一种水产养殖监控系统的溶氧管控方法及系统技术领域
本发明涉及一种智能化水产养殖监控技术，尤其涉及一种智能化水产养殖系
统的溶氧管控技术。
背景技术
在鱼塘的养殖作业中，尤其是对于鱼苗，鱼塘的水质环境对鱼苗的生长起着
至关重要的作用。有些指标如鱼塘温度、水中含氧量、以及酸碱度(PH值)如
果不达标，则会造成鱼儿的发育不良，严重的还会导致死亡。不同的鱼类对鱼塘
温度、含氧量等要素也均有它自己严格的要求。
目前传统的养殖方式，包括调节水温、氧气供给等都需要人工判断然后进行
操作，由于测试点多，人工检测容易形成漏检，并且在夜间无人值守期间，就无
法了解鱼塘的水质情况，以致水温不稳，影响养殖鱼类的生长；另外水体溶解氧
检测不到位，也会影响鱼类同化作用的进行，造成水体危害，可能直接导致鱼类
死亡，从而降低了经济效益。
现代化的鱼塘环境控制技术，是促进鱼类生产，实现优质、高产的基本条件
和关键手段之一。通过综合应用生物工程技术和物联网技术，对鱼塘水质进行实
时监控，根据指标的变化规律做出实时的调整，可以为鱼类生长提供适宜的环境
条件，以便充分发挥其生长潜力，提高生产效率。并且，通过在监控过程中及时
发现异常并报警，可以最大程度避免环境变化对鱼类造成的不利影响。
现有技术中，一般通过在鱼塘内设置传感器，来对鱼塘的水质环境进行监测，
如设置温度传感器、溶氧传感器、PH值传感器来监测鱼塘的水温、溶氧量、PH
值等，并通过监测数据判断是否超出所设阈值，进而进行相应的操作，如控制增
氧泵打开进行增氧，或者简单告警。然而本发明的发明人发现，由于设置水质监
控传感器、构建监控网络、配备监控管理服务器的前期成本较高，更适合规模较
大的水产养殖户；小规模养殖的散户则很少能够使用现有的监控技术，或者只在
个别鱼塘布设溶氧传感器、PH值传感器，而不会在所有的鱼塘都布设传感器监
测设备。但是，所有农户都希望得到鱼塘溶氧量、PH等参考数值。现有技术中
没用充分利用已有的传感监控系统为周边鱼塘进行服务，对于周边没有设置传感
器监测设备的鱼塘，得不到任何可以参考的信息。没有充分利用已有的监控资源，
对周边鱼塘及周边鱼塘归属农户提供服务。减少周边鱼塘由于没有任何参考信息
而造成鱼死亡的问题。
另外，现有技术中没有考虑到传感器本身损坏，没有上报数据的情况，一旦
发生类似情况，很容易产生恶劣影响，特别是在夜间无人值守时，完全靠系统自
动工作，出现此类问题，可能造成该打开增氧泵时而没有打开，直接导致鱼批量
死亡，造成农民财产损失。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种水产养殖监控系统的溶氧管控方法
及其系统，能够充分利用已有的监控资源，为周边鱼塘及周边鱼塘归属农户提供
补氧管控服务，减少周边鱼塘由于没有任何参考信息而造成鱼死亡的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水产养殖监控系统的溶氧管控
方法，包含以下步骤：
A、保存各受监控鱼塘及其比邻的未受监控鱼塘的对应关系，以及保存各受
监控及未受监控鱼塘与其补氧设备的对应关系；各受监控鱼塘内分别设置有溶氧
信息采集设备；
B、如果受监控鱼塘的溶氧信息采集设备采集到的溶氧数据低于预设安全阈
值，则根据所保存的补氧设备对应关系，分别控制该受监控鱼塘及其比邻的未受
监控鱼塘对应的补氧设备进行补氧。
作为进一步改进，步骤A中还包含以下步骤：保存各受监控及未受监控鱼
塘的告警管控人员的联系方式；
步骤B中，还包含以下步骤：如果受监控鱼塘的溶氧信息采集设备采集到
的溶氧数据低于预设安全阈值，则通过所保存的联系方式，向该受监控鱼塘及其
比邻的未受监控鱼塘对应的告警管控人员发出告警通知。
作为进一步改进，上述向对应的告警管控人员发出告警通知的方式为：
短信告警通知和/或语音电话告警通知。
作为进一步改进，该方法还包含以下步骤：
将相近的至少两个受监控鱼塘设置为一个集群，保存各集群、鱼塘及溶氧
信息采集设备的对应关系；
在某个溶氧信息采集设备的溶氧数据缺失时，由各集群、鱼塘及溶氧信息
采集设备的对应关系确定该溶氧信息采集设备所对应的集群，根据所对应集群中
其它溶氧信息采集设备的溶氧数据，导出当前缺失的溶氧信息采集设备的溶氧数
据，并根据所导出的溶氧数据，对该溶氧信息采集设备所对应的鱼塘及其比邻的
未受监控鱼塘进行补氧控制。
作为进一步改进，上述对该溶氧信息采集设备所对应的鱼塘及其比邻的未
受监控鱼塘进行补氧控制的步骤中，补氧控制方式为：
判断所导出的溶氧数据是否低于预设安全阈值，如果低于预设安全阈值，
则启动该溶氧信息采集设备所对应的鱼塘及其比邻的未受监控鱼塘的补氧设
备，对该鱼塘进行补氧。
作为进一步改进，上述根据所对应集群中其它溶氧信息采集设备的溶氧数
据，导出当前缺失的溶氧信息采集设备的溶氧数据的步骤中，
计算所对应集群中其它溶氧信息采集设备的溶氧数据的平均值，作为当前
缺失的溶氧信息采集设备的溶氧数据。
本发明还提供了一种水产养殖监控系统的溶氧管控系统，该水产养殖监控
系统中包含受监控鱼塘和未受监控鱼塘，各受监控鱼塘内分别设置有溶氧信息
采集设备，该溶氧管控系统包含：
存储模块，用于保存各受监控鱼塘及其比邻的未受监控鱼塘的对应关系，
以及保存各受监控及未受监控鱼塘与其补氧设备的对应关系；
判断模块，判断受监控鱼塘的溶氧信息采集设备采集到的溶氧数据是否低
于预设安全阈值；
补氧管控模块，用于在判断模块判定受监控鱼塘的溶氧信息采集设备采集
到的溶氧数据低于预设安全阈值时，根据存储模块保存的补氧设备对应关系，分
别控制该受监控鱼塘及其比邻的未受监控鱼塘对应的补氧设备进行补氧。
作为进一步改进，存储模块还用于保存各受监控及未受监控鱼塘的告警管
控人员的联系方式；
溶氧管控系统还包含告警模块，用于在判断模块判定受监控鱼塘的溶氧信
息采集设备采集到的溶氧数据低于预设安全阈值时，通过存储模块保存的联系方
式，向该受监控鱼塘及其比邻的未受监控鱼塘对应的告警管控人员发出告警通
知。
作为进一步改进，将相近的至少两个受监控鱼塘设置为一集群；
存储模块还用于保存各集群、鱼塘及溶氧信息采集设备的对应关系；
监测模块，用于监测各溶氧信息采集设备的溶氧数据；
查询模块，用于在监测模块监测到某个溶氧信息采集设备的溶氧数据缺失
时，根据存储模块中保存的各集群、鱼塘及溶氧信息采集设备的对应关系查询该
溶氧信息采集设备所对应的集群，以及所对应集群中其它溶氧信息采集设备的溶
氧数据；
计算模块，用于根据查询模块查找到的对应集群中其它溶氧信息采集设备
的溶氧数据，导出当前缺失的溶氧信息采集设备的溶氧数据；指示判断模块根据
所导出的溶氧数据，判断受监控鱼塘的溶氧信息采集设备采集到的溶氧数据是否
低于预设安全阈值。
作为进一步改进，计算模块根据查询模块查找到的对应集群中其它溶氧信
息采集设备的溶氧数据，导出当前缺失的溶氧信息采集设备的溶氧数据时，计算
其它溶氧信息采集设备的溶氧数据的平均值，作为当前缺失的溶氧信息采集设备
的溶氧数据。
本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：保存各受监控
鱼塘及其比邻的未受监控鱼塘的对应关系，以及保存各受监控及未受监控鱼塘与
其补氧设备的对应关系；如果受监控鱼塘的溶氧信息采集设备采集到的溶氧数据
低于预设安全阈值，则根据所保存的补氧设备对应关系，分别控制该受监控鱼塘
及其比邻的未受监控鱼塘对应的补氧设备进行补氧。从而能够充分利用已有的监
控资源，为周边鱼塘及周边鱼塘归属农户提供溶氧管控服务，减少周边鱼塘由于
没有任何参考信息而造成鱼死亡的问题。
将相近的至少两个受监控鱼塘设置为一个集群，保存各集群、鱼塘及溶氧
信息采集设备的对应关系；在某个溶氧信息采集设备的溶氧数据缺失时，由各集
群、鱼塘及溶氧信息采集设备的对应关系确定该溶氧信息采集设备所对应的集
群，根据所对应集群中其它溶氧信息采集设备的溶氧数据，导出当前缺失的溶氧
信息采集设备的溶氧数据，并根据所导出的溶氧数据，对该溶氧信息采集设备所
对应的鱼塘及其比邻的未受监控鱼塘进行补氧控制。从而即便某个受监控鱼塘的
溶氧信息采集设备发生故障，也不会影响该鱼塘的正常补氧控制，确保鱼塘的溶
氧量始终保持在安全范围内，提高整个监控系统的安全可靠性。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的水产养殖监控系统整体架构示意图；
图2是本发明第一实施方式的水产养殖监控系统的溶氧管控方法流程图；
图3是本发明第三实施方式的水产养殖监控系统的溶氧管控系统结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的
实施方式作进一步地详细描述。
本发明第一实施方式涉及一种水产养殖监控系统的溶氧管控方法。在水产
养殖系统中包含受监控的鱼塘和未受监控的鱼塘，未受监控的鱼塘可能属于不同
的农户。其中受监控的每个鱼塘设置有溶氧信息采集设备，其监控系统整体架构
如图1所示，包含：前端的水质信息采集设备、水质控制设备，网关，通信
网络，以及远程的农业养殖信息管理及服务平台。
其中，前端信息采集设备主要完成信息采集、信息汇聚、设备控制等功
能，主要包括溶氧传感器(即溶氧信息采集设备)、PH值传感器、温度传感
器等。水质控制设备主要包括增氧泵(即补氧设备)、水温加热设备等等。
信息采集设备直接或者通过路由节点接入网关，将检测到的各种数据、事件
信息发送至网关。同时，可以接受网关发送的指令，接受网关的控制。其中，
增氧泵可以直接由溶氧传感器控制系统直接控制，也可以由农业养殖信息及
服务平台进行远程控制。
网关是接入农业养殖信息管理及服务平台的统一接口，完成对前端的信
息采集设备、水质控制设备的管控，以及对检测信息(检测数据、事件信息)
的存储和处理，并完成无线传感网通信协议到通信网络协议的转换。
通信网络可以包含GSM、IS-95等2G网络，TD-SCDMA、WCDMA、
CDMA2000、WiMAX等3G网络，及其它如WIFI、LTE、4G、5G等能够提
供无线通信服务的移动通信网络，以及现有的有线通信网络，等等。
农业养殖信息管理及服务平台是提供水产养殖信息服务的综合管理平
台。主要完成各类信息存储、用户业务鉴权、事件告警信息存储、事件告警
通知、远程控制和用户设置远程管理等多种相关增值业务，并能够完成对网
关的控制，进而通过网关实现对前端的信息采集设备、水质控制设备的管控。
本实施方式主要针对为未受监控的鱼塘进行异常情况下补氧管控的方法，
具体流程如图2所示。
步骤201中，农业养殖信息管理及服务平台预先保存每个受监控鱼塘的与
溶氧信息采集设备的对应关系，如表1所示；保存每个受监控鱼塘与其比邻的鱼
塘(包含比邻的未受监控鱼塘)的对应关系，如表2所示；保存各鱼塘(包含受
监控和未受监控鱼塘)的告警管控人员(农户)的联系方式，如表3所示；以及
保存各鱼塘(包含受监控和未受监控鱼塘)的补氧设备信息，如表4所示。
鱼塘1
溶氧传感器WSN1
PH值传感器WSN2
….其它传感器
鱼塘2
溶氧传感器WSN3
PH值传感器WSN4
….其它传感器
….
…..
….
….
表1
鱼塘1
鱼塘2，鱼塘3，鱼塘4，鱼塘5，鱼塘6
鱼塘5
鱼塘1，鱼塘4，鱼塘6，鱼塘8
……
……
表2
鱼塘1
农户(张三)
手机号码XXX
鱼塘2
农户(李四)
手机号码YYY
….
…..
….
表3
鱼塘1
增氧泵1
鱼塘2
增氧泵2
….
…..
表4
步骤202中，受监控鱼塘的溶氧信息采集设备定期上报当前所采集到的溶
氧数据。农业养殖信息管理及服务平台实时接收各溶氧信息采集设备上报的溶
氧数据。
步骤203中，农业养殖信息管理及服务平台对溶氧信息采集设备实时上报
的溶氧数据进行监控，判断其是否低于预设的安全阈值，如果低于则进入步骤
204；如果未低于则结束本流程，继续对上报的溶氧数据进行监控。
步骤204中，溶氧信息采集设备上报的溶氧量低于预设的安全阈值，农业
养殖信息管理及服务平台通过表1查找该溶氧信息采集设备对应的鱼塘(称之
为异常鱼塘)，根据表4确定该异常鱼塘的补氧设备，打开相应的补氧设备进行
补氧。并且对该异常鱼塘的告警管控人员进行告警通知。具体的告警通知方法可
以包含短信/电话通知。
步骤205中，农业养殖信息管理及服务平台通过表2查找该异常鱼塘比邻
的未受监控鱼塘，通过表4查找这些比邻的未受监控鱼塘的补氧设备信息；通过
表3。查找这些比邻的未受监控鱼塘的告警管控人员的联系方式。
步骤206中，农业养殖信息管理及服务平台远程调控这些补氧设备进行补
氧，即通过远程指令打开这些未收监控鱼塘的增氧泵进行补氧。并且，向这些
比邻的未受监控鱼塘的告警管控人员发送告警通知。告警通知的方式可以是短信
告警，或者语音电话告警等等。
由于临近的鱼塘，或者同一农户不同的鱼塘，鱼塘所处的气候条件，喂养
的鱼饲料等都基本相同，特别是在气候条件恶劣时，基本所有临近鱼塘面临缺氧
的问题同样严重。通过本实施方式，能够充分利用已有的监控资源，为周边鱼塘
及周边鱼塘归属农户提供自动补氧管控，有效减少周边鱼塘由于没有任何参考信
息而造成鱼缺氧死亡的问题。
需要说明的是，本实施方式中保存的各受监控鱼塘与其比邻的鱼塘(包含
比邻的未受监控鱼塘)的对应关系可以根据用户需求或现场实际情况进行调整，
这里的比邻鱼塘可以是在同一区域养殖同种鱼类的鱼塘，也可以是直接相邻的鱼
塘。
本发明第二实施方式同样涉及一种水产养殖监控系统的溶氧管控方法，在
第一实施方式的基础上进行了进一步改进，本实施方式中，还将相近的多个受监
控鱼塘设置为一个集群，保存各集群、鱼塘及溶氧信息采集设备的对应关系，即
每个集群对应哪些鱼塘，每个鱼塘对应的溶氧信息采集设备，生成集群-鱼塘-溶
氧信息采集设备对应关系表。农业养殖信息管理及服务平台检测到某个溶氧信
息采集设备的溶氧数据缺失时，生成该缺失溶氧数据的溶氧信息采集设备异常
的告警信息。查询该集群-鱼塘-溶氧信息采集设备对应关系表，确定该溶氧信息
采集设备所对应的集群，以及该集群中对应的其他溶氧信息采集设备。计算所查
找到的其它溶氧信息采集设备的溶氧数据的平均值，作为当前缺失的溶氧信息采
集设备的溶氧数据。步骤203中，根据该计算得到的溶氧数据进行判断，判断
该溶氧数据是否低于预设的溶氧量安全阀值，根据判断结果进行该受监控鱼
塘和其比邻的未受监控鱼塘的补氧管控。具体方式同步骤204-206。
通过本实施方式，即便某个受监控鱼塘的溶氧信息采集设备发生故障，也
不会影响该鱼塘的正常补氧控制，确保鱼塘的溶氧量始终保持在安全范围内，提
高整个监控系统的安全可靠性。
本发明第三实施方式涉及一种水产养殖监控系统的溶氧管控系统，该水产
养殖监控系统中包含受监控鱼塘和未受监控鱼塘，各受监控鱼塘内分别设置有
溶氧信息采集设备，该溶氧管控系统一般设置在农业养殖信息管理及服务平台
内，如图3所示，包含：
存储模块，用于保存各受监控鱼塘及其比邻的未受监控鱼塘的对应关系、
各受监控及未受监控鱼塘与其补氧设备的对应关系、以及保存各受监控及未受监
控鱼塘的告警管控人员的联系方式；
判断模块，判断受监控鱼塘的溶氧信息采集设备采集到的溶氧数据是否低
于预设安全阈值；
补氧管控模块，用于在判断模块判定受监控鱼塘的溶氧信息采集设备采集
到的溶氧数据低于预设安全阈值时，根据存储模块保存的补氧设备对应关系，分
别控制该受监控鱼塘及其比邻的未受监控鱼塘对应的补氧设备进行补氧。
告警模块，用于在判断模块判定受监控鱼塘的溶氧信息采集设备采集到的
溶氧数据低于预设安全阈值时，通过存储模块保存的联系方式，向该受监控鱼塘
及其比邻的未受监控鱼塘对应的告警管控人员发出告警通知。
通过本实施方式，能够充分利用已有的监控资源，为周边鱼塘及周边鱼塘
归属农户提供溶氧管控及告警服务，有效减少周边鱼塘由于没有任何参考信息而
造成鱼死亡的问题。
作为进一步改进，还可以将相近的至少两个受监控鱼塘设置为一集群；各
集群、鱼塘及溶氧信息采集设备的对应关系保存在上述存储模块中；该溶氧管控
系统还进一步包含：
监测模块，用于监测各溶氧信息采集设备的溶氧数据；
查询模块，用于在监测模块监测到某个溶氧信息采集设备的溶氧数据缺失
时，根据存储模块中保存的各集群、鱼塘及溶氧信息采集设备的对应关系查询该
溶氧信息采集设备所对应的集群，以及所对应集群中其它溶氧信息采集设备的溶
氧数据；
计算模块，用于根据查询模块查找到的对应集群中其它溶氧信息采集设备
的溶氧数据，计算其它溶氧信息采集设备的溶氧数据的平均值，作为当前缺失的
溶氧信息采集设备的溶氧数据；并且，指示判断模块根据所导出的溶氧数据，判
断受监控鱼塘的溶氧信息采集设备采集到的溶氧数据是否低于预设安全阈值。
从而即便某个受监控鱼塘的溶氧信息采集设备发生故障，也不会影响该鱼
塘的正常补氧控制，确保鱼塘的溶氧量始终保持在安全范围内，提高整个监控系
统的安全可靠性。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描
述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，
而不偏离本发明的精神和范围。