水产养殖远程自动化监控系统及其监控方法

1.水产养殖远程自动化监控系统，其特征在于，包括监控设备和水产养殖监控子系统；
所述水产养殖监控子系统包括控制器、云台摄像机单元、传感器单元和执行器单元；
所述监控设备是安装有监控软件且接入通信网络的计算机或移动终端，与水产养殖单元的控制器单元通信，用于设置控制器的控制参数，并从控制器获取监控信息；
所述控制器是安装有管理软件且接入通信网络的嵌入式设备，分别与云台摄像机单元、传感器单元和执行器单元通信，用于根据控制参数向云台摄像机单元发送控制指令，获取并缓存云台摄像机单元和传感器单元的数据，根据控制参数对这些数据进行分析处理，再针对分析结果向执行器单元发送相应的控制指令，并生成相应的监控信息发送给监控设备；
所述云台摄像机单元由相互连接的摄像机控制终端和云台摄像机构成；所述摄像机控制终端接入通信网络，根据控制器的指令控制云台摄像机的调焦和转向，并将云台摄像机采集的图像数据发送给控制器；
所述传感器单元由传感器控制终端以及分别与传感器控制终端连接的水质参数传感器和环境参数传感器构成；所述传感器控制终端接入通信网络，将水质参数传感器和环境参数传感器的监测数据发送给控制器；其中，所述水质参数传感器包括溶氧传感器、PH值传感器和盐度传感器，所述环境参数传感器包括水温传感器、水位传感器和气温传感器；
所述执行器单元由执行器控制终端以及分别与执行器控制终端连接的水循环装置、增氧装置和投食装置构成；所述执行器控制终端接入通信网络，根据控制器的指令控制水循环装置、增氧装置和投食装置的开关；
所述通信网络为互联网络、移动通信网络或自组织无线通信网络。
2.根据权利要求1所述的水产养殖远程自动化监控系统，其特征在于，所述控制器包括控制处理器，分别与控制处理器连接的存储器和通信模块，以及用于供电的电源模块；
所述通信模块用于接入通信网络，完成指令和数据的接受和发送；
所述存储器用于对接收到的数据进行缓存；
所述控制处理器根据控制参数向云台摄像机单元发送控制指令，完成图像数据和监测数据的缓存、调取操作和分析处理，再针对分析结果向执行器单元发送相应的控制指令，并生成相应的监控信息发送给监控设备。
3.根据权利要求1所述的水产养殖远程自动化监控系统，其特征在于，所述摄像机控制终端包括图像数据处理器，分别与图像数据处理器连接的图像采集接口、云台摄像机控制接口、存储器和通信模块，以及用于供电的电源模块；
所述通信模块用于接入通信网络，完成数据的接受和发送；
所述存储器用于图像数据的缓存；
所述图像采集接口用于连接云台摄像机的图像数据输出端；
所述云台摄像机控制接口用于连接云台摄像机的执行指令输入端；
所述图像数据处理器通过图像采集接口获得云台摄像机采集的图像数据，完成图像数据的缓存操作，根据控制器的指令通过云台摄像机控制接口向云台摄像机发送调焦指令或转向指令，并调取缓存的图像数据发送给控制器。
4.根据权利要求1所述的水产养殖远程自动化监控系统，其特征在于，所述传感器控制终端包括监测数据处理器，分别与监测数据处理器连接的监测数据接口、存储器和通信模块，以及用于供电的电源模块；
所述通信模块用于接入通信网络，完成数据的接受和发送；
所述存储器用于监测数据的缓存；
所述监测数据接口用于连接水质参数传感器和环境参数传感器的监测数据输出端；
所述监测数据处理器通过监测数据接口获得水质参数传感器和环境参数传感器的监测数据，完成监测数据的缓存操作，并调取缓存的监测数据发送给控制器。
5.根据权利要求1所述的水产养殖远程自动化监控系统，其特征在于，所述执行器控制终端包括指令处理器，分别与指令处理器连接的执行器控制接口和通信模块，以及用于供电的电源模块；
所述通信模块用于接入通信网络，完成指令的接受；
所述执行器控制接口用于分别连接水循环装置、增氧装置和投食装置的开关控制端口；
所述指令处理器根据控制器的指令通过执行器控制接口向水循环装置、增氧装置和投食装置发送开关执行指令。
6.一种如权利要求1所述水产养殖远程自动化监控系统的监控方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）监控设备运行监控软件，对水产养殖监控子系统中控制器的控制参数进行设置；所述控制参数包括溶氧阈值范围、PH值阈值范围、盐度阈值范围、水温阈值范围、进水水位阈值范围、排水水位阈值范围、气温阈值范围、投食间隔时间、摄像机调焦值和摄像机方位值；
2）控制器接收监控设备的控制参数，运行管理软件，根据控制参数中摄像机调焦值和摄像机方位值向云台摄像机单元发送相应的调焦控制指令和转向控制指令，并分别向云台摄像机单元和传感器单元发送数据请求；
3）云台摄像机单元根据调焦控制指令和转向控制指令分别调整云台摄像机的调焦和转向，并在收到数据请求后将云台摄像机采集的图像数据发送给控制器；传感器单元收到数据请求后将水质参数传感器和环境参数传感器的监测数据发送给控制器；
4）控制器缓存收到的图像数据和监测数据，根据控制参数对监测数据进行分析处理，再针对分析结果向执行器单元发送相应的控制指令，并生成相应的监控信息发送给监控设备；具体为：
4a）当溶氧率低于溶氧阈值范围的下限时，控制器向执行器单元发送增氧指令；当溶氧率高于溶氧阈值范围的上限时，控制器向执行器单元发送停止增氧指令；
4b）当水位低于进水水位阈值范围的下限时，控制器向执行器单元发送进水指令；当水位高于进水水位阈值范围的上限时，控制器向执行器单元发送停止进水指令；当水位高于排水水位阈值范围的上限时，控制器向执行器单元发送拍水指令；当水位低于进水水位阈值范围的下限时，控制器向执行器单元发送停止排水指令；
4c）每间隔投食间隔时间的时长，控制器向执行器单元发送投食指令；
4d）控制器将缓存的图像数据和监测数据以及对执行器单元的控制状态作为监控数据的一部分，实时发送给监控装置；并且，在溶氧率低于溶氧阈值范围的下限、PH值未在PH值阈值范围内、盐度值未在盐度阈值范围内、水温值未在水温阈值范围内、水位高于排水水位阈值范围的上限或气温值未在气温阈值范围内时，控制器生成相应的报警信息，作为监控数据的另一部分发送给监控装置；
5）执行器单元收到增氧指令时，控制开启增氧装置；收到停止增氧指令时，控制关闭增氧装置；收到进水指令时，控制水循环装置开启进水阀；收到停止进水指令时，控制水循环装置关闭进水阀；收到排水指令时，控制水循环装置开启排水阀；收到停止排水指令时，控制水循环装置关闭排水阀；收到投食指令时，控制投食装置进行一次投食操作；
6）监控装置接收来自控制器的图像数据、监测数据、执行器单元的控制状态和报警信息，并进行显示。

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