智能全自動一體化水族養殖系統的製作方法
2023-12-04 23:54:41 1
本發明涉及水族養殖行業，特別涉及智能全自動一體化水族養殖系統。
背景技術：
現有的水族養殖系統由多種設備按照養殖者的需要組合而成，通常情況有水質監測設備、燈光設備、水循環設備和餵食設備等。設備的多樣化在為養殖者帶來更多選擇的同時，各自獨立的設備之間無法相互協調，統籌管理。而水族養殖環境與其中生物是一個綜合的生態系統，需要多個設備共同協作才能維持水體環境的健康運作。目前的水族設備中雖然出現了部分智能設備，但大部分都只局限於整合傳感器或部分智能控制，還無法做到對水族的一體化智能控制和全自動養殖管理。
隨著物聯網與智能設備的發展，將水族設備進行標準化整合，對接入的設備智能控制，遠程監控與設置已經可以實現。利用雲計算和大數據分析，更能實現養殖的全自動化管理。在減少養殖者時間精力投入的同時，能夠更智能和規範化的管理養殖，減少水族的損耗和死亡量。且將所有水族電氣設備整合在一起可以有效監控水族耗電情況，在漏電時及時切斷電源確保人員和水族生物的安全。
技術實現要素：
為了克服上述現有技術的缺點，本實用新型的目的在於提供一體化的智能水族養殖系統，標準化整合數據採集、智能設備和受控電源，同時依託物聯網和雲計算技術，可以實現對接入設備的遠程控制和採集數據的遠程監控。結合各種水族生物的養殖特性，更能實現基於大數據的全自動化養殖託管。在解放養殖者時間精力的同時。通過標準化和科學化的養殖提高了水族養殖的成活率，降低養殖的門檻。
為了達到上述目的，本實用新型採取的技術方案為：
基於物聯網雲7的中央控制器1，作為本實用新型的核心部件，能夠接受匯總數據採集設備2的信息，控制接入的智能設備3，設置受控電源4的開閉時間進而間接控制使用受控電源的設備。同時也提供非受控電源5為長期持續運轉的設備使用。總電源的進線設有漏電保護裝置6，防止設備漏電或短路對養殖者和養殖動植物造成不可預知的傷害。中央控制器1通過物聯網雲7與養殖者的終端8相連，養殖者可以使用手機，電腦等終端設備在連接物聯網雲7的情況下實時監控溫度，PH值等採集數據。同時發送控制指令控制餵食，換水等智能設備，為受控 電源設置開閉時間。隨著使用本實用新型養殖者的增多，同類型水族生物的養殖將有大數據可以分析。依託雲計算技術對大數據分析的結果，養殖者甚至可以完全託管給本實用新型的智能物聯網雲進行綜合分析控制。由中央控制器1按照物聯網雲7的指令智能管理養殖者的養殖設備，僅在必須人工幹預的時候通過物聯網雲7告知養殖者的終端8及時處理。
所述數據採集設備2與中央控制器1通過線纜或無線網絡連接。通過線纜連接時由中央控制器1為數據採集設備2供電並相互通訊。通過無線網絡連接時由其他電源為數據採集設備2供電，並通過無線網絡與中央控制器1相互通訊。
所述智能設備3與中央控制器1通過線纜或無線網絡連接。通過線纜連接時由中央控制器1為智能設備3供電並相互通訊。通過無線網絡連接時由其他電源為智能設備3供電，並通過無線網絡與中央控制器1相互通訊。
所述受控電源4與中央控制器1通過線纜或無線網絡連接。通過線纜連接時由中央控制器1為受控電源4供電並相互通訊。通過無線網絡連接時由其他電源為受控電源4供電，並通過無線網絡與中央控制器1相互通訊。
所述非受控電源5與中央控制器1通過線纜連接。由中央控制器1為非受控電源4直接供電。
所述中央控制器1與總電源入線之間通過漏電保護裝置6線纜連接。
所述中央控制器1與物聯網雲7通過物聯網通訊，有線與無線數據連接均可。
所述物聯網雲7為物聯網結合雲計算的網際網路服務系統，搭建水族養殖系統與養殖者之間提供通訊的渠道，且能夠利用雲計算在養殖者需要時對其設備進行全自動智能管理。
所述終端8為養殖者使用的能夠接入物聯網7的設備，一般包括智慧型手機，平板電腦，個人計算機等。連接到物聯網雲7，間接連接到中央控制器1。
所述數據採集設備包括數據採集信息匯總設備1，數據採集裝置2-N(水族養殖一般包括溫度檢測、鹽度檢測、水位高度檢測、光照強度檢測、化學物質測定等)。所有數據採集裝置採用標準化的數據傳輸通訊與供電協議，與數據採集信息匯總設備1通過線纜或無線網絡連接。用線纜連接時，數據採集信息匯總設備1為數據採集裝置2-N供電並相互通訊。用無線網絡連接時，數據採集信息匯總設備1與數據採集裝置2-N通過無線網絡通訊，數據採集裝置2-N由其他電源供電。數據採集信息匯總設備1將數據採集裝置2-N採集到的信息傳輸給中央控制器，同時接收中央控制器的指令控制數據採集裝置2-N。
所述數據採集設備包括智能設備匯總1，智能設備2-N(水族養殖一般包括投食、造浪、照明、加熱、視頻監控等)。所有智能設備採用標準化的數據傳輸通訊與供電協議，與智能設備匯總1通過線纜或無線網絡連接。用線纜連接時，智能設備匯總1為智能設備2-N供電並相互 通訊。用無線網絡連接時，智能設備匯總1與智能設備2-N通過無線網絡通訊，智能設備2-N由其他電源供電。智能設備匯總1將智能設備2-N採集到的信息傳輸給中央控制器，同時接收中央控制器的指令控制智能設備2-N。
所述受控電源包括受控電源模塊1，受控設備2-N(水族養殖一般包括加熱設備、照明設備、水泵設備、造浪設備、補水設備等)。所有受控設備採用標準化的用電插座，與受控電源模塊1通過電源插座連接。受控電源模塊1通過控制插座的啟閉，間接控制受控設備的開啟和關閉。受控電源模塊1將受控電源插座的啟閉情況傳輸給中央控制器，同時接收中央控制器的指令控制電源插座的啟閉。
所述受控電源包括受控電源模塊1，受控設備2-N(水族養殖一般包括加熱設備、照明設備、水泵設備、造浪設備、補水設備等)。所有受控設備採用標準化的用電插座，與受控電源模塊1通過電源插座連接。受控電源模塊1通過控制插座的啟閉，間接控制受控設備的開啟和關閉。受控電源模塊1將受控電源插座的啟閉情況傳輸給中央控制器，同時接收中央控制器的指令控制電源插座的啟閉。
所述非受控電源包括非受控電源模塊1，用電設備2-N。所有非受控設備採用標準化的用電插座，與非受控電源模塊1通過電源插座連接。中央控制器直接為非受控電源供電，不對其接入的用電設備監控。
所述物聯網雲7將本實用新型與物聯網連接，方便養殖者在任何可以連接物聯網的地方查看設備運行狀態並遠程控制。同時物聯網雲可以存儲所有使用本實用新型用戶的養殖信息、系統設置等情況進行大數據分析。結合不同生物的科學養殖方法，可以為養殖者提供全自動無人管理的智能養殖服務。
所述終端8為養殖者使用的可以接入物聯網雲7並交互的設備，主要為個人電腦、智慧型手機和平板電腦等。養殖者通過終端8連接到物聯網雲7，並間接連接到中央控制器1。養殖者通過終端8獲取物聯網雲7從中央處理器1讀取到的信息，並通過終端8對物聯網雲7發送控制指令，間接的將控制指令發送到中央控制器1。
本實用新型的工作原理為：
總電源通過漏電保護裝置6接入中央處理器1。中央處理器1與物聯網雲7進行數據交互，接受養殖者通過終端8發送給物聯網雲7的控制請求或物聯網雲7的全自動控制請求，同時將接入設備的運行情況通過物聯網雲7傳送到養殖者的終端8。中央處理器1通過無線網絡或線纜連接數據採集設備2、智能設備3和受控電源4，線纜連接時為設備供電並數據通訊，無線網絡連接時與設備無線通訊並由其他電源為設備供電。中央處理器1通過線纜直接為非受控電源5供 電。
本實用新型的有益效果為：
本實用新型將水族養殖需要用到的各種設備進行標準化整合，解決目前水族養殖中各種設備種類繁多，不便作為整體使用的問題。對暫時無法採用標準化接入的設備也可以使用受控電源進行間接控制。本實用新型對水族養殖中需要用到的各種設備與檢測設備統籌調度，有效解決目前水族養殖中設備繁多，管理不便的問題。
同時，本實用新型接入物聯網和雲計算網絡，養殖者無論在任何地方只要能夠接入物聯網均可對自己的養殖情況和設備運行情況隨時掌握，並對設備進行遠程操作。得益於大量養殖用戶的數據統計，利用雲計算技術進行大數據分析，可以由物聯網雲對養殖者的養殖設備進行自動控制，實現針對不同種類生物養殖的全自動智能無人養殖。在解放養殖者繁瑣操作和水族養殖高專業性要求的同時，也通過標準化和科學化的養殖提高了水族養殖的成活率。對所有設備的總電源進行漏電保護，可以有效避免設備漏電對水生生物和養殖者帶來的意外傷害。本實用新型具有設計巧妙、安全可靠、簡單實用、方便部署的特點。
附圖說明
圖1是本實用新型的總體結構原理圖。
圖2是本實用新型的數據採集設備原理圖。
圖3是本實用新型的智能設備原理圖。
圖4是本實用新型的受控電源原理圖。
圖5是本實用新型的非受控電源原理圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
參見附圖，本實用新型為智能全自動一體化水族養殖系統。包括：中央控制器1、數據採集設備2、智能設備3、受控電源4、非受控電源5、漏電保護裝置6、物聯網雲7和終端8。
所述數據採集設備2與中央控制器1通過線纜或無線網絡連接並相互通訊。通過線纜連接時由中央控制器1為數據採集設備2供電，通過無線網絡連接時由其他電源為數據採集設備2供電。
所述智能設備3與中央控制器1通過線纜或無線網絡連接並相互通訊。通過線纜連接時由中央控制器1為數據智能設備3供電，通過無線網絡連接時由其他電源為智能設備3供電。
所述受控電源4與中央控制器1通過線纜或無線網絡連接並相互通訊。通過線纜連接時由中央控制器1為受控電源4供電，通過無線網絡連接時由其他電源為受控電源4供電。
所述非受控電源5由中央控制器1直接供電。
所述漏電保護裝置6接入總電源入線和中央控制器1之間。保護所有接入設備的漏電安全防護。
所述物聯網雲7與中央控制器1通過有線或無線網絡連接。
所述終端8物與聯網雲7通過有線或無線網絡連接。養殖者使用終端8通過網絡直接連接到物聯網雲7，通過物聯網雲7對中央處理器1間接控制和監控。
本實用新型的中央處理器1是智能養殖系統的核心設備。總電源入線將電流經過漏電保護裝置6引入中央控制器1。中央控制器通過線纜或無線網絡接入4個功能模塊，分別為數據採集設備2、智能設備3、受控電源4和非受控電源5。通過有線或無線網絡接入物聯網雲7。
通過線纜連接時，中央控制器1通過線纜直接為數據採集設備2、智能設備3、受控電源4模塊供電。並通過數據線纜通訊，對模塊進行控制，接收模塊發送的信息。中央控制器1也可以與上述三個模塊通過無線網絡連接，模塊通過無線網絡與中央控制器1數據連接，此時模塊由其他電源供電，接收命令並發送信息。
中央控制器1直接將電流供應給非受控電源5，只要中央處理器有電且漏電保護裝置未斷開線路，非受控電源5均處於供電狀態。
中央控制器1與物聯網雲7通過網路相連，能夠接受物聯網雲7發送的指令，並將接入設備的運行情況發送給物聯網雲7。
中央處理器可以通過內置的程序對接入模塊按照預定程序進行控制，智能分析採集到的數據信息。通過人機互動設備如觸摸顯示屏等展示給養殖者，方便養殖者對系統運行情況及時了解並下達控制指令。
本實用新型中，數據採集設備由數據採集信息匯總設備1和數據採集設備2-N組成，如圖2所示。數據採集設備2-N使用標準化的供電與數據傳輸標準，有線網絡與無線網絡均可。數據採集設備2-N使用有線連接時，數據採集信息匯總設備1使用標準供電接口為其供電，並通過標準數據線纜通訊。通過無線網絡連接時，由其他電源按照供電標準為數據採集設備2-N供電，數據採集信息匯總設備1和數據採集設備2-N通過標準化的無線網絡通訊。所有按照標準供電與數據傳輸協議製造的數據採集設備2-N均可接入數據採集信息匯總設備1。數據採集信息匯總設備1能夠對接入的數據採集設備2-N識別、統籌、智能控制等。並與中央控制器進行數據交互。與中央控制器線纜連接時還可以獲得中央控制器供給的電力。
本實用新型中，智能設備由智能設備匯總1和智能設備2-N組成，如圖3所示。智能設備2-N使用標準化的供電與數據傳輸標準，有線網絡與無線網絡均可。智能設備2-N使用有線連接時， 智能設備匯總1使用標準供電接口為其供電，並通過標準數據線纜通訊。通過無線網絡連接時，由其他電源按照供電標準為智能設備2-N供電，智能設備匯總1和智能設備2-N通過標準化的無線網絡通訊。所有按照標準供電與數據傳輸協議製造的智能設備2-N均可接入智能設備匯總1。智能設備匯總1能夠對接入的智能設備2-N識別、統籌、智能控制等。並與中央控制器進行數據交互。與中央控制器線纜連接時還可以獲得中央控制器供給的電力。
本實用新型中，受控電源由受控電源匯總1和受控設備2-N組成，如圖4所示。受控設備2-N使用標準化的供電與數據傳輸標準，有線網絡與無線網絡均可。受控設備2-N使用有線連接時，受控電源匯總1使用標準供電接口為其供電，並通過標準數據線纜通訊。通過無線網絡連接時，由其他電源按照供電標準為受控設備2-N供電，受控電源匯總1和受控設備2-N通過標準化的無線網絡通訊。所有按照標準供電與數據傳輸協議製造的受控設備2-N均可接入受控電源匯總1。受控電源匯總1能夠對接入的受控設備2-N識別、統籌、智能控制等。並與中央控制器進行數據交互。與中央控制器線纜連接時還可以獲得中央控制器供給的電力。
本實用新型中，非受控電源由非受控電源匯總1和電器2-N組成，如圖5所示。電器2-N使用標準化的供電與數據傳輸標準用電插頭。非受控電源匯總1使用標準供電插座為電器供電，也可使用電源擴展插排擴充接入電器的數量。所有按照標準插頭製造的電器均可接入非受控電源匯總1。非受控電源匯總1能夠對接入的電器2-N供電，且與中央控制器線纜連接，可以獲得中央控制器供給的電力。
本實用新型中，需要使用物聯網與雲計算技術，即物聯網雲。利用物聯網，養殖者使用能夠使用連接上物聯網的終端設備8，間接連接到其綁定的中央控制器1。從而實現在任何地方只要能夠連接到物聯網就可以時時獲取設備的運轉情況，並遠程下達操作指令。物聯網是物聯網雲7中的網絡層，連接中央控制器1與養殖者終端8。雲計算是物聯網雲7中的應用層，實現大數據採集、分析和智能控制。
本實用新型中，終端8為養殖者使用的可以接入物聯網的設備。常見的終端為個人計算機、智慧型手機和平板電腦等數字設備。養殖者使用終端8可以方便的監控中央控制器1和接入的數據採集設備2、智能設備3和受控電源4的運行情況，遠程發送控制命令。具體運行方式如下所述，養殖者的設備中央控制器1首先與物聯網雲7中的物聯網進行連接，同時養殖者的終端8與物聯網雲7中的物聯網進行連接。連接成功後中央控制器1會周期性的將數據採集設備2、智能設備3和受控電源4的數據通過物聯網雲7傳輸到終端8中。養殖者可以通過終端8遠程查看中央控制器1接入的所有設備運行情況。養殖者在查看設備運行狀態的同時，可以通過終端8對中央控制器1接入的所有可操作設備下達控制指令。操作指令從終端8發出通過物聯網雲7傳輸 到中央控制器1，中央控制器1再將控制指令傳達到具體設備上，並將操作結果原路反饋給終端8。
本實用新型中，雲計算技術在物聯網雲7中實現大數據運算與全自動智能管理的功能。由於養殖者的終端8和中央控制器1分別與物聯網連結，因此用戶的設置與養殖習慣均存儲在雲端的數據倉庫中。隨著使用者的增多，基於大數據分析的養殖者設置可以標準化為數據模型，再結合生物學上針對不同種水族的科學養殖方法。養殖者只需要通過終端8告知物聯網雲7的雲計算中心自己養殖的生物種類、數量等基本信息，雲計算中心即可綜合科學養殖方法與同類養殖者的常用經驗設置，對請求智能養殖託管服務的用戶設備進行全智能控制。
本實用新型中，終端8通過物聯網雲7，間接與中央控制器1及其接入的數據採集設備2、智能設備3和受控電源4連接，通過物聯網進行數據通訊並控制設備運行。
本實用新型中，所述物聯網雲7使用物聯網連接中央控制器1及其接入的數據採集設備2、智能設備3和受控電源4，利用雲計算的數據模型通過物聯網對設備進行全自動控制。
以上所述僅為本實用新型的基本原理，並不用以限制本實用新型。凡在本實用新型的設計原理和設計結構之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。