本發(fā)明涉及水質(zhì)測控，具體為一種用于漁業(yè)養(yǎng)殖的水質(zhì)測控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)科技技術(shù)的快速發(fā)展，我國漁業(yè)養(yǎng)殖開始使用科技成果改善養(yǎng)殖水質(zhì)，實現(xiàn)水質(zhì)更有利于魚類生長，以達到增產(chǎn)的目的。

2、目前，大多數(shù)漁業(yè)養(yǎng)殖戶仍采用簡單的檢測設(shè)備結(jié)合養(yǎng)殖經(jīng)驗，判斷水質(zhì)的變化，進而根據(jù)經(jīng)驗改善水質(zhì)，然而，由于養(yǎng)殖水質(zhì)的異常存在相互影響，養(yǎng)殖池區(qū)域的水質(zhì)參數(shù)存在一定差異，現(xiàn)有技術(shù)無法準確控制設(shè)備對水質(zhì)進行調(diào)控，導(dǎo)致水質(zhì)參數(shù)調(diào)控準確性較差，而且，大多數(shù)養(yǎng)殖戶都是通過人工分析水質(zhì)問題并計算調(diào)節(jié)劑的添加量，并潑灑藥劑，導(dǎo)致處理效率較低且準確性較差，因此，設(shè)計準確性高和效率高的一種用于漁業(yè)養(yǎng)殖的水質(zhì)測控系統(tǒng)是很有必要的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種用于漁業(yè)養(yǎng)殖的水質(zhì)測控系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種用于漁業(yè)養(yǎng)殖的水質(zhì)測控系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、水質(zhì)管理模塊和異常預(yù)警模塊，其特征在于：所述數(shù)據(jù)采集模塊用于收集養(yǎng)殖池中水質(zhì)的綜合檢測數(shù)據(jù)，將養(yǎng)殖池的綜合信息和歷史處理數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)，所述水質(zhì)管理模塊用于分析水質(zhì)的異常參數(shù)，進一步分析水質(zhì)異常參數(shù)之間的相互影響，根據(jù)分析結(jié)果確定異常參數(shù)的主次關(guān)系，根據(jù)異常參數(shù)計算水質(zhì)調(diào)節(jié)劑的濃度和投放量，計算投食設(shè)備的投食速度和投食量，計算打氧設(shè)備的運行功率，標記養(yǎng)殖池中的異常區(qū)域，根據(jù)養(yǎng)殖池中異常區(qū)域的異常參數(shù)噴灑水質(zhì)調(diào)節(jié)劑對水質(zhì)進行調(diào)控，所述異常預(yù)警模塊用于在養(yǎng)殖池水質(zhì)出現(xiàn)異常時通過用戶端提醒養(yǎng)殖戶，所述數(shù)據(jù)采集模塊、水質(zhì)管理模塊和水質(zhì)調(diào)控模塊相互通信連接；

3、所述水質(zhì)檢測模塊包括水質(zhì)參數(shù)檢測子模塊、異常參數(shù)分析子模塊和參數(shù)預(yù)測子模塊，所述水質(zhì)參數(shù)檢測子模塊用于實時檢測養(yǎng)殖池中各區(qū)域的水質(zhì)參數(shù)是否異常，所述異常參數(shù)分析子模塊用于分析各異常參數(shù)之間的相互影響，所述參數(shù)預(yù)測子模塊用于根據(jù)異常參數(shù)之間的相互影響關(guān)系訓(xùn)練模型，利用模型預(yù)測養(yǎng)殖池中水質(zhì)參數(shù)的變化；

4、所述設(shè)備控制模塊包括投放劑量分析子模塊、設(shè)備功率計算子模塊和設(shè)備調(diào)控子模塊，所述投放量分析子模塊用于分析水質(zhì)的參數(shù)變化，根據(jù)分析結(jié)果計算飼料和水質(zhì)調(diào)節(jié)劑的投放量，所述設(shè)備功率計算子模塊用于分析養(yǎng)殖池中各個區(qū)域的溶氧量，根據(jù)分析結(jié)果計算打氧設(shè)備的運行功率，所述設(shè)備調(diào)控子模塊用于標記出現(xiàn)水質(zhì)參數(shù)異常的區(qū)域，根據(jù)異常區(qū)域的影響程度和位置，控制無人機的水質(zhì)調(diào)節(jié)劑噴撒速度。

5、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括傳感器模塊、養(yǎng)殖池綜合信息錄入模塊和歷史處理數(shù)據(jù)錄入模塊，所述傳感器模塊用于實時收集養(yǎng)殖池的水質(zhì)綜合檢測數(shù)據(jù)，所述養(yǎng)殖池綜合信息錄入模塊用于將養(yǎng)殖池的綜合信息錄入系統(tǒng)，所述歷史處理數(shù)據(jù)錄入模塊用于將養(yǎng)殖池的水質(zhì)異常李時處理數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)。

6、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述水質(zhì)管理模塊包括水質(zhì)檢測模塊，所述水質(zhì)檢測模塊用于實時檢測養(yǎng)殖池中的水質(zhì)參數(shù)，分析水質(zhì)參數(shù)是否異常，進一步分析異常參數(shù)之間的相互影響。

7、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述水質(zhì)管理模塊還包括設(shè)備控制模塊，所述設(shè)備控制模塊用于分析各區(qū)域的水質(zhì)異常參數(shù)的異常程度，根據(jù)異常程度計算水質(zhì)調(diào)節(jié)劑的配制濃度、投食速度和打氧設(shè)備的運行功率，根據(jù)計算結(jié)果調(diào)控設(shè)備對養(yǎng)殖池的水質(zhì)進行改善。

8、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述異常預(yù)警模塊包括通信模塊和預(yù)警模塊，所述通信模塊用于與用戶端進行通信，所述預(yù)警模塊用于在養(yǎng)殖池水質(zhì)出現(xiàn)異常時發(fā)出告警。

9、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述水質(zhì)測控系統(tǒng)的運行方法主要包括以下步驟：

10、步驟s1：通過傳感器模塊，實時收集養(yǎng)殖池各區(qū)域的水質(zhì)綜合檢測數(shù)據(jù)，通過養(yǎng)殖池綜合信息錄入模塊，將養(yǎng)殖池的綜合信息錄入系統(tǒng)，通過歷史處理數(shù)據(jù)錄入模塊，將養(yǎng)殖池水質(zhì)異常的李時處理數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)；

11、步驟s2：在數(shù)據(jù)收集完成后，系統(tǒng)啟動水質(zhì)檢測模塊，開始分析養(yǎng)殖池各區(qū)域的水質(zhì)參數(shù)，根據(jù)分析結(jié)果進一步分析異常參數(shù)之間的相互影響，根據(jù)分析結(jié)果訓(xùn)練模型，預(yù)測水質(zhì)參數(shù)的變化；

12、步驟s3：在對水質(zhì)進行調(diào)控時，系統(tǒng)啟動設(shè)備控制模塊，根據(jù)實時的異常參數(shù)和預(yù)測的異常參數(shù)計算水質(zhì)調(diào)節(jié)劑的配制濃度、投食速度和打氧機的運行功率，根據(jù)計算結(jié)果對設(shè)備進行調(diào)控；

13、步驟s4：在調(diào)配水質(zhì)調(diào)節(jié)劑時，系統(tǒng)標記水質(zhì)參數(shù)異常的區(qū)域，根據(jù)異常區(qū)域的異常參數(shù)值，計算無人噴灑機的噴灑速度；

14、步驟s5：在養(yǎng)殖池中的水質(zhì)參數(shù)出現(xiàn)異常時，通過通信模塊與用戶端建立連接，并向用戶端發(fā)出告警。

15、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述步驟s2進一步包括以下步驟：

16、步驟s21：獲取養(yǎng)殖池水質(zhì)的歷史處理數(shù)據(jù)，識別歷史處理數(shù)據(jù)中各區(qū)域的水質(zhì)異常參數(shù)集，識別異常參數(shù)組合及對應(yīng)的異常參數(shù)特征；

17、步驟s22：識別各區(qū)域水質(zhì)異常參數(shù)集中各異常參數(shù)之間的相互影響關(guān)系，根據(jù)識別的影響關(guān)系構(gòu)建異常參數(shù)影響知識圖譜，將異常參數(shù)組合、異常參數(shù)特征及異常參數(shù)之間的相互影響關(guān)系作為樣本數(shù)據(jù)，調(diào)取數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的水質(zhì)參數(shù)預(yù)測模型，訓(xùn)練水質(zhì)參數(shù)預(yù)測模型，利用水質(zhì)參數(shù)預(yù)測模型預(yù)測養(yǎng)殖池各區(qū)域的水質(zhì)參數(shù)；

18、步驟s23：獲取的養(yǎng)殖池傳感器數(shù)據(jù)，識別養(yǎng)殖池各區(qū)域的水質(zhì)參數(shù)，識別水質(zhì)參數(shù)的實際戳及對應(yīng)的數(shù)值，建立坐標系，將水質(zhì)參數(shù)標記在坐標系中，依次連接水質(zhì)參數(shù)點，構(gòu)建水質(zhì)參數(shù)變化折線圖，識別水質(zhì)參數(shù)變化折線圖的變化特征，根據(jù)變化特征預(yù)測養(yǎng)殖池各區(qū)域的水質(zhì)參數(shù)；

19、步驟s24：計算與預(yù)測模型預(yù)測的水質(zhì)參數(shù)之間的差值，當(dāng)差值小于最小閾值時，則選取二者的平均值作為預(yù)測值，當(dāng)差值大于最小閾值且小于最大閾值，則將兩預(yù)測值進行加權(quán)融合，選取加權(quán)融合的數(shù)值作為預(yù)測值，當(dāng)差值大于最大閾值時，則識別預(yù)測參數(shù)集中各參數(shù)之間的關(guān)系，根據(jù)各參數(shù)之間的關(guān)系對比數(shù)據(jù)庫，若匹配度小于閾值，則將該預(yù)測值刪除，反之則選取該預(yù)測參數(shù)作為預(yù)測值。

20、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述步驟s3進一步包括以下步驟：

21、步驟s31：獲取水質(zhì)參數(shù)預(yù)測值，識別數(shù)據(jù)中的溶氧量、ph值和氨氮濃度的預(yù)測值，調(diào)取數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的水質(zhì)參數(shù)標準，將ph值的預(yù)測值與水質(zhì)參數(shù)標準進行對比，若ph值的預(yù)測值大于于最小值且小于最大值，則根據(jù)ph值預(yù)測值與ph最佳值的差值，調(diào)取數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的參數(shù)標準影響系數(shù)α，反之則系統(tǒng)繼續(xù)檢測；

22、步驟s32：識別養(yǎng)殖池中目標區(qū)域氧容量預(yù)測值m，通過公式計算氧容量預(yù)測值與參數(shù)標準的差值q=m-αm，式中，q表示氧容量預(yù)測值與參數(shù)標準的差值，m表示參數(shù)標準值，若差值小于閾值，則標記為異常參數(shù)，反之則系統(tǒng)繼續(xù)檢測；

23、步驟s33：識別異常參數(shù)，調(diào)取數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)周期內(nèi)的氧容量參數(shù)變化折線圖，識別折線圖中氧容量的變化特征，若變化特征為增長，則根據(jù)變化特征調(diào)取數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的增長速率，反之則調(diào)取數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的降低速率，通過公式計算氧容量增長至參數(shù)標準所需的時間=，式中，表示氧容量增長至參數(shù)標準所需的時間，表示養(yǎng)殖池目標區(qū)域的增長速率，當(dāng)小于系統(tǒng)設(shè)定閾值時，則通過公式計算在設(shè)定時間內(nèi)氧容量所需的打氧設(shè)備的打氧速度=+，式中，表示在設(shè)定時間內(nèi)氧容量所需的打氧設(shè)備的打氧速度，表示系統(tǒng)設(shè)定的打氧時間，表示養(yǎng)殖池目標區(qū)域的增長速率，根據(jù)計算的所需打氧設(shè)備的打氧速度，調(diào)取數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的設(shè)備運行功率，根據(jù)設(shè)備運行功率啟動設(shè)備進行打氧，反之則系統(tǒng)繼續(xù)檢測。

24、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述步驟s33中獲取養(yǎng)殖池中的氨氮濃度預(yù)測值，對比數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)氨氮濃度大于系統(tǒng)設(shè)定閾值時，則檢測養(yǎng)殖池的氧容量，若氧容量與參數(shù)標準一致，則根據(jù)氨氮濃度與參數(shù)標準的差值，調(diào)取數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的投食減少量，減少投食量，反之則啟動打氧設(shè)備對養(yǎng)殖池進行氧氣補償。

25、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述步驟s4中識別養(yǎng)殖池中各區(qū)域的水質(zhì)異常參數(shù)h，通過公式計算水質(zhì)異常參數(shù)的平均值，根據(jù)水質(zhì)參數(shù)的平均數(shù)調(diào)取數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的水質(zhì)調(diào)節(jié)劑濃度，通過公式計算水質(zhì)異常參數(shù)偏離系數(shù)，式中，p表示水質(zhì)異常參數(shù)偏離系數(shù)，j=1,2,3......n，根據(jù)水質(zhì)異常參數(shù)偏離系數(shù)調(diào)取數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的對無人噴灑機行駛速度的影響系數(shù)β，通過公式計算無人噴灑機在目標區(qū)域上空的行駛速度=β，式中，表示無人噴灑機在目標區(qū)域上空的行駛速度，表示無人噴灑機的額定行駛速度，根據(jù)無人噴灑機的飛行速度為無人噴灑機規(guī)劃最佳噴灑路線，對目標區(qū)域噴灑水質(zhì)調(diào)節(jié)劑。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達到的有益效果是：本發(fā)明，通過對比模型預(yù)測值與趨勢預(yù)測值的差值，并對預(yù)測參數(shù)值進行修正，能夠減小水質(zhì)參數(shù)預(yù)測值偏差，進而大大提高系統(tǒng)的準確性，通過預(yù)測水質(zhì)參數(shù)，能夠提前啟動設(shè)備對養(yǎng)殖池中的水質(zhì)進行調(diào)節(jié)，減少水質(zhì)調(diào)控時間，避免水質(zhì)變化對養(yǎng)殖物造成影響，進而減少損失，提高效率，通過分析水質(zhì)參數(shù)中的ph值對水質(zhì)參數(shù)標準的影響，能夠準確調(diào)控水質(zhì)，使其更加符合養(yǎng)殖物的生長，進而大大提高系統(tǒng)額準確性，通過分析目標區(qū)域氧容量的變化趨勢，進而計算所需的打氧速度，根據(jù)打氧速度設(shè)定打氧設(shè)備的功率，能夠保障打氧設(shè)備能夠快速且準確的為目標區(qū)域補充氧氣，進一步提高系統(tǒng)的準確性和效率，通過分析養(yǎng)殖池中的氨氮含量，進而減少投食量，能夠避免投食過量，導(dǎo)致水質(zhì)參數(shù)異常，從而降低養(yǎng)殖成本，避免水質(zhì)異常，通過調(diào)節(jié)無人噴灑機的行駛速度，能夠保障在水質(zhì)參數(shù)異常嚴重的目標區(qū)域行駛速度較慢，保證噴灑準確劑量的調(diào)節(jié)劑。