本實用新型涉及一種基于樹莓派的精養(yǎng)魚塘遠程監(jiān)控系統(tǒng)，具體為一種對于精養(yǎng)魚塘實時監(jiān)控和飼養(yǎng)機械控制作用的無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)，屬水產(chǎn)養(yǎng)殖自動化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

精養(yǎng)是目前淡水魚的一種主要養(yǎng)殖模式，由于精養(yǎng)方式放養(yǎng)密度大大高于自然狀態(tài)，養(yǎng)殖者在精養(yǎng)方式中投資額一般都比較大（包括：魚塘承包費、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)費、魚苗費、飼料費及人工費等），稍不注意，易造成水質(zhì)惡化、魚兒患病等問題，因此養(yǎng)殖者面臨的風險很高。在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面，國內(nèi)外也有很多企業(yè)正在研究物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，然而現(xiàn)在應(yīng)用較多的物聯(lián)網(wǎng)模式復(fù)雜，需要搭建計算機終端、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和后臺數(shù)據(jù)維護軟件系統(tǒng)等昂貴平臺。小規(guī)模養(yǎng)殖戶目前仍然沿用傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式，工作量大、效率低、經(jīng)濟效益低。因此，無論是大規(guī)?；蛐∫?guī)模的養(yǎng)殖者，都需要一種針對精養(yǎng)魚塘的低廉、操作簡單的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，起到對于魚塘的遠程實時監(jiān)控，以及對飼養(yǎng)機械的遠程實時控制作用。

中國實用新型專利《基于樹莓派的水文遙測遙感終端》（201620272049.7）包括太陽能電池板、超清全方位照相機、預(yù)警裝置、外接設(shè)備插口、樹莓派微型電腦主板和太陽能充電控制器，通過雨量計、水溫度計傳感元件、超聲波水位計現(xiàn)場檢測，再通過樹莓派進行數(shù)據(jù)核心處理，并無線收發(fā)檢測數(shù)據(jù)及遠程操控指令，各功能模塊通過太陽能供電；新型專利《一種基于樹莓派的具有遠程控制功能的空氣凈化器》（201520831044.9）包括信號采集模塊、凈化模塊、驅(qū)動模塊、電源模塊，還包括樹莓派控制器，該裝置對室內(nèi)環(huán)境的溫濕度、異味、PM2.5數(shù)據(jù)進行采集并通過通信網(wǎng)絡(luò)上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，手機客戶端軟件隨時隨地可以查看空氣質(zhì)量并調(diào)整空氣凈化器運行狀態(tài)，當室內(nèi)有人活動時即進入快速凈化模式，起到預(yù)防過敏的作用。上述二例新型專利均未涉及精養(yǎng)水產(chǎn)品方面的檢測與控制內(nèi)容。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于樹莓派的精養(yǎng)魚塘遠程監(jiān)控系統(tǒng)。

本實用新型采用的技術(shù)方案是：基于樹莓派的精養(yǎng)魚塘遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包括：樹莓派、數(shù)據(jù)采集單元、執(zhí)行單元、PLC單元、遠程控制單元；其特征在于：

所述數(shù)據(jù)采集單元包括：用于現(xiàn)場采集魚塘水體ph值傳感器、水體溫度傳感器、溶氧量傳感器、大氣溫濕度傳感器和氣壓傳感器，各傳感器將采集信號分別傳送至樹莓派USB接口，還有一個視頻采集傳感器，該視頻采集傳感器連接至樹莓派攝像頭接口；

執(zhí)行單元包括：用于增加魚塘水體含氧量的增氧機，以及，投放飼料的投餌機；

所述PLC單元用于控制增氧機的啟停運轉(zhuǎn)，以及，投餌機啟停運轉(zhuǎn)，還有投餌機的投料速度控制，PLC單元輸入端與樹莓派輸出單元連接；

所述遠程控制單元包括：手機，所述手機安裝有基于樹莓派的精養(yǎng)魚塘遠程監(jiān)控系統(tǒng)客戶端APP模塊，所述樹莓派通過WiFi及云端與手機實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通信。

如上所述基于樹莓派的精養(yǎng)魚塘遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述樹莓派為RPi3 B型，設(shè)有10/100以太網(wǎng)RJ45接口，40個GPIO接口，4個USB2.0插槽，還支持WiFi和藍牙。

如上所述基于樹莓派的精養(yǎng)魚塘遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述PLC單元為為西門子S7-200。

如上所述基于樹莓派的精養(yǎng)魚塘遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述水體ph值傳感器采用博海志遠PHB-300。

如上所述基于樹莓派的精養(yǎng)魚塘遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述溶氧量傳感器采用博海志遠DOB-300。

如上所述基于樹莓派的精養(yǎng)魚塘遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述投餌機驅(qū)動電機是變頻無級調(diào)速，或者是至少三個檔位的有級調(diào)速。

本實用新型在使用中的動作過程是：

（1） 通過樹莓派實現(xiàn)收集傳感器信息，處理后通過WiFi上傳到云端，網(wǎng)頁上能實時刷新當前數(shù)據(jù)，并以折線圖形式顯示。

（2） 用戶手機通過APP可以訪問網(wǎng)頁查看折線圖，也能修改溶氧度的臨界值，當數(shù)據(jù)超出臨界值時，樹莓派下達指令給PLC，PLC控制增氧機打開，當溶氧度低于設(shè)定值時，PLC控制增氧機關(guān)閉。

（3） 當投餌時間達到預(yù)設(shè)值時，樹莓派下達指令給PLC，PLC控制投餌機按設(shè)定速度運行，投餌量達到設(shè)定時間后，投餌機停止。

本實用新型有益效果是：

本實用新型采用遠程手機和現(xiàn)場樹莓派之間無線通訊技術(shù)，實現(xiàn)使手機與樹莓派信息準確互相傳輸，并且PLC對現(xiàn)場執(zhí)行設(shè)備的控制。達到及時增氧及投放魚餌效果，操作簡單，可幫助養(yǎng)殖戶在不同時間、不同地點下及時掌握魚塘水質(zhì)情況、水面狀況，遠程開啟或關(guān)閉相關(guān)的養(yǎng)殖設(shè)備，減少養(yǎng)殖工作量、降低養(yǎng)殖風險和控制養(yǎng)殖成本。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例構(gòu)成的框架示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型實施例作進一步說明：

如附圖1所示，本實用新型基于樹莓派的精養(yǎng)魚塘遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包括：樹莓派、數(shù)據(jù)采集單元、執(zhí)行單元、PLC單元、遠程控制單元。所述數(shù)據(jù)采集單元包括：用于現(xiàn)場采集魚塘水體ph值傳感器、水體溫度傳感器、溶氧量傳感器、大氣溫濕度傳感器和氣壓傳感器，各傳感器將采集信號分別傳送至樹莓派USB接口，還有一個視頻采集傳感器，該視頻采集傳感器連接至樹莓派攝像頭接口，實際應(yīng)用中視頻采集傳感器可安裝在可旋轉(zhuǎn)云臺式上，有利于全方位的觀察魚塘實際情況以及魚兒在水中的活躍程度，有利于幫助養(yǎng)殖者進一步精確判斷魚情。

執(zhí)行單元包括：用于增加魚塘水體含氧量的增氧機，以及，投放飼料的投餌機。

所述PLC單元用于控制增氧機的啟停運轉(zhuǎn)，以及，投餌機啟停運轉(zhuǎn)，還有投餌機的投料速度控制，PLC單元輸入端與樹莓派輸出單元連接。本實用新型實施例中，投餌機的投料速度分為四檔有級調(diào)速，具體根據(jù)魚塘中魚兒大小及投料時氣候條件調(diào)節(jié)投料速度及投料時長。

所述遠程控制單元包括：手機，所述手機安裝有基于樹莓派的精養(yǎng)魚塘遠程監(jiān)控系統(tǒng)客戶端APP模塊，由于樹莓派支持WiFi及藍牙，因此樹莓派可通過WiFi及云端與手機實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通信。使用者通過手機打開軟件界面，即可實時監(jiān)測魚塘現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)并控制增氧機及投餌機動作，還可實時的通過視頻觀察魚塘情況。

本實用新型實施例中，所述樹莓派為RPi3 B型，設(shè)有10/100以太網(wǎng)RJ45接口，40個GPIO接口，4個USB2.0插槽，還支持WiFi和藍牙，所選擇PLC單元為為西門子S7-200，水體ph值傳感器采用博海志遠PHB-300，溶氧量傳感器采用博海志遠DOB-300。

優(yōu)選的，所述投餌機驅(qū)動電機或者是變頻無級調(diào)速。

本實用新型在使用中的動作過程按如下步驟：

（1） 通過樹莓派實現(xiàn)收集傳感器信息，處理后通過WiFi上傳到云端，網(wǎng)頁上能實時刷新當前數(shù)據(jù)，并以折線圖形式顯示。

（2） 用戶手機通過APP可以訪問網(wǎng)頁查看折線圖，也能修改溶氧度的臨界值，當數(shù)據(jù)超出臨界值時，樹莓派下達指令給PLC，PLC控制增氧機打開，當溶氧度低于設(shè)定值時，PLC控制增氧機關(guān)閉。

（3） 當投餌時間達到預(yù)設(shè)值時，樹莓派下達指令給PLC，PLC控制投餌機按設(shè)定速度運行，投餌量達到設(shè)定時間后，投餌機停止。

本實用新型采用遠程手機和現(xiàn)場樹莓派之間無線通訊技術(shù)，實現(xiàn)使手機與樹莓派信息準確互相傳輸，并且PLC對現(xiàn)場執(zhí)行設(shè)備的控制。達到及時增氧及投放魚餌效果，操作簡單，可幫助養(yǎng)殖戶在不同時間、不同地點下及時掌握魚塘水質(zhì)情況、水面狀況，遠程開啟或關(guān)閉相關(guān)的養(yǎng)殖設(shè)備，減少養(yǎng)殖工作量、降低養(yǎng)殖風險和控制養(yǎng)殖成本。

以上僅為本實用新型的實施例，但并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換或改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。本技術(shù)方案中未詳細述及的，均為公知技術(shù)。