一种实时控制的新型养鱼网箱的制作方法

本发明涉及一种实时控制的养鱼网箱，属于智能控制技术领域。

背景技术：

随着河道网箱养鱼技术的广泛应用，河道网箱的数量不断增加，网箱中的水质和鱼的生活环境控制成为一个关键问题。河道中的水质和山洪的不可控性，河道中的缺氧和有毒有害物质都会对鱼造成损伤或者致命的打击，河道中出现山洪时有碎石大杂质顺着河水冲击网箱，会损坏网箱，从而造成重大损失。因此需要一种新型实时控制的养鱼网箱。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种实时控制的新型养鱼网箱，利用水含氧量传感器、水体流速传感器、有毒有害物质传感器等，检测水体中的含氧量，水的流速，有毒有害物质，通过控制模块实现网箱内的供氧净水，启动防护栅栏等作业的自动化，且不需要考虑一般天气的情况，整体结构简单，成本低廉，并充分利用水力发电，实现了节能环保。

本发明技术方案是：一种实时控制的新型养鱼网箱，包括检测模块1、水力发电涡轮机2、控制模块3、灯光4、网箱5、防护栅栏6、供氧净水循环系统7；所述检测模块1分别和水利涡轮发电机2、控制模块3相连，水力涡轮发电机2分别和灯光4、控制模块3相连，灯光4和网箱5相连，网箱5分别与防护栅栏6、供氧净水循环系统7相连，并且防护栅栏6、供氧净水循环系统7分别与控制模块3相连。

所述控制模块3包括单片机模块8、水体含氧、有害物质检测电路9、水体流速检测电路10、进出水阀门控制电路11、进出水增压电路12、控制栅栏电路16、控制灯光电路15、水力涡轮供电电路14、放大电路13；其中单片机模块8分别与水体含氧、有害物质检测电路9、水体流速检测电路10、进出水阀门控制电路11、进出水增压电路12、控制栅栏电路16、控制灯光电路15、水力涡轮供电电路14、放大电路13相连。

所述网箱5包括网箱上盖17、进水口18、滤网19、出水口20、网箱底盖21、水下灯光设备22；其中网箱上盖17在网箱5上面，可控制打开关闭；进水口18在网箱上盖17上，分别与进出水阀门控制电路11、进出水增压电路12相连；滤网19在网箱5两侧，可以滤过水中的杂质，防止大杂质进入网箱5中，如果水质有问题，两侧有玻璃盖关闭使网箱封闭起来，出水口20在网箱5底部，可以将网箱内的水排出，分别与进出水阀门控制电路11、进出水增压电路12相连；网箱底盖21在网箱5底部可控制打开关闭，用于排出网箱5中的杂质，水下灯光设备22在网箱5中右上方，可以在阳光不足的情况下通过控制模块3控制自行开启灯光，其电源来源有水力发电涡轮机2和外部电源，分别与水力发电供电路14、控制灯光电路15相连。

所述放大电路13包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、放大器1、放大器2、放大器3、放大器4；其中R1一端接水体含氧、有害物质检测电路9，另一端接C1的一端，C1的另一端接地，R2的一端接水体含氧、有害物质检测电路9，另一端接C2的一端，C2的另一端接地，R3的一端接放大器1的“+”级，另一端接在R1与C1的连线上，R4一端接放大器2的“+”级，另一端接在R2与C2的连线上，放大器1的“-”级与放大器1的输出端相连，放大器1的端口7接+12V电压，端口4接-15V电压，C3一端接+12V电压，另一端接地，C4一端接-15V电压，另一端接地，放大器2的“-”级与放大器2的输出端相连，放大器2的端口7接+15V电压，端口4接-12V电压，C5一端接+15V电压，另一端接地，C6一端接-12V电压，另一端接地，R5一端接放大器1的输出端，另一端接R7的一端，R7的另一端接放大器3的输出端，C7一端接在R5和R7的连线上，另一端接在放大器3的输出端，放大器3的“-”级接在R5和R7的连线上，R6一端和放大器2的输出端相连，另一端接R8，R8另一端接地，放大器3的“+”级接在R6和R8的连线上，放大器3的端口4接+12V电压，端口11接-12V电压，R9一端接放大器3的输出端，另一端接放大器4的“-”级，R10一端接在R9和放大器4的连线上，另一端接放大器4的输出端，R12一端与其调节端连接，另一端和C8的一端连接，C8的另一端接放大器4的输出端，R11一端接放大器4的“+”级，另一端接地，放大器4的端口4接+12V电压，端口11接-12V电压，放大器4的输出端输出电压U1。

所述水体含氧、有害物质检测电路9包括传感器端子、运算放大器Op1、Op2、Op3、Op4、电阻R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、电容C9、C10、C11、稳压二极管ZD；其中，传感器端子1接地，传感器端子与电阻R21串联，传感器端子与运算放大器Op3、电容C9相连接，运算放大器Op3与电容C9并联，运算放大器Op3负极与电阻R16串联，运算放大器Op3正极与电阻R17串联，传感器端子与电阻R13串联连接运算放大器Op1正极，电阻R14连接运算放大器Op1负极，电阻R15连接在运算放大器Op1正极与输出端之间，电阻R6与电容C10、电阻R17并联，运算放大器Op2负极与电阻R23相连接，运算放大器Op2正极与电阻R22、电容C11并联，运算放大器Op2输出端与电阻R22、电容C11并联输出，运算放大器Op4输出端与电阻R20并联，运算放大器Op4负极与电阻R24、稳压二极管ZD并联，电阻R22另一端与5V电压相连，稳压二极管ZD另一端接地。

所述水体流速检测电路10包括水体流速检测管S、电阻R25，R26，R27，R28、电容C12，C13；其中水体流速检测管S一端接地，另一端接R25的一端，R25的另一端接VCC电源，R26一端接在S与R25的连线上，另一端接R27的一端，C12一端接地，另一端接R26，R27另一端接地，R28一端接R27的滑动触头，另一端为输出端V0，C13一端接地，另一端接R28，输出端V0与单片机模块8相连。

所述进出水增压电路12包括开关K1、K2，稳压电源IC1、IC2，电阻R29、R30、R31，电容C14、C15，二极管D1，电感，压力泵M1；其中电阻R29一端接地并且与稳压电源IC1并联，稳压电压一端接电阻R30输出，电阻R30另一端与二极管D1、电磁继电器J相连接，二极管D1与电磁继电器J并联另一端与电阻R29、稳压电源IC1相连接，并且连接到电容C14和稳压电源IC2，电容C14和电容C15并联与稳压电源IC2一端相连接，接到稳压二极管的一端，稳压二极管下一端与电容C14、C15、稳压电源IC2、电磁继电器J、二极管D1、电阻R30、R29，相连接接地，电阻R31与稳压二极管侧端相连接，组成电感变压器，变压器的另一侧的电感与压力泵M1相并联，接上开关K1、K2，输出电压接单片机模块8。

所述进出水阀门控制电路11包括：电阻R32、R33、NPN管Q1、二极管D2、继电器K1、双向开关S1、接口插座CON1；其中，电阻R32与电阻R33并行连接且均与NPN管Q1的基极连接，NPN管Q1的发射极与电阻R33并行连接接地，二极管D2的阳极接到NPN管Q1的集电极上，二极管D1阴极接Vcc电源，继电器K1与二极管D2并行连接，接口插座CON1的1管脚接双向开关S1，接口插座CON1的2管脚接防护栅栏6，防护栅栏6与高压电源压力泵相连接。

本发明的工作原理是：

本发明采用控制模块3对网箱内的环境以及外部的整个系统进行实时调节。

水含氧量传感器、水体流速传感器、有毒有害物质传感器等检测模块1，将河道水体中水质含氧量、水流的速度、水体中的有毒有害物质检测信号传送给放大电路13放大后传送给控制模块3中的单片机模块8。若检测到河道中水的含氧量低于设定值，单片机模块8会启动进出水阀门电路11和进出水增压电路12，进水口18打开,网箱两侧的有机玻璃板关闭，网箱底盖21自动开启关闭一次对网箱内的杂质进行排放，出水口20开启待将网箱5内的水排放一次，出水口20关闭，通过压力泵M1向网箱5内注水，从而进行一次供氧净水循环。若检测到河道中水的流速高于设定值，单片机模块8会启动控制栅栏电路16，从而开启防护栅栏6来防止网箱被损坏。若检测到河道水体中有有毒有害物质单片机模块8会启动进出水阀门电路11和进出水增压电路12，进行一次供氧净水循环。

水力发电涡轮机2可以通过河道中的水流来发电，发的电可以通过储电池进行储存，水力发电涡轮机2设置在防护栅栏6和网箱5之间，防护栅栏可以起到保护作用；水力发电涡轮机2发电时启动水力涡轮供电电路14给检测模块1中的水体含氧量传感器、水体流速传感器、有毒有害物质传感器等供电，当网箱5内需要开启灯光4时也会给其提供电源，剩余的电存储到储电池中。

灯光4的启动是通过一个光敏传感器，当光敏传感器检测到网箱内的光低于设定值的时候，光敏传感器会通过放大电路13将信号放大传送到单片机模块8，单片机模块8发送信号到控制灯光电路15开启灯光4给网箱内提供所需的光亮。其供电来源于水利涡轮供电电路14和外边电源。

本发明的有益效果是：成本低廉、结构简单，适应性强，节能环保，可以利用水含氧量传感器、水体流速传感器、有毒有害物质传感器等，检测水体中的含氧量，水的流速，有毒有害物质，通过控制模块实现网箱内的供氧净水，启动防护栅栏等作业的自动化，且不需要考虑一般天气的情况，整体结构简单，成本低廉，并充分利用水力发电，实现了节能环保。极大的节约了成本。

附图说明

图1为本发明的总体结构图；

图2为本发明的控制模块电路结构图；

图3为本发明的网箱细节图；

图4为本发明的放大电路图；

图5为本发明的水体含氧、有害物质检测控制电路图；

图6为本发明的水体流速检测电路图；

图7为本发明的进出水增压电路图；

图8为本发明的阀门控制电路图。

图中各标号为：1-检测模块，2-水力发电涡轮机，3-控制模块，4-灯光，5-网箱，6-防护栅栏，7-供氧净水循环系统，8-单片机模块，9-水体含氧、有害物质检测电路，10-水体流速检测电路，11-进出水阀门控制电路，12-进出水增压电路，13-放大电路，14-水力涡轮供电电路，15-控制灯光电路，16-控制栅栏电路，17-网箱上盖，18-进水口，19-滤网，20-出水口，21-网箱底盖，22-水下灯光设备。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。

实施例1：如图1-8所示，一种实时控制的新型养鱼网箱，其中：所述包括检测模块1、水力发电涡轮机2、控制模块3、灯光4、网箱5、防护栅栏6、供氧净水循环系统7；所述检测模块1分别和水利涡轮发电机2、控制模块3相连，水力涡轮发电机2分别和灯光4、控制模块3相连，灯光4和网箱5相连，网箱5分别与防护栅栏6、供氧净水循环系统7相连，并且防护栅栏6、供氧净水循环系统7分别与控制模块3相连。

实施例2：如图1-8所示，一种实时控制的新型养鱼网箱，本实施例与实施例1相同，其中：

所述控制模块3包括单片机模块8、水体含氧、有害物质检测电路9、水体流速检测电路10、进出水阀门控制电路11、进出水增压电路12、控制栅栏电路16、控制灯光电路15、水力涡轮供电电路14、放大电路13；其中单片机模块8分别与水体含氧、有害物质检测电路9、水体流速检测电路10、进出水阀门控制电路11、进出水增压电路12、控制栅栏电路16、控制灯光电路15、水力涡轮供电电路14、放大电路13相连。

实施例3：如图1-8所示，一种实时控制的新型养鱼网箱，本实施例与实施例2相同，其中：

所述网箱5包括网箱上盖17、进水口18、滤网19、出水口20、网箱底盖21、水下灯光设备22；其中网箱上盖17在网箱5上面，可控制打开关闭；进水口18在网箱上盖17上，分别与进出水阀门控制电路11进出水增压电路12相连；滤网19在网箱5两侧，可以滤过水中的杂质，防止大杂质进入网箱5中，如果水质有问题，两侧有玻璃盖关闭使网箱封闭起来，出水口20在网箱5底部，可以将网箱内的水排出，分别与进出水阀门控制电路11进出水增压电路12相连；网箱底盖21在网箱5底部可控制打开关闭，用于排出网箱5中的杂质，水下灯光设备22在网箱5中右上方，可以在阳光不足的情况下通过控制模块3控制自行开启灯光，其电源来源有水力发电涡轮机2和外部电源，分别与水力发电供电路14、控制灯光电路15相连。

实施例4：如图1-8所示，一种实时控制的新型养鱼网箱，本实施例与实施例3相同，其中：

所述放大电路13包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、放大器1、放大器2、放大器3、放大器4；其中R1一端接水体含氧、有害物质检测电路9，另一端接C1的一端，C1的另一端接地，R2的一端接水体含氧、有害物质检测电路9，另一端接C2的一端，C2的另一端接地，R3的一端接放大器1的“+”级，另一端接在R1与C1的连线上，R4一端接放大器2的“+”级，另一端接在R2与C2的连线上，放大器1的“-”级与放大器1的输出端相连，放大器1的端口7接+12V电压，端口4接-15V电压，C3一端接+12V电压，另一端接地，C4一端接-15V电压，另一端接地，放大器2的“-”级与放大器2的输出端相连，放大器2的端口7接+15V电压，端口4接-12V电压，C5一端接+15V电压，另一端接地，C6一端接-12V电压，另一端接地，R5一端接放大器1的输出端，另一端接R7的一端，R7的另一端接放大器3的输出端，C7一端接在R5和R7的连线上，另一端接在放大器3的输出端，放大器3的“-”级接在R5和R7的连线上，R6一端和放大器2的输出端相连，另一端接R8，R8另一端接地，放大器3的“+”级接在R6和R8的连线上，放大器3的端口4接+12V电压，端口11接-12V电压，R9一端接放大器3的输出端，另一端接放大器4的“-”级，R10一端接在R9和放大器4的连线上，另一端接放大器4的输出端，R12一端与其调节端连接，另一端和C8的一端连接，C8的另一端接放大器4的输出端，R11一端接放大器4的“+”级，另一端接地，放大器4的端口4接+12V电压，端口11接-12V电压，放大器4的输出端输出电压U1。

实施例5：如图1-8所示，一种实时控制的新型养鱼网箱，本实施例与实施例4相同，其中：

所述水体含氧、有害物质检测电路9包括传感器端子、运算放大器Op1、Op2、Op3、Op4、电阻R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、电容C9、C10、C11、稳压二极管ZD；其中，传感器端子1接地，传感器端子与电阻R21串联，传感器端子与运算放大器Op3、电容C9相连接，运算放大器Op3与电容C9并联，运算放大器Op3负极与电阻R16串联，运算放大器Op3正极与电阻R17串联，传感器端子与电阻R13串联连接运算放大器Op1正极，电阻R14连接运算放大器Op1负极，电阻R15连接在运算放大器Op1正极与输出端之间，电阻R6与电容C10、电阻R17并联，运算放大器Op2负极与电阻R23相连接，运算放大器Op2正极与电阻R22、电容C11并联，运算放大器Op2输出端与电阻R22、电容C11并联输出，运算放大器Op4输出端与电阻R20并联，运算放大器Op4负极与电阻R24、稳压二极管ZD并联，电阻R22另一端与5V电压相连，稳压二极管ZD另一端接地。

实施例6：如图1-8所示，一种实时控制的新型养鱼网箱，本实施例与实施例5相同，其中：

所述水体流速检测电路10包括水体流速检测管S、电阻R25，R26，R27，R28、电容C12，C13；其中水体流速检测管S一端接地，另一端接R25的一端，R25的另一端接VCC电源，R26一端接在S与R25的连线上，另一端接R27的一端，C12一端接地，另一端接R26，R27另一端接地，R28一端接R27的滑动触头，另一端为输出端V0，C13一端接地，另一端接R28，输出端V0与单片机模块8相连。

实施例7：如图1-8所示，一种实时控制的新型养鱼网箱，本实施例与实施例6相同，其中：

所述进出水增压电路12包括开关K1、K2，稳压电源IC1、IC2，电阻R29、R30、R31，电容C14、C15，二极管D1，电感，压力泵M1；其中电阻R29一端接地并且与稳压电源IC1并联，稳压电压一端接电阻R30输出，电阻R30另一端与二极管D1、电磁继电器J相连接，二极管D1与电磁继电器J并联另一端与电阻R29、稳压电源IC1相连接，并且连接到电容C14和稳压电源IC2，电容C14和电容C15并联与稳压电源IC2一端相连接，接到稳压二极管的一端，稳压二极管下一端与电容C14、C15、稳压电源IC2、电磁继电器J、二极管D1、电阻R30、R29，相连接接地，电阻R31与稳压二极管侧端相连接，组成电感变压器，变压器的另一侧的电感与压力泵M1相并联，接上开关K1、K2，输出电压接单片机模块8。

实施例8：如图1-8所示，一种实时控制的新型养鱼网箱，包括检测模块1、水力发电涡轮机2、控制模块3、灯光4、网箱5、防护栅栏6、供氧净水循环系统7；所述检测模块1分别和水利涡轮发电机2、控制模块3相连，水力涡轮发电机2分别和灯光4、控制模块3相连，灯光4和网箱5相连，网箱5分别与防护栅栏6、供氧净水循环系统7相连，并且防护栅栏6、供氧净水循环系统7分别与控制模块3相连。

所述控制模块3包括单片机模块8、水体含氧、有害物质检测电路9、水体流速检测电路10、进出水阀门控制电路11、进出水增压电路12、控制栅栏电路16、控制灯光电路15、水力涡轮供电电路14、放大电路13；其中单片机模块8分别与水体含氧、有害物质检测电路9、水体流速检测电路10、进出水阀门控制电路11、进出水增压电路12、控制栅栏电路16、控制灯光电路15、水力涡轮供电电路14、放大电路13相连。

所述网箱5包括网箱上盖17、进水口18、滤网19、出水口20、网箱底盖21、水下灯光设备22；其中网箱上盖17在网箱5上面，可控制打开关闭；进水口18在网箱上盖17上，分别与进出水阀门控制电路11进出水增压电路12相连；滤网19在网箱5两侧，可以滤过水中的杂质，防止大杂质进入网箱5中，如果水质有问题，两侧有玻璃盖关闭使网箱封闭起来，出水口20在网箱5底部，可以将网箱内的水排出，分别与进出水阀门控制电路11进出水增压电路12相连；网箱底盖21在网箱5底部可控制打开关闭，用于排出网箱5中的杂质，水下灯光设备22在网箱5中右上方，可以在阳光不足的情况下通过控制模块3控制自行开启灯光，其电源来源有水力发电涡轮机2和外部电源，分别与水力发电供电路14、控制灯光电路15相连。

所述放大电路13包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、放大器1、放大器2、放大器3、放大器4；其中R1一端接水体含氧、有害物质检测电路9，另一端接C1的一端，C1的另一端接地，R2的一端接水体含氧、有害物质检测电路9，另一端接C2的一端，C2的另一端接地，R3的一端接放大器1的“+”级，另一端接在R1与C1的连线上，R4一端接放大器2的“+”级，另一端接在R2与C2的连线上，放大器1的“-”级与放大器1的输出端相连，放大器1的端口7接+12V电压，端口4接-15V电压，C3一端接+12V电压，另一端接地，C4一端接-15V电压，另一端接地，放大器2的“-”级与放大器2的输出端相连，放大器2的端口7接+15V电压，端口4接-12V电压，C5一端接+15V电压，另一端接地，C6一端接-12V电压，另一端接地，R5一端接放大器1的输出端，另一端接R7的一端，R7的另一端接放大器3的输出端，C7一端接在R5和R7的连线上，另一端接在放大器3的输出端，放大器3的“-”级接在R5和R7的连线上，R6一端和放大器2的输出端相连，另一端接R8，R8另一端接地，放大器3的“+”级接在R6和R8的连线上，放大器3的端口4接+12V电压，端口11接-12V电压，R9一端接放大器3的输出端，另一端接放大器4的“-”级，R10一端接在R9和放大器4的连线上，另一端接放大器4的输出端，R12一端与其调节端连接，另一端和C8的一端连接，C8的另一端接放大器4的输出端，R11一端接放大器4的“+”级，另一端接地，放大器4的端口4接+12V电压，端口11接-12V电压，放大器4的输出端输出电压U1。

所述水体含氧、有害物质检测电路9包括传感器端子、运算放大器Op1、Op2、Op3、Op4、电阻R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、电容C9、C10、C11、稳压二极管ZD；其中，传感器端子1接地，传感器端子与电阻R21串联，传感器端子与运算放大器Op3、电容C9相连接，运算放大器Op3与电容C9并联，运算放大器Op3负极与电阻R16串联，运算放大器Op3正极与电阻R17串联，传感器端子与电阻R13串联连接运算放大器Op1正极，电阻R14连接运算放大器Op1负极，电阻R15连接在运算放大器Op1正极与输出端之间，电阻R6与电容C10、电阻R17并联，运算放大器Op2负极与电阻R23相连接，运算放大器Op2正极与电阻R22、电容C11并联，运算放大器Op2输出端与电阻R22、电容C11并联输出，运算放大器Op4输出端与电阻R20并联，运算放大器Op4负极与电阻R24、稳压二极管ZD并联，电阻R22另一端与5V电压相连，稳压二极管ZD另一端接地。

所述水体流速检测电路10包括水体流速检测管S、电阻R25，R26，R27，R28、电容C12，C13；其中水体流速检测管S一端接地，另一端接R25的一端，R25的另一端接VCC电源，R26一端接在S与R25的连线上，另一端接R27的一端，C12一端接地，另一端接R26，R27另一端接地，R28一端接R27的滑动触头，另一端为输出端V0，C13一端接地，另一端接R28，输出端V0与单片机模块8相连。

所述进出水增压电路12包括开关K1、K2，稳压电源IC1、IC2，电阻R29、R30、R31，电容C14、C15，二极管D1，电感，压力泵M1；其中电阻R29一端接地并且与稳压电源IC1并联，稳压电压一端接电阻R30输出，电阻R30另一端与二极管D1、电磁继电器J相连接，二极管D1与电磁继电器J并联另一端与电阻R29、稳压电源IC1相连接，并且连接到电容C14和稳压电源IC2，电容C14和电容C15并联与稳压电源IC2一端相连接，接到稳压二极管的一端，稳压二极管下一端与电容C14、C15、稳压电源IC2、电磁继电器J、二极管D1、电阻R30、R29，相连接接地，电阻R31与稳压二极管侧端相连接，组成电感变压器，变压器的另一侧的电感与压力泵M1相并联，接上开关K1、K2，输出电压接单片机模块8。

所述进出水阀门控制电路11包括：电阻R32、R33、NPN管Q1、二极管D2、继电器K1、双向开关S1、接口插座CON1；其中，电阻R32与电阻R33并行连接且均与NPN管Q1的基极连接，NPN管Q1的发射极与电阻R33并行连接接地，二极管D2的阳极接到NPN管Q1的集电极上，二极管D1阴极接Vcc电源，继电器K1与二极管D2并行连接，接口插座CON1的1管脚接双向开关S1，接口插座CON1的2管脚接防护栅栏6，防护栅栏6与高压电源压力泵相连接。

上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。