[发明专利]一种养殖水体自动监控及水体富营养化预防系统及方法

权利要求书

1.一种养殖水体自动监控及水体富营养化预防系统，其特征在于，包括：

多个监测传感器，所述监测传感器种类至少包括溶氧传感器、温度传感器、pH传感器、氨氮传感器、总氮传感器、总磷传感器；

传感信号采集单元，分别与各个监测传感器连接，用于采集各个监测传感器的数据信号；

中央处理器，与传感信号采集单元相连，用于接收并处理由传感信号采集单元采集所得的各个监测传感器的数据信号；

报警单元，与中央处理器相连，所述中央处理器通过信号传输单元与后台监控终端相连，将报警单元产生的数据信号传输至后台监控终端上。

2.根据权利要求1所述的一种养殖水体自动监控及水体富营养化预防系统，其特征在于：溶氧传感器采用型号FDO925的溶氧传感器，传感信号采集单元采用WS-5921D系列多功能数据采集仪。

3.根据权利要求1所述的一种养殖水体自动监控及水体富营养化预防系统，其特征在于：中央处理器为单片机。

4.根据权利要求1所述的一种养殖水体自动监控及水体富营养化预防系统，其特征在于：后台监控终端为手机、平板电脑、电脑中的一种或多种组合。

5.根据权利要求1所述的一种养殖水体自动监控及水体富营养化预防系统，其特征在于：信号传输单元为无线传输芯片。

6.一种养殖水体自动监控及水体富营养化预防方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、多个监测传感器分别采集养殖水体中的溶氧、温度、pH值、氨氮、总氮、总磷数据；

S20、传感信号采集单元将每个监测传感器的数据进行采集并转换为数据传输信号，并将数据传输信号传输至中央处理器；

S30、中央处理器将接收到的数据传输信号与预设的指标进行比较，一旦超过预设的指标就会触发报警单元；

S40、报警单元发出报警信号，并通过信号传输单元将报警信号传输至管理者的后台监控终端上。

7.根据权利要求6所述的一种养殖水体自动监控及水体富营养化预防方法，其特征在于，在步骤S10中，采集数据的步骤具体包括：

S11、将监测传感器布置到养殖水体中；

S12、监测传感器提取养殖水进入水样计量模块；

S13、数据计算，根据提取的养殖水水样，进行各项监测，并将监测结果汇总成数据。

8.根据权利要求7所述的一种养殖水体自动监控及水体富营养化预防方法，其特征在于，在步骤S11中还有传感器布置合理度验证步骤，具体包括：

S111、采集养殖水体在固定时间段，设定的区域内氨氮传感器、总氮传感器、总磷传感器的数据，设定的区域包括第一区域和第二区域，其中固定时间段为第一区域和第二区域在的同一个夜间时段；

S112、对第一区域内存在的所有氨氮传感器、总氮传感器监测的数据进行线性拟合，得到第一拟合方程：

其中，为第一区域总氮传感器监测的总氮含量，x_i为第一区域氨氮传感器监测的氨氮含量，a_N,i为第一区域在夜间时段的开始计数时的原始氨氮含量、b_N,i为第一区域内总氮含量、氨氮含量的拟合系数；

根据公式(1)和公式(2)计算a_N,i、b_N,i，

其中，k为第一区域内每类传感器的数量；

S113、对第二区域内存在的所有氨氮传感器、总氮传感器监测的数据进行线性拟合，得到第二拟合方程：

其中，为第二区域总氮传感器监测的总氮含量，x_i'为第二区域氨氮传感器监测的氨氮含量，a_N,i'为第二区域在夜间时段的开始计数时的原始氨氮含量、b_N,i'为第二区域内总氮含量、氨氮含量的拟合系数；

根据公式(3)和公式(4)计算a_N,i'、b_N,i'，

其中，l为第二区域内每类传感器的数量；

S114、对第一区域内存在的所有氨氮传感器、总磷传感器监测的数据进行线性拟合，得到第一拟合方程：

其中，为第一区域总磷传感器监测的总磷含量，w_i为第一区域氨氮传感器监测的氨氮含量，a_P,i为第一区域在夜间时段的开始计数时的原始氨氮含量、b_P,i为第一区域内总磷含量、氨氮含量的拟合系数；

根据公式(5)和公式(6)计算a_P,i、b_P,i，

其中，k为第一区域内每类传感器的数量；

S115、对第二区域内存在的所有氨氮传感器、总磷传感器监测的数据进行线性拟合，得到第一拟合方程：

其中，为第二区域总磷传感器监测的总磷含量，w_i'为第二区域氨氮传感器监测的氨氮含量，a_P,i'为第二区域在夜间时段的开始计数时的原始氨氮含量、b_P,i'为第二区域内总磷含量、氨氮含量的拟合系数；

根据公式(7)和公式(8)计算a_P,i'、b_P,i'，

其中，l为第二区域内每类传感器的数量；

S116、结合步骤S112和步骤S113，根据公式(9)计算总氮变异系数，

其中为养殖水体平均含氮总量；

S117、结合步骤S114和步骤S115，根据公式(10)计算总磷变异系数，

其中为养殖水体平均含磷总量；

SS118、根据公式(9)和公式(10)计算的结果，对传感器布置合理度进行等级判断。