[发明专利]一种渔业养殖生长过程物联网监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及渔业、农业信息化领域，特别是涉及一种渔业养殖鱼种的生长过程和水声环境的物联网监测系统。 

背景技术

近年来，随着电子信息技术、渔业水声学、计算机及互联网技术在渔业及农业领域应用的不断扩展，现代渔业养殖技术已经逐步向半自动化迈进，已在半自动化喂食，水质、营养监测等方面有所突破。但是仍然存在信息采集单一、自动化程度低、渔业养殖鱼种的生长过程和水声环境缺乏有效自动化监测，数据分析集成化程度低等诸多不足。本发明的目的是提供一种渔业养殖生长过程监测的物联网装置，实现对养殖区域养殖物种生长状态、生长环境及喂食过程自动化监测、实时评估的高精度监测系统。 

发明内容

一种渔业养殖物联网监测系统，包括：养殖生长状况信息采集模块、信号收发与控制模块、信号处理模块、信息传输网络和养殖数据处理中心。 

更进一步，所述养殖生长状况信息采集模块为水声换能器，该水声换能器工作频率为1kHz-5MHz； 

水声换能器安装于养殖区养殖网箱底部、养殖区水下或养殖区养殖网箱外部的水域中心： 

当水声换能器安装于养殖区养殖网箱底部时，声波照射方向为自水底向水面照射； 

当水声换能器安装于养殖区水下时，声波照射方向为自水中向水底照射； 

当水声换能器安装于养殖区养殖网箱外部的水域中心时，声波照射方向为水 平照射，且声波波束覆盖养殖网箱。 

更进一步，所述信号收发与控制模块包括控制模块、信号发射机和信号接收机； 

所述控制模块控制所述信号发射机产生经放大的发射电压信号，并将其加载到水声换能器，水声换能器将声波信号辐射到水中；同时，该控制模块控制所述信号接收机开始接收声回波信号，当声波在水中照射到目标时（主要是养殖的鱼类）被反射回来形成声回波信号，并被该信号接收机接收，经过信号接收机的放大、滤波、A/D转换后形成电压信号，再传送给所述信号处理模块； 

所述信号处理模块对上述经过信号接收机放大、滤波、A/D转换后形成的电压信号进行计算，计算后的数据通过信息传输网络传送给养殖数据处理中心；所述养殖数据处理中心包括计算机和专家数据库，对接收到的信号收发与控制模块传输的实时数据进过分析和处理，形成不同时间养殖生长状况分布图并将其显示出来，并根据专家数据库预测养殖鱼种的总重量、大小分布及可捕捞时间，从而指导养殖的整个过程。 

本发明的物联网监测系统建成后，将给集约化养殖过程中养殖生长状况过程监测带来极大的方便，该系统能够监测养殖生长速度、大小分布情况实施有效监测，同时能够对喂食过程中食物是否有残留、带来环境恶化等进行实时监测，减少环境污染，将给渔业养殖领域带来极大的社会效益，促进低碳养殖的可持续发展，提高渔业养殖效率，实现渔业养殖信息化管理。同时，促进物联网建设相关领域的发展。 

附图说明

图1监测系统工作原理与布局图 

图2信号发射机组成图 

图3信号接收机组成图（单路采集接收模块组成图） 

图4系统控制和工作流程图 

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详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。 

本发明的物联网监测系统包括：养殖生长状况信息采集模块、信号收发与控制模块、信号处理模块、信息传输网络和养殖数据处理中心。 

其中，养殖生长状况信息采集模块优选为水声换能器，根据养殖网箱的几何形状和尺寸，水声换能器可以选择下列优选的声波照射方向及安装方式之一，以获得最佳的探测效果，同时也可以根据网箱的实际使用情况，优选多个换能器探头，这取决于安装复杂度： 

（1）水声换能器在养殖区网箱底部安装，声波照射方向为自水底向水面照射； 

（2）水声换能器在养殖区水下安装，例如水下1米，声波照射方向为自水中向水底照射； 

（3）水声换能器在养殖区水下安装，优选为养殖区水域中心，声波照射方向为水平照射，但是需要安装在养殖网箱外部，网箱要在声波束的照射范围内。 

所述水声换能器根据需要的分辨率选择换能器的工作频率，优选在1kHz～5MHz范围内选取一个或几个频率点。