球形水质监测平台

作者：时间：2017-12-21 点击数：

球形水质监测平台

1. 产品介绍

近30年来，我国水产养殖业取得了瞩目的成就，而养殖水质的好坏直接影响水生动物的生长状况及其产品品质。因此，水质监测是养殖管理中最重要的部分。然而现有技术中，最先进的为应用无线传感技术采用物联网形式对水质进行监测，但是此种方法主要针对室内工厂化水产养殖，对于室外大范围养殖场仍存在布线困难、监测不灵活、维修不方便、成本高等问题。

该科技制作针对室外大范围水产养殖业的水质监测问题，提出了一种新型的智能水域环境监测平台，该平台采用透明的球形结构，阻力小，运动更加灵活；壳体透明，方便传感器的布置与探测；受力均匀，在水下能承受更大的压强，在与现有可利用于水质监测的设备与技术相比较时，针对性与适用性更强。可作为一灵活方便的搭载平台，用于不同深度、不同水域的水质监测、鱼群健康状况监测以及安全防护等领域。

该智能水域环境监测平台在大幅减少生态监控装置数量的同时，有效提高了监测效率，并且无需对原有水池进行任何改造，可以有效控制成本。通过原理型样机与上位机系统的制作与试验，进一步验证该科技制作的可行性。

2. 产品亮点
（1）外形结构创新

现有的水下探测器或水下潜航器大多数为鱼雷形状或长方形，用以获取较大的运动速度，并且应用较多。但是对于对速度要求不致过高的生活生产应用中，上述外形都使其存在一定的局限性，如横向运动不灵活，一般只适于工业、军事中等等。我们的设计中，采用了球形的外壳，阻力小，运动更加灵活；壳体透明，方便传感器的布置与探测；受力均匀，在水下能承受更大的压强，在与现有可利用于水质监测的设备与技术相比较时，针对性与适用性更强。

（2）应用思路创新

该科技制作中，以水产养殖环境监测为切入点，针对目前复杂状况的大范围水域，提出一种全自动化的监测解决方案，兼具水质取样、水质监测以及鱼群健康状况探测等功能。

首创以微型水中监测平台形式进行水产养殖业中的应用，与现有铺设物联网传感器检测方式和船体取样都有所不同，一是无需对水池有任何改造或铺设线路，节省了劳动成本；二是视角灵活而且体积小，不会对鱼群产生过度惊吓等干扰，在室外水产养殖领域，具有更强的适应性。

（3）监测视角独特

作为一个开放性搭载平台，可以搭载更多传感器利用物联网技术进行监测。与此同时，与勘测无人船监测效果相比，它拥有更加独特的灵活性，并可以借助水下视角利用鱼群躲闪速度与运动规律对鱼群健康状况进行判断。

3. 产品工作方式

该水下监测平台主要可通过规划S型路径、遥控、传感器引导三种方式来进行探测运动。在监测时，通过GPRS模块与短信模块，可以将具体的地点信息与对应水域PH值、浑浊度、温度数据以短信形式发送给鱼池负责人员。需要注意的是，当机器人潜入深水区域时，由于水下声波会受到很大衰减[8]，所以在进行下潜工作时，机器人会拖曳一浮标并搭载天线，以增强动作控制、图像传输和短信息信号。工作方式主要有以下三种：

（1）路径规划，自主运动。通过上位机端对路径进行提前规划，并设置监测报告间隔，通过串口将规划的信号载入机器人，放入水中后可以按照设置进行运动与监测。

（2）手机遥控，灵活取样。通过手机调控模块用手机信号来即时调节运动动作与位置，同时通过图像传输对水下情况进行监测，可以清楚观察鱼群活跃程度，通过鱼群的躲闪速度以确定其健康状况。

（3）传感导向，自治防护。在本文水中监测平台中搭载有多个热释传感器，当有热血动物出现时，会采用探测与运动相结合的工作方式，机器人通过其搭载的传感器收集信号，对信号进行判断与处理，从而控制不同电机的正反转，进而控制球形机器人的上升、下降、前进、后退，且可以通过差速实现另一坐标方向运动；进而逐渐向目标运动。