[发明专利]一种基于仿生机器鱼的淡水养殖水质监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及机器鱼技术领域，具体涉及一种基于仿生机器鱼的淡水养殖水质监测系统。

背景技术

随着仿生学的发展，国内外越来越多的学者致力于研究仿生机器鱼，仿照鱼类的外形以及游动机理，制造出仿生机器鱼使之具有高效、灵活的水下巡游能力，可以应用于复杂环境下的资源探测、生物研究和军事侦察等领域。基于这些优点人们对仿生机器鱼的研究也越来越多，仿生机器鱼的功能也越来越完善，仿生机器鱼的应用领域涵盖了科学、教育和娱乐等领域。

水产养殖是近几年新兴的产业，但是随着环境污染的加重，水产养殖面临着各种挑战，偌大的养殖场，技术人员不可能时时刻刻关注着，水质质量的检测以及鱼苗的生长情况都需要实时知道，这就造成极大的工作量，随着机器鱼行业的不断发展，如何设计一种能在水下工作，具有检测水质，实时检测鱼苗的生长情况，用户可随时随地用智能手机观察鱼塘及鱼苗情况，以及实现对仿生机器鱼操控等功能的淡水养殖水质监测系统，仍是急需解决的技术问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于仿生机器鱼的淡水养殖水质监测系统，该淡水养殖水质监测系统可以检测水质以及显示水质情况，能够实时观察鱼苗生长情况，仿生机器鱼可在鱼塘自主巡游。

本发明所采用的技术方案是：

一种基于仿生机器鱼的淡水养殖水质监测系统，包括仿生机器鱼、无线充电模块、监测管理系统和移动监控终端，所述仿生机器鱼包括依次相连的鱼头部分、鱼身部分和鱼尾部分，所述鱼头部分的内部设有控制模块、水质检测传感器、GPS定位组件、第一无线收发模块和电池组；所述控制模块对所述水质检测传感器检测到的水质数据、GPS定位组件定位后的位置信息进行综合处理后通过无线收发模块和无线网络传送至监测管理系统；所述无线充电模块用于给仿生机器鱼的电池组自动无线充电，包括设置在鱼头外壳下部的无线电能接收组件和多个设置在养殖池塘中的无线电能发射组件；所述监测管理系统包括中央处理器，所述中央处理器连接有显示模块、第二无线收发模块和报警模块，通过中央处理器对接收到的图像信息、水质数据和位置信息进行处理，并将处理后的数据信息通过无线网络传输至移动监控终端，并在显示模块上显示出水质状况和仿生机器鱼位置，水质出现异常时通过报警模块进行报警；所述移动监控终端通过无线网络与监测管理系统进行通讯，获取所述监测管理系统的数据信息，向监控管理系统发送控制指令。

进一步的，所述鱼头部分包括鱼头外壳，所述鱼头外壳的外表面为流线型结构，所述鱼头外壳的前端具有尖端部，所述尖端部上设置有鱼眼部位，所述鱼眼部位设置有摄像头，通过摄像头对鱼苗的生长情况进行实时采集，并将采集图像信息传输至控制模块，所述鱼头外壳的两侧对称的安装有胸鳍；所述鱼头外壳与所述鱼身部分之间依次设置有密封圈、防水垫和防水盖板；所述鱼尾部分包括尾鳍支架和尾鳍，所述尾鳍支架的一端与鱼身部分连接，另一端安装有所述尾鳍。

进一步的，所述鱼头外壳的内部还设有动力组件，所述动力组件与躯干骨架相连并驱动所述躯干骨架摆动以实现仿生机器鱼在水下的移动，所述动力组件由发电机和齿轮箱组成。

进一步的，所述鱼身部分包括鱼皮和躯干骨架，所述鱼皮包裹在躯干骨架的外部，所述躯干骨架包括多个彼此耦合连接在一起以形成躯干骨架的躯干关节，每个躯干关节包括驱动装置、驱动装置内支架和驱动装置外支架，所述驱动装置外支架的一端连接到所述驱动装置的输出轴上并随所述的输出轴转动，所述驱动装置外支架的另一端以可转动的方式连接到所述驱动装置内支架上，所述驱动装置外支架的中部与其后方的躯干关节的驱动装置内支架固定连接；所述驱动模块采用舵机。

进一步的，所述水质检测传感器包括温度传感器、PH传感器、浑浊度检测仪、生化需氧量测定仪和化学需氧量测定仪，所述水质传感器将采集到的水的温度、含氧量、PH值的数据信息经过信号放大器、A/D转换器传输到控制模块。

进一步的，所述无线电能接收组件包括接收端防水外壳，所述接收端防水外壳固定设置在鱼头部分下部，所述接收端防水外壳的端部固定设置有接收线圈，所述接收端防水外壳的内部设置有电量检测模块和无线充电接收模块，所述电量检测模块、接收线圈分别与无线充电接收模块之间电连接，电量检测模块用于对机器鱼的当前电量进行实时检测。