环保型模块化物联网+循环水养殖系统的制作技术

本技术公开了一种环保型模块化物联网+循环水养殖系统，包括养殖容器、物联网及控制、循环水处理、水质在线监控、视频监控、投饵、及移动式承载单元。

循环水处理单元由水泵、纯氧增氧、可沉淀固体分离、非沉淀固体分离、生化过滤、杀菌消毒、水温调控及水位调控装置组成。

系统中需要用电工作的装置均采用物联网技术实现在本地及远程的可控、可视及数字化。

按工艺及功能要求，各单元的硬件集成为不同模块，分别放置于移动式承载单元上，模块之间通过管道或电线连接，实现各模块可拆卸和移动。

养殖容器可添加、减少或关闭。

从而使水体循环频次、水质、单位水体养殖量、水产品质量均可控及可视，实现尾水达标、全年不间断生产、且能方便拆装。

技术要求1.一种环保型模块化物联网+循环水养殖系统，其特征在于：其包括养殖容器、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的视频监控单元、设置于向所述养殖容器投喂饲料的投饵单元、用于控制以上所述所有单元中需用电装置的物联网及控制单元、用于放置以上所述所有单元的移动式承载单元。

元按工艺流程及功能要求，分别将硬件集成为不同模块，将所述的不同模块分别放置于不同的移动式承载单元上，所述的移动式承载单元之间通过管道或电线连接，从而将系统模块化，方便系统的拆卸和移动。

3.根据权利要求1所述的环保型模块化物联网+循环水养殖系统，其特征在于：所述的循环水处理单元包括其进水端与所述的养殖容器的出水端连接的水位调控装置，与所述的水位调控装置出水端连接的可沉淀固体分离装置、设置于所述的可沉淀固体分离装置出水端的水泵、与所述的水泵进出水端并联的且自带水泵的水温调控装置、与所述的水泵及所述的水温调控装置出水端连接的非沉淀固体分离装置、设置于所述的非沉淀固体分离装置出水端的生化过滤装置、位于所述的生化过滤装置出水端的杀菌消毒装置、所述的杀菌消毒装置的出水端与养殖容器进水管连接、放置于所述的养殖容器及所述的生化过滤装置内的纯氧增氧装置。

4.根据权利要求1所述的环保型模块化物联网+循环水养殖系统，其特征在于：所述的养殖容器数量可增加减少、所述的养殖容器的形状为圆桶、所述的养殖容器的进水端与所述的养殖容器的侧面相切、不同的所述的养殖容器的进水端由管道连接起来后与所述的杀菌消毒装置出水端连接、所述的养殖容器的出水端在所述的养殖容器底部中间、不同的所述的养殖容器的出水端由管道连接起来后与所述的水位调控装置连接。

5.根据权利要求3所述的环保型模块化物联网+循环水养殖系统，其特征在于：所述的增氧装置包括纯氧源、与所述纯氧源连接的气路控制装置、与所述的气路控制装置连接的微孔曝气增氧盘、设置于与所述的微孔曝气增氧盘相同水体的溶氧传感器。

6.根据权利要求3所述的环保型模块化物联网+循环水养殖系统，其特征在于：所述的水泵放置于可沉淀固体分离装置出水端与非沉淀固体分离装置的进水端之间、且在整个系统的工艺流程中只使用一次（一个）所述的水泵提升水位。

7.根据权利要求3所述的环保型模块化物联网+循环水养殖系统，其特征在于：所述的水泵与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水泵流量从而调节循环水的循环频次。

元中需要用电工作的装置均采用物联网技术、计算机软件控制技术及电气自动化控制技术，即可实现本地控制的可视化及数字化，也可实现远程电脑或手机端的可视化及数字化。

技术说明书一种环保型模块化物联网+循环水养殖系统技术领域本技术涉及物联网领域、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+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。

面对死水养殖、流水养殖的诸多问题，人们开始探索集约化的循环水养殖方法，能够使营养、氧气、温度等因素可控，而且还可避免台风等恶劣天气的影响，这样不仅大大提高了单位水体的产量，还降低了养殖的风险，同时可以减少对环境的影响。

当前的循环水养殖系统分为半封闭式（如流水槽养殖、流水渠道养殖等）和全封闭式（如工业化全循环水养殖）。

目前的循环水养殖系统中，存在以下一些问题。

1. 养殖池进水管路的进水都是直接流入养殖池中，不易于水体在养殖池中的循环流动，集污排污不彻底甚至需人工清污：水质容易变差且费时费力。

2. 循环水推动能耗高：多次提水能耗高。

3. 增氧效率低：增氧所需能耗高，养殖密度小。

4. 不能拆卸移动：安装及建造复杂、成本高。

5. 单位时间内水体循环频次不可调：满足不了养殖密度变化时需要不同的循环频次的要求。

6. 不能远程观察到养殖生物的状态：增加了养殖管理难度。

7. 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。

技术内容本技术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+循环水养殖系统，实现养殖过程可控、养殖水质可控、单位水体养殖量可控、水产品质量可控，还能实现节约用水、养殖尾水达标排放，并且可以全年不间断生产。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本技术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，其包括养殖容器、与所述的养殖容器连接的循环水处理单元、设置于所述的养殖容器水体中的水质在线监控单元、设置用于观察所述养殖容器的视频监控单元、设置于向所述养殖容器投喂饲料的投饵单元、用于控制以上所述所有单元中需用电装置的物联网及控制单元、用于放置以上所述所有单元的移动式承载单元。

进一步的，所述的各单元按工艺流程及功能要求，分别将硬件集成为不同模块，将所述的不同模块分别放置于不同的移动式承载单元上，所述的移动式承载单元之间通过管道或电线连接，从而将系统模块化，方便系统的拆卸和移动。

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的出水端连接的水位调控装置，与所述的水位调控装置出水端连接的可沉淀固体分离装置、设置于所述的可沉淀固体分离装置出水端的水泵、与所述的水泵进出水端并联的且自带水泵的水温调控装置、与所述的水泵/所述的水温调控装置出水端连接的非沉淀固体分离装置、设置于所述的非沉淀固体分离装置出水端的生化过滤装置、位于所述的生化过滤装置出水端的杀菌消毒装置、所述的杀菌消毒装置的出水端与养殖容器进水管连接、放置于所述的养殖容器及所述的生化过滤装置内的纯氧增氧装置。

进一步的，所述的养殖容器数量可增加减少、所述的养殖容器的形状为圆桶、所述的养殖容器的进水端与所述的养殖容器的侧面相切、不同的所述的养殖容器的进水端由管道连接起来后与所述的杀菌消毒装置出水端连接、所述的养殖容器的出水端在所述的养殖容器底部中间、不同的所述的养殖容器的出水端由管道连接起来后与所述的水位调控装置连接。

进一步的，所述的纯氧增氧装置包括纯氧源、与所述纯氧源连接的气路控制装置、与所述的气路控制装置连接的微孔曝气盘、设置于所述的微孔曝气盘相同水体的溶氧传感器。

进一步的，所述的水泵放置于可沉淀固体分离装置出水端与非沉淀固体分离装置的进水端之间、且在整个系统的工艺流程中只使用一次（一个）所述的水泵提升水位（一级动力提水）。

进一步的，所述的水泵与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水泵流量从而调节循环水的循环频次。

进一步的，所述的各单元中需要用电工作的装置均采用物联网技术、计算机软件控制技术及电气自动化控制技术，即可实现本地控制的可视化及数字化，也可实现远程电脑或手机端的可视化及数字化。

一种环保型模块化物联网+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、溶氧高低阈值、水温高低阈值、投饵量及投饵时间。

步骤2：启动系统，当水温介于设定的高低阈值范围内时，水泵将自动启动，系统的水体开始循环流动。

如果水温低于设定的低阈值或水温高于设定的高阈值时，系统自动关闭水泵及其管路上的切换电动阀门，同时启动自带水泵的水温调控装置，进行制冷或制热，系统内的水体也会开始循环流动。

步骤3：当养殖容器的水位高于水位调控装置设定的水位时，养殖容器内的水体在其自身重力的推动下持继的通过其底部中间的排水口流向水位调控装置；如果养殖容器的水位低于水位调控装置设定的水位时，养殖容器内的水体将停止流向水位调控装置，从而保护养殖容器内的养殖生物。

步骤4：水位调控装置的水体流向可沉淀固体分离装置（如固液分离机）去除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）。

步骤5：可沉淀固体分离装置出水端的水泵将过滤后的水体提升至出水口位置最高的非沉淀固体分离装置（如蛋白质分离器），去除水中的非沉淀固体（如蛋白质大分子）。

步骤6：非沉淀固体分离装置内的干净水体在自身重力下自流向出水口位置介于非沉淀固体分离装置和养殖容器之间的生化过滤容器，通过生物化学方法去除水中的氨氮、亚硝酸盐等对养殖生物有害的小分子。

步骤7：生化过滤容器内的水体再自流向杀菌消毒装置，去除水中有害的微生物。

步骤8：流经杀菌消毒装置的水体在自身生力下经养殖容器进水口自流向养殖容器，完成整个水体的循环。

步骤9：当溶氧传感器测量的溶氧值低于设定的溶氧低阈值时，系统将自动启动纯氧增氧装置，当溶氧值高于设定的溶氧高阈值时，纯氧增氧装置将自动停止。

步骤10：将所有的用电装置和物联网及控制系统连接，从而将其状态、控制、数据全部实现本地及远程控制及传输。

与现有技术相比，本技术一种环保型模块化物联网+循环水养殖系统的有益效果在于。

1)养殖容器的进水端与养殖容器壁相切，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低部中间的排水口排出，从养殖容器排水口出来的水体先通过可沉淀固体分离装置（如固液分离机）去除水中的较大颗粒固体废弃物（如残余饲料和鱼类粪便），再进入非沉淀固体分离装置（如蛋白质分离器）去除水中的非沉淀固体（如蛋白质大分子），之后在生化过滤容器中通过生物化学方法去除水中的氨氮、亚硝酸盐等小分子，并使用杀菌消毒装置（如紫外线、臭氧等）杀灭水中的微生物，从而使水得到全面的净化处理，净化后水再回到养殖容器，实现循环利用。

2)通过使用纯氧增氧装置，和空气增氧相比，不但极大提高增氧效率，而且通过纯氧装置里的气路控制装置与溶氧传感器的自动控制，在溶氧小于或大于设定的阈值时，将自动开启或关闭增氧，从而实现按需自动增氧，节省大量能耗的同时也提高了单位水体的养殖密度。