一种水质检测调控装置及方法与流程

本发明属于水质检测技术领域，尤其涉及一种具有自动化控制及人工控制的用于水质检测调控装置及方法。

背景技术：

我国的水产养殖业作为农业的重要组成，从春秋战国时期流传下来的《养鱼经》到现在已有数千年的发展史。目前我国水产养殖业的发展势不可挡，养殖种类、方式等都日趋多样化。以小面积的水产养殖为例，养殖户以控制水体的温度、人工增加水体中溶解量、向水体中投放优质鱼饵饲料等方式，来达到高密度养殖的目的。

但水产养殖业也有劳动强度大、生产效率低及水体环境污染严重等诸多弊端。其中，养殖环境特别是水体环境的优劣对水产品质量的高低的影响最直接。不良的水体环境会导致水产品的生长缓慢，降低养殖户的经济效益；恶劣的水体环境甚至会造成水产品的大量死亡，极大地削减养殖户的经济效益。因此，在面对我国消费者对水产品质量要求的不断提高及养殖户迫切希望提高养殖经济利润的情形下，能够实时、自动地监测水体环境成为了今后水产养殖行业发展的一个重要趋势。

水产养殖水体环境监测的核心对象是水体的温湿度、浊溶氧量等，养殖水质的优劣程度直接取决于这些水质参数数值的高低。相应地，这些数值也会影响水产品的健康成长。过去，养殖户以自身养殖经验为依据来调控水质，其误差大、效率低。随着传感技术的发展，现代仪器已逐步代替传统人工来完成监测任务，初步达到了对水产养殖水质参数的量化。

但是，目前的有线监测设备具有监测范围有限、布线繁琐等缺陷，难以监测大面积的养殖水体环境。因此，利用无线传输对水产养殖场所（如渔塘）进行水质监测成为了一种必然的趋势。

技术实现要素：

本发明的主要目的是解决上述背景技术存在的不足，设计一种用于水质检测调控装置及方法，本发明的特点是通过传感集成装置实时监测水中各项数据并收集异常数据，然后通过无线远程传输一系列数据给总控制台服务器，各数据在总控制台以数字图像的方式呈现在各显示屏，然后在终端操纵执行机构进行自动调控或者人为调控水泵、投料机和增氧机的使用，进而使得最终达到水质检测及调控的目的。

为了解决上述技术问题，本发明的目的是这样实现的：

一种用于水质检测调控装置，它包括水质监测集成器、总控制台、增氧机、水泵、自动投料机；

水质监测集成器包括气囊，以及设置于气囊上的水质数据发送及指令接收装置、水质各参数检测传感器、水质检测收集装置；气囊用于保证浮力；水质各参数检测传感器用于检测水质数据是否正常，并将超出波动范围内的数值传递给水质参数收集装置汇总；水质参数收集装置用于将所收集的数据传至水质数据发送及指令接收装置；

总控制台用于接收水质监测集成器监测、收集到的数据，并控制水泵、投料机和增氧机的使用。

上述总控制台包括接收信息及发送指令装置、总显示屏、检测参数显示表、各指标提示灯、和无线通信装置；

总控制台通过接收信息及发送指令装置接收数据；无线通信装置用于创建无线传感网络，并将各项数据的实时值反映在检测参数显示表上；各指标提示灯用于指示水质数据是否位于正常波动范围；总显示屏用于显示水质数据的实际值与理想值的对比总图。

上述总控制台还包括数值输入装置、自动操作指令修改装置，总控制台在使用时包括以下步骤：

1）总控制台利用接收信息及发送指令装置来接收水质监测集成器监测、收集到的数据；

2）数据超出波动范围的检测指标在各指标提示灯处对应的灯光也会由正常的常绿灯变为双闪红灯警报提示；

3）同时检测各指标的实际值与理想值的对比总图也会在总控制台的总显示屏以及通过无线传输各项数据在绑定手机app上直观显示出来；

4）可通过手机远程操控来使总控制台做出反应，也可以人为提前在数值输入装置和自动操作指令修改装置存入合适的波动范围数据来使总控制台在数值反常时自动作出反应；

通过以下步骤操作总控制台控制水泵、投料机和增氧机的使用。

上述总控制台还包括投料机控制面板，通过人为操控投料机控制面板对水泵、投料机、增氧机操作及使用，从而对水质进行检测及调控。

上述水质各参数检测传感器与水质参数收集装置相连接，气囊放置在水质参数收集装置外围；水质数据发送及指令接收装置固定安装在太阳能板下方，太阳能板输出端与水质参数收集装置相连接。

所述无线通信装置包括zigbee协调器，zigbee协调器创建无线传感网络，zigbee协调器通过串口将数据传输至主控单元。

一种用于水质检测调控的方法，它包括以下步骤：

step1：当气囊为整个装置在水面上保证足够浮力时，水质各参数检测传感器实时检测水质的ph值、氨气、电导率、溶解氧、温度、浑油度其中的一种或多种数据是否正常，将超出波动范围内的数值传递给水质参数收集装置汇总，然后水质参数收集装置将所收集的数据传至水质数据发送及指令接收装置，当水质数据发送及指令接收装置接收到来自水质参数收集装置的数据后，将会远程传输一系列数据给总控制台；

step2：当总控制台的接收信息及发送装置接收信息后，各项数据的实际值反映在检测参数显示表上，数据超出波动范围的检测指标在各指标提示灯处对应的灯光也会进行警报提示，检测各指标的实际值与理想值的对比总图也会在总控制台的总显示屏以及通过无线传输各项数据在绑定手机app上直观显示出来；

step3：当步骤step2完成后，可通过手机远程操控来使总控制台做出反应，也可以人为提前在数值输入装置和自动操作指令修改装置存入合适的波动范围数据来使总控制台在数值反常时自动作出反应，进而控制水泵、投料机和增氧机的使用，在必要情况下，也可以人为操控投料机控制面板来控制投料机的使用，再重复步骤step1和步骤step2，直至最终水质合格，达到水质检测及调控的目的。

它还包括太阳能板，太阳能板将太阳能转化为电能为整个装置供能，它还包括上述用于水质检测调控装置。

本发明有如下有益效果：

1、通过传感集成装置，可以让水质参数收集装置和水质各参数检测传感器来收集检测水中的各项数据，从而保障了总控制台的各项正常工作，该装置具有监测到位、操作方便等特点。

2、通过总控制台，可以对于将得到的数据通过处理以图像数字的方式展现出来，在终端操纵执行机构进行自动调控或者人为调控，从而对检测异常水质元素进行改善，该装置无线传输和智能处理等特点。

3、通过传感集成装置与总控制台相结合，实现水质的检测及无线调控，该机构具有实时、自动、覆盖面广、精准监测、无线传输、智能调控等特点；

4、本发明涉及一种用于水质检测调控装置及方法，具体为通过传感集成装置来检测收集异常数据，然后无线远程传输一系列数据给总控制台，在总控制台的各显示屏直观查看各分析数据，再通过无线传输、远程控制手动操控app或者提前在总控制台设置波动范围使总控制台来自动控制水泵、投料机和增氧机的使用，在必要条件下，也可人为操控投料机控制面板来控制，进而使得最终达到水质检测及调控的目的。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明中水质检测集成器的结构示意图；

图2为本发明中总控制台的结构示意图；

图3为本发明的流程图；

图中：水质数据发送及指令接收装置1、太阳能板2、气囊3、水质各参数检测传感器4、水质检测收集装置5、接收信息及发送指令装置6、总显示屏7、检测参数显示表8、各指标提示灯9、数值输入装置10、自动操作指令修改装置11、投料机控制面板12、zigbee协调器13。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

如图1和图2所示，本发明包含了一种用于水质检测调控装置以及一种用于水质检测调控法，以下分别具体介绍。

其中，一种用于水质检测调控装置，它包括由水质数据发送及指令接收装置1、太阳能板2、气囊3、水质各参数检测传感器4、和水质检测收集装置5组成的水质检测集成器；

由接收信息及发送指令装置6、总显示屏7、检测参数显示表8、各指标提示灯9、数值输入装置10、自动操作指令修改装置11、投料机控制面板12和无线通信装置组成的总控制台，由叶14、传动轴15、电机盖16、电动机17、涡轮减速机18和浮床19组成增氧机以及水泵和自动投料机一共五个部分构成；

无线通信装置可包括zigbee协调器13

水质检测集成器是利用太阳能板2来提供能量，气囊3来保证浮力，水质各参数检测传感器4实时检测水质的ph值、氨气、电导率、溶解氧、温度、浑油度等各项数据是否正常，再将超出波动范围内的数值传递给水质参数收集装置5汇总，然后水质参数收集装置5将所收集的数据传至水质数据发送及指令接收装置1；

总控制台是利用接收信息及发送指令装置6来接收数据，zigbee协调器13创建无线传感网络，zigbee协调器13通过串口将各项数据的实际值反映在检测参数显示表8上，数据超出波动范围的检测指标在各指标提示灯处9对应的灯光也会由正常的常绿灯变为双闪红灯警报提示，同时检测各指标的实际值与理想值的对比总图也会在总控制台的总显示屏7以及通过无线传输各项数据在绑定手机app上直观显示出来，此时可通过手机远程操控来使总控制台做出反应，也可以人为提前在数值输入装置10和自动操作指令修改装置11存入合适的波动范围数据来使总控制台在数值反常时自动作出反应，进而控制水泵、投料机和增氧机的使用，在必要情况下，也可以人为操控投料机控制面板12，使得最终达到水质检测及调控的目的。

更进一步的，在连接结构上，水质各参数检测传感器4与水质参数收集装置5相连接，气囊3放置在水质参数收集装置5外围；所述的水质数据发送及指令接收装置1固定安装在太阳能板2下方，太阳能板2输出端与水质参数收集装置5相连接。

接受信息及指令发送装置6被固定安装在总控制台上方，所述的zigbee协调器13作为总控制台的中心枢纽将总显示屏7、数值输入装置10、自动操作指令修改装置11、投料机控制面板12、各指示提示灯9和检测参数显示表8通过modbus总线相连接。

其中，如图3所示，一种用于水质检测调控方法，它包括以下步骤：

step1：当气囊3为整个装置在水面上保证足够浮力时，位于装置顶部的太阳能板2将太阳能转化为电能为整个装置供能，水质各参数检测传感器4实时检测水质的ph值、氨气、电导率、溶解氧、温度、浑油度等各项数据是否正常，将超出波动范围内的数值传递给水质参数收集装置5汇总，然后水质参数收集装置5将所收集的数据传至水质数据发送及指令接收装置1，当水质数据发送及指令接收装置1接收到来自水质参数收集装置5的数据后，将会远程传输一系列数据给总控制台。

step2：当总控制台的接收信息及发送装置6接收信息后，zigbee协调器13创建无线传感网络，zigbee协调器13通过串口将数据传输至主控单元，将各项数据的实际值反映在检测参数显示表8上，数据超出波动范围的检测指标在各指标提示灯处9对应的灯光也会由正常的常绿灯变为双闪红灯警报提示，同时检测各指标的实际值与理想值的对比总图也会在总控制台的总显示屏7以及通过无线传输各项数据在绑定手机app上直观显示出来。

step3：当步骤step2完成后，可通过手机远程操控来使总控制台做出反应，也可以人为提前在数值输入装置10和自动操作指令修改装置11存入合适的波动范围数据来使总控制台在数值反常时自动作出反应，进而控制水泵、投料机和增氧机的使用，在必要情况下，也可以人为操控投料机控制面板12来控制投料机的使用，再重复步骤step1和步骤step2，直至最终水质合格，达到水质检测及调控的目的。

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