用于梭子蟹单筐养殖模式的水质和生长数据采集平台

本发明涉及用于梭子蟹单筐养殖模式的水质和生长数据采集技术，尤其是涉及一种用于梭子蟹单筐养殖模式的水质和生长数据采集平台。

背景技术：

1、进入二十一世纪以来，海水养殖业发展迅速，养殖规模不断扩大，养殖效率不断提升，精细化的养殖模式逐步取代简单粗放的养殖模式。梭子蟹养殖正由传统的土塘养殖向更为精细化的工厂化养殖转变，单筐养殖模式是梭子蟹工厂化养殖重要的模式之一，其最大的技术特点是“一筐养一蟹”。单筐养殖模式因为解决了梭子蟹互相残杀问题，使得梭子蟹养殖成活率得到了显著提升，成为现阶段梭子蟹养殖的主要模式之一。

2、梭子蟹单筐养殖模式通常在封闭水体中进行，养殖规模大、密度高，养殖水质环境受自然环境影响较小。但是其对水质参数监测及时性要求高，通常情况下梭子蟹单筐养殖需要对温度、ph值、溶解氧、盐度、浑浊度等水质参数及时监测。除水质参数监测外，梭子蟹单筐养殖还需要掌握有关梭子蟹个体发育指标，例如：肢体颜色、外形尺寸、肢体完好程度和摄食残留量等，以帮助养殖人员评估梭子蟹生长状况和健康状态，以便及时对发育异常或疾病的梭子蟹进行健康干预。

3、现有的用于梭子蟹单筐养殖模式的水质检测方法主要有两种，第一种方法是由养殖人员手持便携式水质检测仪器，按照预设的周期，周期性对养殖池的各处水质进行检测，这种方法虽然能够检测养殖池中多处水质，且能够灵活改变水质检测位置，水质检测覆盖面广，灵活性高，但是人工工作量较大，尤其在夜间，还需要安排养殖人员值守。另一种方法是在养殖池内选择几处处安装水质检测传感器探头，由于养殖筐数量较多的原因，若在每处都安装水质检测传感器探头会导致成本大幅度增加，并且需要为水质检测传感器探头布置电源线和数据传输线路，这样会使养殖现场杂乱无序，增加安全隐患，增加现场管理负担，故水质检测传感器探头的数量不会太多，且水质检测传感器探头一旦安装就好不能移动，只能检测固定的几处位置的水质参数。另外，现有的用于梭子蟹单筐养殖模式的生长数据采集主要依靠有经验的养殖人员肉眼观察梭子蟹生长状况，这种方式对养殖人员的养殖经验要求高，养殖人员从业门槛高。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种用于梭子蟹单筐养殖模式的水质和生长数据采集平台，该水质和生长数据采集平台能够自动周期性的对梭子蟹单筐养殖模式的每个养殖筐处的水质和梭子蟹生长数据进行采集，水质检测覆盖面广，且降低了养殖人员工作量以及从业门槛。

2、本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于梭子蟹单筐养殖模式的水质和生长数据采集平台，梭子蟹单筐养殖模式设置有按照从前到后顺序依次排布在养殖池中的n个养殖筐，每个养殖筐内只养殖一只梭子蟹，将养殖筐从前向后按照编号1至n依次进行编号，编号为j的养殖筐称为j号养殖筐，所述的用于梭子蟹养殖的水质和生长数据采集平台包括行走机构、感应机构、检测机构、数据及控制中心和显示机构，所述的数据及控制中心处预存有图像处理程序，所述的行走机构用于驱动所述的检测机构移动至n个养殖筐的上方，所述的感应机构用于感应所述的检测机构是否移动至每个养殖筐的上方，当所述的检测机构移动至某个养殖筐的上方时，所述的感应机构生成对应信号发送给所述的数据及控制中心，此时所述的检测机构能够在所述的数据及控制中心控制下，采集该养殖框处的水质数据以及拍摄该养殖框处的图像发送给所述的数据及控制中心，当所述的数据及控制中心收到某个养殖框处的水质数据以及图像后，对该养殖框处的水质数据以及图像进行保存，并采用图像处理程序对该养殖框处的图像进行处理，得到该养殖框处梭子蟹的生长数据进行保存；所述的数据及控制中心处能够设置巡查周期以及相邻两个巡查周期之间的时间间隔，当所述的数据及控制中心处设置有巡查周期以及相邻两个巡查周期之间的时间间隔时，在每个巡查周期，所述的水质和生长数据采集平台处于工作状态，所述的数据及控制中心驱动所述的行走机构依次移动至每个养殖筐的上方，并控制所述的检测机构依次采集每个养殖框处的水质数据以及拍摄每个养殖框处的图像发送给所述的数据及控制中心，在相邻两个巡查周期之间的时间间隔，所述的水质和生长数据采集平台处于休眠状态。

3、所述的数据及控制中心处还能够进行巡查越过操作以及巡查插队操作；使用者通过巡查越过操作能够设置不参与巡查周期的养殖筐，当使用者在所述的数据及控制中心处通过巡查越过操作设置不参与巡查周期的养殖筐后，在每个巡查周期，，所述的数据及控制中心将控制所述的检测机构跳过不参与巡查周期的养殖筐，不对不参与巡查周期的养殖筐进行检测；使用者通过巡查插队操作能够设置参与插队检测的养殖筐以及插队检测时间，其中插队检测时间对应为某相邻两个巡检周期之间的时间间隔；当使用者在所述的数据及控制中心处通过巡查越过操作设置不参与巡查周期的养殖筐以及插队检测时间后，在对应的插队检测时间，所述的数据及控制中心驱动所述的行走机构移动至不参与巡查周期的养殖筐的上方，并控制所述的检测机构采集不参与巡查周期的养殖筐的水质数据以及拍摄不参与巡查周期的养殖筐处的图像发送给所述的数据及控制中心。

4、所述的行走机构包括支架、伺服电机、三个轴承座、传送轴、同步传动带、两根滑杆、定位板和压垫块，将三个轴承座分别称为第一轴承座、第二轴承座和第三轴承座，所述的支架架设在养殖池上方，所述的伺服电机和所述的第一轴承座安装在所述的支架的左端，且两者前后间隔设置，所述的伺服电机的输出轴通过轴承与所述的第一轴承座连接，所述的第二轴承座和所述的第三轴承座安装在所述的支架的右端，且两者前后间隔设置，所述的传送轴的两端分别通过一个轴承安装在所述的第二轴承座和所述的第三轴承座上；所述的伺服电机与所述的数据及控制中心连接；所述的同步传动带套装在所述的伺服电机的输出轴和所述的传送轴上；两根滑杆安装在所述的支架上，两根滑杆的延伸方向均沿左右方向，且位于所述的同步传动带的前后两侧，所述的定位板安装在两根滑杆上，且受力能够沿两根滑杆左右滑动，所述的同步传动带位于所述的定位板上方，所述的同步传动带的下部的下端面与所述的定位板的上表面贴合，所述的压垫块位于所述的同步传动带内部，所述的压垫块固定在所述的定位板上，所述的压垫块和所述的定位板将所述的同步传动带夹紧。该结构中，通过伺服电机、三个轴承座、传送轴、同步传动带、两根滑杆、定位板和压垫块这些常规简单部件的配合，在保证低成本的同时，保证高精度的传输，保证检测机构的定位精度和检测精度。

5、所述的感应机构包括n+1个光电感应元器件，其中一个光电感应元器件安装在所述的定位板的下表面，另外n个光电感应元器件一一对应安装在n个养殖筐上，安装在所述的定位板的下表面的光电感应元件通过无线网络与所述的数据及控制中心进行通讯。该感应机构通过光电感应元器件来实现定位，结构简单，成本较低，定位方便。

6、所述的检测机构包括机械臂、机械手、驱动器、第一摄像头和不同种类的m个水质检测传感器探头，所述的驱动器用于在所述的数据及控制中心控制下驱动所述的机械臂折叠或者展开以及所述的机械手抓取，所述的驱动器、所述的第一摄像头和m个水质检测传感器探头分别与所述的数据及控制中心通过无线网络进行通讯，m的取值根据水质参数检测的需求确定；所述的机械臂位于所述的定位板下方，所述的机械臂的上端固定在所述的定位板上，所述的机械手位于所述的机械臂下方，且安装在所述的机械臂的下端一侧；m个水质检测传感器探头位于所述的机械臂下方，分别固定在所述的机械臂的下端另一侧，用于检测水质数据传输给所述的数据及控制中心；所述的第一摄像头位于所述的机械臂下方，安装在所述的机械臂上，且位于所述的机械手和m个水质检测传感器探头之间，用于在所述的数据及控制中心控制下拍摄养殖筐内的环境图像和梭子蟹状态图像传输给所述的数据及控制中心，所述的数据及控制中心采用图像处理程序对养殖筐内的环境图像和梭子蟹状态图像进行处理，得到梭子蟹生长数据。

7、所述的检测机构还包括第二摄像头，所述的第二摄像头与所述的数据及控制中心通过无线网络进行通讯，所述的第二摄像头安装在所述的机械手中心位置，用于在所述的数据及控制中心控制下拍摄所述的机械手工作图像传输给所述的数据及控制中心，所述的数据及控制中心采用图像处理程序对养殖筐内的环境图像和梭子蟹状态图像进行处理，还能够得到养殖筐内梭子蟹质心坐标，所述的驱动器还能够在所述的数据及控制中心控制下驱动所述的机械臂上下运动、前后运动、左右运动以及旋转运动，所述的数据及控制中心处还能够设置机械干预操作，使用者通过机械干预操作能够设置进行机械干预操作的养殖筐，当使用者在所述的数据及控制中心处通过机械干预操作设置进行机械干预操作的养殖筐后，在所述的数据及控制中心得到进行机械干预操作的养殖筐处梭子蟹生长数据和梭子蟹质心坐标后，所述的数据及控制中心基于梭子蟹质心坐标，控制所述的驱动器驱动所述的机械臂移动，使所述的机械手先移动至梭子蟹上方，然后驱动所述的机械手对梭子蟹进行一次抓放操作，并控制所述的第二摄像头拍摄对应图像发送给所述的数据及控制中心，所述的数据及控制中心再次根据此时收到的图像得到梭子蟹的生长数据。该检测机构中，通过额外设置第二摄像头和机械干预操作，梭子蟹在通过机械干预操作后再通过第二摄像头拍摄图像发送给数据及控制中心，此时数据及控制中心能够进一步判断梭子蟹是否死亡，从而能够及时清除死亡的梭子蟹，降低死亡的梭子蟹对水质的污染。

8、m的取值为6，m个水质检测传感器探头分别为浊度传感器探头、温度传感器探头、ph水质传感器探头、溶解氧传感器探头、电导率传感器探头和有机污染物传感器探头。

9、与现有技术相比，本发明的优点在于行走机构、感应机构、检测机构、数据及控制中心和显示机构构建水质和生长数据采集平台，数据及控制中心处预存有图像处理程序，行走机构用于驱动检测机构移动至n个养殖筐的上方，感应机构用于感应检测机构是否移动至每个养殖筐的上方，当检测机构移动至某个养殖筐的上方时，感应机构生成对应信号发送给数据及控制中心，此时检测机构能够在数据及控制中心控制下，采集该养殖框处的水质数据以及拍摄该养殖框处的图像发送给数据及控制中心，当数据及控制中心收到某个养殖框处的水质数据以及图像后，对该养殖框处的水质数据以及图像进行保存，并采用图像处理程序对该养殖框处的图像进行处理，得到该养殖框处梭子蟹的生长数据进行保存；数据及控制中心处能够设置巡查周期以及相邻两个巡查周期之间的时间间隔，当数据及控制中心处设置有巡查周期以及相邻两个巡查周期之间的时间间隔时，在每个巡查周期，水质和生长数据采集平台处于工作状态，数据及控制中心驱动行走机构依次移动至每个养殖筐的上方，并控制检测机构依次采集每个养殖框处的水质数据以及拍摄每个养殖框处的图像发送给数据及控制中心，在相邻两个巡查周期之间的时间间隔，水质和生长数据采集平台处于休眠状态，由此，本发明能够实现自动周期性的对梭子蟹单筐养殖模式的每个养殖筐处的水质和梭子蟹生长数据进行采集，水质检测覆盖面广，且降低了养殖人员工作量以及从业门槛。