与最近数天中每天的温度数据曲线图在各时间点处的温度差，绘制得到对应的数条温度差曲线图并显示，使得相关人员可以根据温度差曲线图对未来数天内各时间点的温度变化进行预测。此外，后台处理模块还用于在离岸网箱投入使用前，将所述水质数据曲线图与基准水质进行比对，以便于相关人员进行水质调整提供基本符合基准水质的环境。

最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。