一种环保型模块化物联网+浮式圆槽循环水养殖系统的制作方法

本发明涉及物联网领域、工业化循环水养殖系统设计制造领域，具体而言，涉及一种环保型模块化物联网+浮式圆槽循环水养殖系统。

背景技术：

在中国的水产养殖业中，池塘死水养殖、流水养殖是传统的养殖方式，也是当前仍然在大规模采用的一种养殖方式。但是池塘死水养殖、流水养殖一直面临着很多问题，如占用大时土地资源和水资源、单位面积产量低、劳动强度大、工作环境差、从业人员素质偏低、水产品质量无法保障，同时传统养殖还容易受到自然因素（如恶劣天气、缺氧）的影响造成巨大损失，并且池塘死水养殖、流水养殖还会造成自然水质的持续恶化，不利于环境友好。

为了解决以上问题，国内水产养殖领域逐步应用了一种池塘工业化循环水养殖模式，固定式方槽型气提式推水养殖模式（如流水槽推水养殖）。即两端均开口的方槽放置于池塘中，将鱼集中养殖在方槽中，在方槽的一端采用气提的方式将池塘的水体推入方槽中，同时将鱼产生的排泄物及饲料残饵等固体废物推向设置有隔网的方槽另一端，将固体废物直接排入池塘或用吸污装置吸出。此类模式解决了以上露天养殖的部分问题。

经过实际应用，方槽型气提式推水养殖模式还存在以下问题。

1.集污排污效率低：长方形养殖槽和尾部收集区的模式设计不合理，残饵及粪便排除不畅，只有约30%的固体废物能排出。导致水质差，影响养殖密度、养殖速度、存活率、品质及饲料转化率。

2.池塘水位不可控：养殖池深度固定，暴雨时池塘水体满入养殖池中，易造成鱼损失；干旱时池塘水体下降，养殖池中的水位亦下降，易造成养殖池中养殖密度过高，风险增大。

3.安装及拆卸费时费力且成本高：安装或拆卸时需将池塘水抽干方可施工。

4.增氧效果不能满足生产需求：1）、现有的设计将气提装置即用于增氧又用于推水，结果是即增不好氧又推不动水。在高养殖密度的情况下，原本空气增氧就不能满足需求，再加上气提的增氧效果差，导致进水口附近溶氧较高，排水端溶氧很低。鱼群集中在进水前端，分布极不均匀，严重缺氧，影响水质及饲料转化率。2）、增氧过程无法根据水体溶氧值精确控制，24小时增氧，浪费能源的同时，不能实现按需增氧及维持水环境的恒定溶氧范围。

5.系统固定在池塘中，不能在池塘中移动：建成之后不能根据需要调整养殖区域。

6.水体循环不畅，交换量不足：1）利用曝气推水系统来推动水体进行交换，动力远远不够，导致换水量严重不足，槽内水质较差，满足不了养殖密度变化时需要不同的循环频次的要求。2）单位时间内水体循环量和循环频次不可调，在鱼苗、成鱼生产过程中，无法根据生产需求做到按需循环、精准控制。

7.排出的固废物未有好的处理方法：1）、如排入池塘中，未有合理的方法将污物送至池塘各处以便于均匀降解，且没有好的降解措施，只会增加池塘降解负担，影响了池塘自净化功能；2）、如将固废物送出池塘外，需要收集彻底且有专门的输送方法送至池塘外进行处理以达到排放标准。

8.不能远程观察到养殖生物的状态：增加了养殖管理难度。

9.风机、水泵等电器件无智能控制功能，24小时工作，能耗偏高，易出故障，无报警功能，自动化程度低，更不能实现远程控制每一个功能部件，不能实现养殖每个环节的数字化，同时增加管理难度。

10.不能实现远程控制每一个功能部件：不能实现养殖每个环节的数字化，同时增加管理难度。

11.现有的已安装的系统，主要的改变是在形式上由大塘改为小槽，泥底改为硬底，水车改为底部曝气管增氧，人工投喂改为投饵机集中投喂，其他没有太多技术改进，相反还带来一些因高密度而引起的风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种环保型模块化物联网+浮式圆槽循环水养殖系统，实现高效集污排污、池塘水位波动对其无影响、安装拆卸时无需干塘且可移动、溶氧均匀、水体循环次数可控且可实现远程观察及控制，还能实现节约用水、养殖尾水达标排放。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现。

一种物联网+环保型模块化室内循环水养殖系统，其包括圆形养殖容器、用于控制所有需用电装置的物联网及控制单元、用于放置所有单元硬件的并可浮于水面的浮式模块化平台、与所述养殖容器连接的循环水处理单元、设置于所述养殖容器水体中的水质在线监控单元、设置于观察所述养殖容器上方的视频监控单元、设置于向所述养殖容器附近投喂饲料的投饵单元。

进一步的，所述的浮式模块化平台由支撑平台、控制所述支撑平台不在水面移动的固定铆与牵引索、所述的固定铆可设置于养殖区水体中或岸上、通过牵引索与所述的支撑平台连接、所述的固定铆及牵引索可根据情况使用一个或多个、使所述支撑平台浮于水面的浮性材料、固定所述浮性材料的浮性材料固定框、所述的浮性材料固定框置于所述的支撑平台下方、所述的浮性材料设置于所述的浮性材料固定框内部、所述的浮性材料的数量应保证能使整个所述的支撑平台浮于水面而不下沉、保障从业人员安全的安装于所述支撑平台上面的栏杆、安装于所述支撑平台下部伸入水中的水泵支撑架、铺设于所述支撑平台之上的防滑或漏水的走道板、以及连接所述支撑平台与岸堤的栈桥组成。

进一步的，所述的支撑平台采用模块化结构，即多个所述的支撑平台可拼装、拆卸和移动。

进一步的，所述的圆形养殖容器底部为锅底锥形且中间设置有出水口及网片、所述的圆形养殖容器上端固定于所述的支撑平台上。

进一步的，所述的循环水处理单元包括其进水端与所述的养殖容器出水口连接且设置于所述的养殖容器外附近的水泵支撑架上的出水水泵，与所述的出水水泵连接的生态净化区、设置于所述的养殖容器外附近的水泵支撑架上的进水水泵、与所述的进水水泵出水端连接的且带有调节阀的进水管道、所述进水管道围绕所述圆形养殖容器设置若干个进水管出水口，所述进水管出水口设置于所述养殖容器水体的中间部位且出水方向统一朝一个方向、设置于所述养殖容器内的水位感应装置、设置于所述养殖容器内的增氧装置。

进一步的，所述的养殖容器内的水体中设置有水质在线监控单元的传感器。

进一步的，所述的养殖容器的上方设置有视频监控单元的摄像机。

进一步的，所述养殖容器上方设置有自动投喂饲料的投饵单元。

进一步的，所述支撑平台上或岸上设置于有用于控制所有单元中需用电装置的物联网及控制单元，所述物联网及控制单元包括用于显示及设置所有参数的中央处理器装置，与所述的中央处理器装置和所述的进水水泵及所述的出水水泵连接的水泵变频控制装置、与所述的中央处理器装置和所述的水位感应装置连接的水位控制装置、与所述的中央处理器装置和所述水质在线监控单元的传感器连接的水质及增氧控制装置、与所述的中央处理器装置和所述摄像机连接的视频监控装置、与所述的中央处理器装置和所述的投饵单元连接的投饵控制装置、所述的中央处理器装置连接的数据传输装置、与所述的数据传输装置连接的天线、与所述的数据传输装置进行数据交换的远程端的服务器、与所述的服务器进行数据交换的电脑端、与所述的服务器进行数据交换的手机端。

进一步的，所述的进水水泵与所述的水泵变频器装置连接，通过调节所述变频器装置的频率可以调节进水水泵流量从而调节循环水的循环频次。同时，所述的水位感应装置控制所述的出水水泵与所述的进水水泵的开启或关停。

进一步的，所述水质及增氧控制装置控制根据设定的溶氧高低阈值自动控制所述增氧装置的开启或关停。

一种环保型模块化物联网+浮式圆槽循环水养殖系统包括以下步骤。

步骤1：通过物联网及控制单元设定水泵频率、溶氧高底阈值、投饵量及投饵时间；并根据所需水位设定水位感应装置的位置。

步骤2：启动系统，当水位介于设定水位范围内时，水泵将自动启动，系统的水体开始循环流动。

步骤3：当养殖容器的水位高于水位感应装置设定的水位时，进水水泵将停止；当养殖容器的水位低于水位感应装置设定的水位时，出水水泵将停止；从而保护养殖容器内的养殖生物。

步骤4：在持续进水过程中，由于所有出水口的出水方向一致，养殖容器内的水体将沿着一个方向旋转，水中的较大颗粒可沉淀的固体废弃物（如残余饲料和鱼类粪便）将向养殖容器的底部的排水口聚集，出水水泵将把聚集的固体废弃物排出至生态净化区。

步骤5：进入到生态净化区的水经过一系列生态净化后，生态净化区的另一端流入养殖区，实现水体循环利用。

步骤6：当溶氧传感器测量的溶氧值低于设定的溶氧低阈值时，系统将自动启动增氧装置，当溶氧值高于设定的溶氧高阈值时，增氧装置将自动停止。

步骤7：物联网及控制系统连接将所有的设备装置的状态、控制、数据、视频全部实现本地及远程控制及传输。

步骤8：当满足设定的投饵条件时，自动投饵装置将进行投饵。

与现有技术相比，本发明一种环保型模块化物联网+浮式圆槽循环水养殖系统的有益效果在于。

1.集污排污率达到95-98%：圆形养殖容器内的多个进水方向一致，使养殖容器内的水体沿着一个方向旋转，从而使养殖生物的排泄物和饲料残饵集中在养殖容器底部中间的排水口进而被出水水泵吸出排出至生态净化区。由于水体旋转以及出水水泵主动吸水，极大的提高了集污排污效率，并且可将污物通过管道送至指定位置进行处理而不是排入大池塘中。

2.池塘水位不可控：由于整个养殖平台是浮于水面，因此当由于干旱或下雨引起养殖区池塘水位变化时，养殖平台将随着水位上升或下降自动调整，始终保持养殖容器内的水位处于设置水位，极大避免由于水位变化引起的养殖风险。

3.安装及拆卸费时费力且成本高：由于养殖平台为模块化，且浮于水体表面，因此安装或拆卸时池塘不必抽水，只需将半成品模块放入水中后组装，再通过铆索固定即可。极大的简化了安装拆卸时的工程量，节约了大量成本。

4.圆形养殖槽内溶氧均匀：由于养殖容器内的水体沿着一个方向旋转且采用了底部增氧，因此整个养殖容器内的水体的溶氧均匀。

5.养殖平台可在池塘中移动：建成之后根据需要，可随时调整养殖平台在养殖区的位置，即使在养殖过程中（即养殖容器内有鱼），只需将养殖平台拖移至所需区域即可，简单便捷。

6.水体循环通畅，单位时间内水体循环量及循环频次可调：圆形养殖槽一致的进水方向设计、扬程和流量等参数的精确计算，使得水体循环通申畅。通过设置水泵变频器来调控进水水泵及出水水泵的流量，从而使整个系统的循环频次可根据需要实时调节，如投喂饲料后或单位养殖密度增增加后可以依据溶氧传感器测出的数据自动调整变频器加大循环频次，使水处理达到更好的效果。

7.排出的固废物通过底部的排污管道集中送到池塘外部进行净化处理，达到排放标准，养殖尾水排放指标可控，并且不增加池塘内的降解负担。

8.可本地或远程观察到养殖生物的状态：通过视频监控单元及物联网，可本地或远程观察到养殖生物的状态。使得养殖从业人员不必在现场也能实时观看到养殖生物的行为和状况，极大的降低了养殖风险。

9.能远程控制每一个功能部件：通过采用物联网技术、计算机软件控制技术及电气自动化控制技术将所有需用电的装置进行集中控制并实现本地和远程双控制，使得养殖从业人员即使不在养殖现场也能随时把握及控制所有的养殖设施，即节省了人工也使所有养殖过程的数据实现数字化。

10.功能齐全，科技含量高，风险可控：该系统已基本实现全自动生产管理，养殖水体指标可控，水位可控，养殖过程可控，远程生产管理可控，是真正实现水产养殖产业转型的现代养殖模式。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的优选实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中。

图1为本发明实施例中环保型模块化物联网+浮式圆槽循环水养殖系统的布局图。

图2为发明实施例中环保型模块化物联网+浮式圆槽循环水养殖系统的结构示意图。

图3为发明实施例中环保型模块化物联网+浮式圆槽循环水养殖系统的进水管道及进水口布局示意图。

图中标号说明。

100、圆形养殖容器；101、圆形养殖容器出水口；102、网片。

200、物联网及控制单元；201、中央处理器装置；202、水泵变频控制装置；203、水位控制装置；204、水质及增氧控制装置；205、视频监控装置；206、投饵控制装置；207、数据传输装置；208、天线；209、远程端服务器；210、电脑端；211、手机端。

300、浮式模块化平台；301、支撑平台；302、固定铆；303、牵引索；304、浮性材料；305、浮性材料固定框；306、栏杆；307、水泵支撑架；308、走道板；309、栈桥。

400、循环水处理单元；401、出水水泵401；402、生态净化区；403、进水水泵；404、进水管道；405、进水管出水口；406、水位感应装置；407、增氧装置。

500、水质在线监控单元的传感器。

600、视频监控单元的摄像机。

700、自动投喂饲料的投饵单元。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

参照图1-图3所示，一种物联网+环保型模块化室内循环水养殖系统，其包括圆形养殖容器100、用于控制所有需用电装置的物联网及控制单元200、用于放置所有单元硬件的并可浮于水面的浮式模块化平台300、与养殖容器连接的循环水处理单元400、设置于养殖容器水体中的水质在线监控单元500、设置于观察养殖容器上方的视频监控单元600、设置于向养殖容器附近投喂饲料的投饵单元700。

浮式模块化平台300由支撑平台301、控制支撑平台301不在水面移动的固定铆302与牵引索303、固定铆302可设置于养殖区水体中或岸上、通过牵引索303与支撑平台301连接、固定铆302及牵引索303可根据情况使用一个或多个、使支撑平台301浮于水面的浮性材料304、固定浮性材料的浮性材料固定框305、浮性材料固定框置305于支撑平台301下方、浮性材料304设置于浮性材料固定框305内部、浮性材料304的数量应保证能使整个支撑平台301浮于水面而不下沉、保障从业人员安全的安装于支撑平台301上面的栏杆306、安装于支撑平台301下部伸入水中的水泵支撑架307、铺设于支撑平台之上的防滑或漏水的走道板308、以及连接所支撑平台与岸堤的栈桥309组成。

支撑平台301采用模块化结构，即多个支撑平台301可拼装、拆卸和移动。

圆形养殖容器100底部为锅底锥形且中间设置有出水口101及网片102，网片102为防止养殖的鱼被吸出圆形养殖容器100，圆形养殖容器100上端固定于支撑平台301上。

循环水处理单元400包括其进水端与养殖容器出水口101连接且设置于养殖容器100外附近的水泵支撑架307上的出水水泵401，与出水水泵401连接的生态净化区402、设置于养殖容器100外附近的水泵支撑架307上的进水水泵403、与进水水泵403出水端连接的且带有调节阀的进水管道404、进水管404道围绕圆形养殖容器100设置若干个进水管出水口405，进水管出水口405设置于养殖容器100水体的中间部位且出水方向统一朝一个方向、设置于养殖容器100内的水位感应装置406、设置于养殖容器100内的增氧装置407。

养殖容器100内的水体中设置有水质在线监控单元的传感器500。

养殖容器100的上方设置有视频监控单元的摄像机600。

养殖容器100上方设置有自动投喂饲料的投饵单元700。

支撑平台301上或岸上设置于有用于控制所有单元中需用电装置的物联网及控制单元200，物联网及控制单元200包括用于显示及设置所有参数的中央处理器装置201，与中央处理器装置201和进水水泵403及出水水泵401连接的水泵变频控制装置202、与中央处理器装置201和水位感应装置406连接的水位控制装置203、与中央处理器装置201和水质在线监控单元的传感器500连接的水质及增氧控制装置204、与中央处理器装置201和摄像机600连接的视频监控装置205、与中央处理器装置201和投饵单元700连接的投饵控制装置206、中央处理器装置201连接的数据传输装置207、与数据传输装置207连接的天线208、与数据传输装置207进行数据交换的远程端的服务器209、与服务器209进行数据交换的电脑端210、与服务器209进行数据交换的手机端211。

进水水泵403与水泵变频器装置202连接，通过调节变频器装置202的频率可以调节进水水泵403流量从而调节循环水的循环频次。同时，水位感应装置406控制出水水泵401与进水水泵403的开启或关停。

水质及增氧控制装置204控制根据设定的溶氧高低阈值自动控制增氧装置500的开启或关停。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。