一种渔业水体水色识别器的制作方法

本实用新型涉及水色识别技术领域，尤其涉及一种渔业水体水色识别器。

背景技术：

在渔业领域，特别是水产养殖中，决定养殖成败及效益的关键在于养殖水体水质的把控，而水质的优劣完全可以通过水色表现出来。所以在此领域有一个精典经验之谈“养鱼先看水”、“养鱼先养水”。因为水色直接反映出水体中有机溶解物、悬浮颗粒及浮游生物的种类和数量。

比如水色呈蓝绿色，说明池塘蓝藻种子多、藻相单一、水体营养盐过剩；水色呈浓绿色，主要是藻类密度高但活力较差、有机物浓度高，说明水体已经老化，耗氧多；水色呈红棕色，主要是因为水体中含有大量甲藻门的藻类，也是水体变坏的标志；水色呈类似酱油色或者煤炭色，原因主要是“倒藻”或藻相异常。

而且水色的深度不同，可以直接反映出水体藻相的程度，有经验的技术人员，只是通过观察水色就可以知晓水体状况，并采取对应调水措施。但人的感观认识有区别，不同的人去观察同一片水域，可能得出的水色结论是不一致的，至少水色深浅的程度认识可能是不一致的。

所以没有一个可以量化的水色识别指标或标准，只是通过人眼观察，基于水色大致判别水质状况，不同的人采取调水措施基本会千差万别。从严格意义上说，这种主观性很强的判断，及采取的对应调水措施也是不靠谱的，养殖成败完全依赖于技术人员主观观察判断的正确性。

从现有技术上考量，由于智能化科技研发人员与水产养殖一线基本难有长期交叉工作的机会，也就无从知晓一线养殖现场真正的技术需求，所以在水产养殖领域，目前市面上还没有出现类似渔业水体水色识别器的实际应用，水产养殖水体水质相关科技研发的焦点基本上都集中在水质参数的检测领域。

申请号为201510973937.1的中国发明专利，公开了一种水色识别装置，其通过水泵从池水中抽取待测水样，再通过颜色识别模块进行识别，获取待测水样的水色值，并通过显示模块直接显示。此专利结果直观，但存在应用上的几处缺陷：（1）此专利需要通过水泵抽水，功耗大需要外部电源供应，更重要的是，抽取的少量待测水样与养殖塘中的水样颜色肯定有差别，这个通过肉眼都可以观察出来，严格说，这种测量方法还不严谨；

（2）此专利通过显示模块直接显示出待测水样的颜色RGB值，同时通过设定的阈值进行报警处理。真正从事一线水产养殖的技术人员可以很清楚知道，水色并没有统一的异常标准，不同水色所反应的只是当前水质（尤其是水藻）的情况，并不完全代表水质异常，并且是作为一种辅助手段，让技术人员在调水时进行参考。所以这个水色RGB值更为重要的是通过量化测量，结合庞大的数据库和科学分析，得出调水参考方案，单纯凭一个RGB值说明不了问题。

技术实现要素：

本实用新型针对上述技术问题做出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是提供一种渔业水体水色识别器，浮于水面上，用于量化识别水体水色，并通过蓝牙技术与手机连接，将水色所对应的RGB颜色值传输至手机中，再进一步分析RGB颜色值数据，通过手机应用输出调水参考措施。

为达到上述目的，本实用新型是采用以下技术方案来实现的：一种渔业水体水色识别器，浮在水面上并通过内置的颜色传感器来识别水体水色；所述渔业水体水色识别器包括有水色识别器浮体，所述水色识别器浮体的浮面部是中空的，且所述浮面部中间位置有一内凹形状结构，在所述内凹形状结构的底部，设有一透明材质的圆形板，所述圆形板内嵌于所述浮面部，并与所述浮面部的底面紧闭结合且是平整的；在所述内凹形状结构的顶部，设有一颜色检测器，所述颜色检测器内部包含的颜色感应芯片与所述圆形板平行布置；所述水色识别器浮体的中部及上部也是中空结构；所述上部固定有太阳能板模组，所述太阳能板模组包含的圆形太阳能板覆盖布置在所述上部的上表面。

进一步地，所述中部或者所述上部内设有硬件线路板，所述硬件线路板包括微控制器单元，及与所述微控制器单元连接的通讯模组。

进一步地，所述太阳能板模组还连接有电池模组，所述电池模组连接电源管理电路；所述电源管理电路分别为所述颜色检测器、所述微控制器单元及所述通讯模组供电。

优选地，所述颜色检测器选用型号为TCS3200的颜色传感器，所述颜色传感器包括有所述颜色感应芯片及4个白光LED灯。

优选地，所述颜色感应芯片与所述圆形板之间距离5-20mm。

优选地，所述渔业水体水色识别器还可以包括温度传感器，所述温度传感器选用型号为DS18B20的数字传感器。

优选地，所述通讯模组是基于蓝牙技术的低功耗BLE通讯模组。

优选地，所述微控制器单元是采用一种低功耗的微处理器。

与现有的技术或传统的方案相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）通过颜色传感器来量化识别水体水色，避免通过人眼观察判断的主观性及不确定性；

（2）渔业水体水色识别器的底面是平滑的，容易去除污物，可有效保证颜色检测器的测量效果；

（3）采用低功耗的微处理器和低功耗蓝牙BLE通讯模组，结合太阳能模组应用，可以确保设备长时间稳定工作，没有因需要经常更换电池而带来的维护工作量；

（4）可以通过手机应用控制水色识别器的工作；所测量的参数可以及时传输至手机中，结合手机应用的分析，输出水色分析结果和调水建议信息；其输出结果作为一种量化的数据信息，有利于技术人员做出更加合理的调水方案。

附图说明

图1为本实用新型实施例水色识别器的电路实现框图。

图2为本实用新型实施例水色识别器的外观结构示意图。

图3为本实用新型实施例水色识别器的外观仰视图。

图4为本实用新型实施例水色识别器中颜色检测器的外观示意图。

图5为本实用新型实施例水色识别器的系统架构示意图。

图1中： 2-颜色检测器、3-太阳能板模组、4- 电池模组、5-电源管理电路、6-微控制器单元、7-通讯模组、8-温度传感器。

图2中： 1-水色识别器浮体、2-颜色检测器、3-太阳能板模组、101- 圆形板、102-浮面部、103-中部、104-上部。

图3中： 1-水色识别器浮体、2-颜色检测器。

图4中： 201-白光LED灯、202-颜色感应芯片、203-接线端子。

图5中： 1-水色识别器浮体、9-移动应用、10-数据分析平台。

具体实施方式

下面将对具体实施方式所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，附图是本实用新型一些实施方式，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他形式的附图。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，本实用新型描述中的术语“连接”、“相连”、“安装”应做广义理解，例如，可以是一体地连接、固定连接或者是可拆卸连接；可以是通过机械结构或者电子直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，还可以是无线通讯连接。

三原色感应原理说明：根据德国物理学家赫姆霍兹(Helinholtz)的三原色理论，各种颜色是由不同比例的三原色混合而成的，所述三原色分别为红、绿及蓝色。而白色光中包含着红、黄、蓝、绿、青及紫等各种颜色的色光，通常所见的颜色，其实质是物体表面吸收了部分有色成分，并反射出另一部分有色成分，而这一部分有色成分就是人眼观察的直接反映。如果能够获取颜色的三原色的RGB值，相应地，也就知道待测物体的颜色了。

如图1至图5所示，本实用新型的一种渔业水体水色识别器，浮在水面上并通过内置的颜色传感器来识别水体水色；所述渔业水体水色识别器包括有水色识别器浮体1，所述水色识别器浮体1的浮面部102是中空的，且所述浮面部102中间位置有一内凹形状结构，在所述内凹形状结构的底部，设有一透明材质的圆形板101，所述圆形板101内嵌于所述浮面部102，并与所述浮面部102的底面紧闭结合且是平整的；在所述内凹形状结构的顶部，设有一颜色检测器2，所述颜色检测器2内部包含的颜色感应芯片202与所述圆形板101平行布置；所述水色识别器浮体1的中部103及上部104也是中空结构；所述上部104固定有太阳能板模组3，所述太阳能板模组3包含的圆形太阳能板覆盖布置在所述上部104的上表面。

进一步地，所述中部103或者所述上部104内设有硬件线路板，所述硬件线路板包括微控制器单元6，及与所述微控制器单元6连接的通讯模组7。

进一步地，所述太阳能板模组3还连接有电池模组4，所述电池模组4连接电源管理电路5；所述电源管理电路5分别为所述颜色检测器2、所述微控制器单元6及所述通讯模组7供电。

在本实施例中，所述水色识别器浮体1是一个倒扣碗状的内部中空且外部密封的结构。

在本实施例中，所述颜色检测器2选用型号为TCS3200的颜色传感器，所述颜色传感器包括有所述颜色感应芯片202及4个白光LED灯201。所述TCS3200颜色传感器还包括有红、绿、蓝三色滤波器，当选定一个颜色滤波器时，它只允许某种特定的原色通过，阻止其它原色通过，所述颜色感应芯片202内置的振荡器会输出方波，方波频率与所感应的光强度成正比例关系；通过选定不同的颜色滤波器，可以得到不同的光强度值，从而分析得到反射到所述颜色检测器2上的光的颜色。

在本实施例中，所述TCS3200颜色传感器有一个OUT引脚，与所述微控制器单元6连接，所述OUT引脚输出信号的频率与所述内置振荡器的频率也成比例关系；所述颜色检测器2在使用时还需要进行白平衡校准，使得所述OUT引脚输出信号频率可以换算出待测物体的RGB颜色值。

在本实施例中，所述颜色感应芯片202与所述圆形板101之间距离10mm。

在本实施例中，白平衡校正时，需要在所述水体水色识别器下面放置一个纯白色物体，并控制4个所述白光LED灯201点亮，定时并分时选通三原色的滤波器，即可分别获得所述OUT引脚输出的频率信息，从而得到白色物体RGB值255与三色光所对应的比例因子。如图4所示，4个所述白光LED灯201分布在所述颜色感应芯片202周围，所述接线端子203用于与所述微控制器单元6连接。

在本实施例中，所述微控制器单元6是采用一种低功耗的微处理器。

在本实施例中，所述渔业水体水色识别器还可以包括温度传感器8，所述温度传感器8选用型号为DS18B20的数字传感器。

在本实施例中，所述通讯模组7是基于蓝牙技术的低功耗BLE通讯模组。如图5所示，所述渔业水体水色识别器通过蓝牙技术与移动应用9通讯连接，所述移动应用9与数据分析平台10网络连接。在本实施例中，移动应用9是一部带有蓝牙功能的手机并包括有手机APP应用。

本实用新型的工作过程为：将所述渔业水体水色识别器放置在养殖塘中，并浮于水体水面上，定期进行水色识别，其得到的水色RGB值通过蓝牙上传至手机中，并通过手机应用APP进一步分析，得到水色RGB值对应的水质分析结果，同时输出对应的调水参考措施。也可以通过手机应用APP与所述渔业水体水色识别器连接，控制其启动识别工作。手机应用APP在分析时，可以进一步通过网络连接，将所述水色RGB值上传至所述数据分析平台10中，通过所述数据分析平台10强大的数据分析能力，得到更为详细的分析结果，并反馈回所述手机应用APP中。调水技术人员获取到上述分析结果后，结合自身经验，制订出更加完善的调水措施。

在本实施例中，本实用新型通过颜色传感器来量化识别水体水色，避免通过人眼观察判断的主观性及不确定性；且所述渔业水体水色识别器的底面是平滑的，容易去除污物，可有效保证颜色检测器的测量效果；采用低功耗的微处理器和低功耗蓝牙BLE通讯模组，结合太阳能模组应用，可以确保设备长时间稳定工作，没有因需要经常更换电池而带来的维护工作量；可以通过手机应用控制水色识别器的工作；所测量的参数可以及时传输至手机中，结合手机应用的分析，输出水色分析结果和调水建议信息；其输出结果作为一种量化的数据信息，有利于技术人员做出更加合理的调水方案。

以上所述仅为本实用新型较佳实施例，只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，但并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型涵盖范围。