[发明专利]一种基于模糊控制的水产养殖智能投饵系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于模糊控制的水产养殖智能投饵系统，包括控制器模块，用于计算每日的投饵次数和投饵量；水温传感器，用于测量养殖场内的水温；溶解氧传感器，用于测量养殖场内的水体溶解氧含量；存储器，用于存储水温传感器和溶解氧传感器采集的水温和溶解氧数据；鱼体称重系统，用于检测养殖场内鱼体的平均重量；投料机，根据控制器模块的控制信号向养殖场定时定量投放饵料；供电模块，用于向投饵系统供电。本发明还提供了一种上述基于模糊控制的水产养殖智能投饵系统的控制方法。本发明能够改进现有技术的不足，提高了水产养殖过程中饵料的投放精确度。

技术领域

本发明涉及水产养殖技术领域，尤其是一种基于模糊控制的水产养殖智能投饵系统及其控制方法。

背景技术

饲料是水产养殖中最主要的可变成本，一般都超过总成本的一半，单次投饵量的多少直接决定了养殖鱼类的生长质量，同时也与养殖成本息息相关，如何保证饵料的精确投喂，降低单位饲料成本，是实现水产养殖的精细化、智能化管理的关键，也是当前水产养殖行业亟需解决的问题。

目前饲料投喂分人工投喂和自动投喂两种。人工投喂主要依靠经验和肉眼观察进行投饵量的确定，饵料浪费严重。自动投喂分为两种方法，一是基于图像处理的投喂量确定(中国发明专利201410795965.4)，主要是通过图像分析投喂区域的鱼群密度来推算鱼类是否吃饱，从而决断投饵机是否停止投喂；二是通过输入水质参数进入支持向量机模型预测处当前水质参数状态下的鱼类模拟体重，根据模拟体重对照体重-饵料量表，确定投喂量(中国发明专利申请201510870876.6)。该两种自动投喂方法实现了自动化投喂，但投喂量的科学性上均存在一定的不足。基于图形的处理方法只考虑到了鱼类的进食，而忽略了不同养殖环境(水质环境)下鱼类对饲料的吸收和转换效率，以溶解氧为例，当处于低溶解氧水体时，低溶解氧胁迫状态下呼吸能和排泄能比例较高，导致鱼类饲料转化效率低，因此在该情况下按照图像系统中鱼依旧进食来确定的常规饲料投喂量，在较低的饲料转化率情况下，是增加了饵料系数，即鱼类单位增重下的饲料量高于最优量。因此基于图像的智能投喂系统有需要改进的地方。第二种是基于历史数据，建立水质因子估算鱼类体重的支持向量模型，通过当前水质因子用模型估算当前鱼体的预测体重，再按照预设的鱼类体重与投饵量的对应关系确定当前投饵量。该方法存在两个不足，一是通过水质参数直接预测鱼类体重的方式，其科学性值得商榷；二是简单的通过体重与投饵量的对照表确定投饵量的方式，也值得商榷。针对第一点不足，如果用不同水质因子建立与鱼类体重的增重量的关系，是具有一定科学性的，但是直接建立水质因子与鱼的体重的关系，明显存在偏误，简单的反例就是鱼类在不同时期会遇到同样的水质状况，而模型通过水质参数只能预测出一种体重。针对第二个不足，在不同水体状况下，同样的鱼类体重所需要的投饵量是不一样的，而该方法无法实现这个需求。

最优投饵量的确定是一个非线性、时变、多变量耦合的系统，投饵量与鱼类属性、水质状况、气象状况相关，需要建立一个综合的决策系统来自动控制投饵。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于模糊控制的水产养殖智能投饵系统及其控制方法，能够解决现有技术的不足，提高了水产养殖过程中饵料的投放精确度。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种基于模糊控制的水产养殖智能投饵系统，其特征在于：包括，

控制器模块，用于计算每日的投饵次数和投饵量；

水温传感器，用于测量养殖场内的水温；

溶解氧传感器，用于测量养殖场内的水体溶解氧含量；

存储器，用于存储水温传感器和溶解氧传感器采集的水温和溶解氧数据；

鱼体称重系统，用于检测养殖场内鱼体的平均重量；

投料机，根据控制器模块的控制信号向养殖场定时定量投放饵料；