[发明专利]一种基于水下视频监控与云计算平台的蟹塘养殖健康管理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及水质监测、视频监控、通信和云计算领域，是一种基于水下视频监控与云计算平台的蟹塘养殖健康管理装置与实现方法，主要应用于水环境监测、蟹塘养殖、大体积视频存储等领域。

背景技术

蟹塘养殖是河蟹养殖的重要组成部分，蟹塘水质好坏能左右蟹塘养殖的成败，科学有效的蟹塘养殖离不开必要的水质监测系统。专利CN201510439885.X提出了一种基于Web的水产养殖远程监测系统，该系统使用固定采集点采集水质数据，集合Web网络，水质数据的传递及时有效，对养殖水域水质起到了较好的监测作用。专利CN201610648899.7提出一种以移动监测点取代固定监测点，用于蟹塘养殖的多功能移动式监测系统，克服监测数据不完备、检测点安装/维护困难等弊端，该系统基于移动监测点对蟹塘的覆盖能力，对蟹塘水质数据的采集全面而有序，并且装置本身维护便易，成本也大大降低。

然而，由于螃蟹在生长过程中对水质的高要求和人工操作的局限性，现有的蟹塘养殖远程监测方案依然存在以下几个问题：

1.螃蟹养殖过程中，不能有效观测到饲料的投放是否适量。饲料的过量投放会导致蟹塘底部残留饲料、底质腐臭，严重影响蟹塘水质，浪费掉的饲料本身也是不小的经济损失，而饲料投放不足更是会直接影响到螃蟹的正常生长速度。

2.螃蟹是穴居动物，多喜欢在水草茂盛的底池生活，所以蟹塘池底的水质生态尤其需要实时监测，而现有的远程监测方案并不能做到这一点。

3.螃蟹出蟹率普遍不高，究其原因，现有的蟹塘养殖远程监测系统不能及时发现螃蟹生长过程中的突发事件或异常征兆，病蟹、死蟹得不到及时有效的处理，进而影响了河蟹群体。

发明内容

为了解决以上问题，本发明将水下视频监控引入蟹塘养殖远程监测系统，结合云计算平台强大的大体积视频资源存储与管理能力，提出了一种基于水下视频监控与云计算平台的蟹塘养殖健康管理系统。该系统以自动作业船装置作为移动监测点，自动作业船上装有传感器组、摄像头组，自动作业船在蟹塘以既定路线巡航，摄像头组包含一台能用于两米及以下(蟹塘普遍深约2.5米)水位视频监控的水下摄像头，该摄像头能够实现：①全天候无损害地观察和记录河蟹的活动状况，及时发现并通知养殖人员处理水下突发事件或异常征兆；②观察饵料残余及养殖对象摄食过程，更精确地测算饵料系数，节约饵料成本，减少多余饵料产生污染；③观察蟹塘底池的环境状况，使养殖人员在养殖后期对池底大量泥皮、板结、青苔的清理更具有实效性。传感器组包含温度传感器、溶解氧传感器、电导率传感器、PH值传感器等，采集重要的蟹塘水质参数。自动作业船装置与云计算平台基于4G模块通信，云计算平台整理并存储视频资源与水质数据资源，云计算平台与手机APP采用SOAP协议通信，便于手机APP查阅蟹塘水质信息。手机APP还具有控制自动作业船装置启停、定时定点投料的功能。

本发明所用的电气设备有：4G模块，ARDUINO MEGA控制模块，晶体硅太阳能电池模块，摄像头组，传感器组，振动型自动投饵装置，船行电机组，工控机，安卓手机以及开关电源若干。

本发明采用的技术方案是：系统由自动作业船模块、云计算平台、Android移动客户端三大部分组成，所述自动作业船模块包括：太阳能供电控制模块(晶体硅太阳能电池)、船行动力模块(船行电机组)、投料装置(振动型自动投饵装置)、控制柜模块和摄像头模块；控制柜模块中设有传感器组、继电器组、4G模块，以及ARDUINO MEGA控制模块；所述云计算平台按功能分为四层，即物理层、网络层、管理中间层及应用层，本发明中云计算平台应用层预留与4G模块专用通信接口，预留与手机APP专用通信接口；管理中间层对视频资源、水质数据信息管理分类、编录明细；网络层按管理中间层编录的明细将视频资源、水质数据资源分类存储；所述Android移动客户端编有配套APP，可以控制自动作业船启停以及查阅水质数据与视频信息。