[实用新型]一种水产养殖智能定向增氧装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及控制调节领域，尤其是一种对水产养殖面积大的养殖池水 体溶解氧浓度分区域无线测量，根据各区域溶解氧变化的实际情况智能定向增 氧的装置。

背景技术

水产养殖中水体溶解氧含量是水产养殖中至关重要的水质因子，尤其在当 前高密度水产养殖中稍有不慎容易引起鱼虾大面积窒息死亡，对水体溶解氧的 自动测量与控制尤为重要。

水体溶解氧含量不均衡，单点测量难以准确反映含量的实际情况，多点的 有线测量成本太高，而且布线复杂，因此无线传感测量是适合的方式，各节点 采用锂电池供电。

当前最有效和经济的增氧方式是机械增氧，我国水产养殖80％以上机械增 氧采用叶轮增氧机，叶轮增氧机工作能促使空气中的氧气向水体扩散，增加空 气与水体接触面积，扩散规律可以用菲克定律和双膜理论推导得到：

dMdt=DL·A·(CS-CXf)---(1)]]>

其中M表示在单位时间t内通过界面扩散的物质数量；DL是扩散系数；A 表示界面面积；Cs表示空气与液面交界处需要扩散的物质浓度值；C是物质浓 度；液膜的厚度为Xf。应急增氧时由公式(1)可知，当水体溶解氧含量值C 增加到一定值，增氧机的工作效率越来越低。

面积大的养殖池需要多台增氧机械，但整个养殖池水体溶解氧含量受到风 力、日照和地理位置等客观条件影响不仅上下层，而且同一深度分布差异也很 大，如果把整个养殖池水体溶解氧含量作为一个整体测量，同时开启和关闭多 台增氧机，当某区域溶解氧含量超过关闭阀值，而整个养殖池溶解氧含量均值 未达到关闭阀值时，该区域增氧机继续工作，依据公式(1)，增氧效率大幅降 低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种水产养殖智能定向增氧装置， 通过无线传感网络对大面积水产养殖池水体溶解氧含量分区监测和控制，达到 由粗放型机械式自动增氧向精细化自动增氧方式的转变。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水产养殖智能定向 增氧装置，包括溶解氧传感器、无线通信节点、增氧机以及PLC可编程控制器； 所述的溶解氧传感器设置于养殖池各区域水面下0.5～0.6m处；所述的溶解氧传 感器的输出端连接调理电路的输入端；所述的调理电路的输出端连接无线通信 节点；所述的无线通信节点通过无线连接方式与基站相连接；所述的基站通过 RS-485通信线连接PLC可编程控制器；所述的PLC可编程控制器控制增氧机 的启动或关闭。

本实用新型所述的无线通信节点采用低功耗自适应分群分层协议，包括微 处理器、A/D接口以及RF射频天线；所述的调理电路的输出端与A/D接口相连 接；无线通信节点通过RF射频天线与基站相连接；所述的调理电路与无线通信 节点由锂电池供电。

方法包括以下步骤：

1)将养殖池分为多个区域，每个区域由多个测量节点组成一个簇，将溶解 氧传感器设置于每个区域水面下0.5～0.6m处，并输出电压信号；

2)将电压信号送至调理电路处理后传送给个区域对应的测量节点；

3)测量节点感知各区域溶解氧溶度并将溶度数据处理后传送给簇首；

4)簇首对各测量节点的数据融合后传送至基站，基站通过RS-485通信传 送给PLC可编程控制器；

5)PLC可编程控制器根据测量数据启动或关闭对应区域的增氧机。