[发明专利]一种基于大数据的水产品运输环境智能监测调控系统

权利要求书

1.一种基于大数据的水产品运输环境智能监测调控系统，其特征在于：包括鱼群种类图像采集分类模块、运输鱼群密度分析模块、水体溶氧量分析统计模块、运输环境水质检测模块、水质波动检测模块、水质波动分析模块、参数数据库、总控服务器、充氧模块、显示终端和语音提示终端，所述运输鱼群密度分析模块与鱼群种类图像采集分类模块连接，水体溶氧量分析统计模块与运输鱼群密度分析模块连接，总控服务器分别与运输环境水质检测模块、参数数据库、充氧模块、显示终端和语音提示终端连接，水质波动分析模块分别与水质波动检测模块和总控服务器连接；

所述参数数据库，存储各种类鱼的外形特征，存储各种类鱼需要的水溶氧量标准临界值和该水溶氧量标准临界值对应的标准鱼群密度，存储标准水质参数，存储各安全等级水质环境对应的运输环境适宜度系数范围，存储运输前的原始运输环境适宜度系数，存储安全运输水质波动系数及安全运输水质波动系数对应的安全运输车速度范围和振动位移范围，并存储各种类鱼的水溶氧量影响系数；

所述鱼群种类图像采集分类模块用于利用图像采集识别技术对运输水箱中的所有鱼群进行种类识别，其包括水箱水体区域划分模块、图像采集处理模块和图像对比分类模块，所述图像采集处理模块模块与水箱水体区域划分模块连接，图像对比分类模块与图像采集处理模块连接；

所述水箱水体区域划分模块用于将水箱水体区域的深度采用等距离划分方式，将水箱水体区域划分为若干深度子区域，各深度子区域按照预设的顺序进行编号，依次标记为1,2...h....n；

所述图像采集处理模块包括若干高清水下摄像头，其均匀安装在各深度子区域位置，用于同时对各深度子区域内的鱼群图像进行拍摄，获取各深度子区域鱼群图像，并对获取的深度子区域鱼群图像进行图像增强和高清滤波处理，得到各深度子区域高清鱼群图像，构成子区域高清鱼群图像集合P(p1,p2,...,ph,...,pn),ph表示为第h个深度子区域鱼群图像；

所述图像对比分类模块将得到的子区域高清鱼群图像集合中每个深度子区域高清鱼群图像进行鱼数量获取，并对每条鱼进行鱼种类外形特征抓取，同时将抓取的各深度子区域中每条鱼的种类特征与参数数据库中存储的各种类鱼的外形特征进行对比，得到整个水箱水体区域中装载的每条鱼所属种类，统计属于同一种类鱼的鱼数量，进而获取整个水箱水体区域中装载的鱼种类数，以及各种类鱼对应的鱼群数量，构成鱼群种类数量集合W(w₁,w₂,...,w_j,...,w_m)，w_j表示为第j种鱼类对应的鱼群数量，图像对比分类模块将获得的鱼群种类数量集合发送至运输鱼群密度分析模块；

所述运输鱼群密度分析模块接收鱼群种类图像采集分类模块发送的鱼群种类数量集合，根据运输水箱中所装水的体积，利用密度计算公式获取运输水箱中各种类鱼的鱼群密度，构成鱼种类密度集合ρ(ρ₁,ρ₂,...,ρ_j,...,ρ_m)，并发送至水体溶氧量分析统计模块；

所述水体溶氧量分析统计模块接收运输鱼群密度分析模块发送的鱼种类密度集合，提取参数数据库中各种类鱼需要的水溶氧量标准临界值和该水溶氧量标准临界值对应的标准鱼群密度，统计各种类鱼群需要的总体水溶氧量，进而获得整个运输水箱内所有鱼需要的综合水溶氧量，并发送至总控服务器；

所述运输环境水质检测模块包括若干水质检测终端，其均匀安装在各深度子区域位置，用于检测各深度子区域的水质参数，构成各深度子区域水质参数集合G_S(g_s1,g_s2,...,g_sh,...,g_sn)，g_sh表示为第h个深度子区域的第s个水质参数对应的数值，s表示为水质参数，s＝r1,r2,r3,r4,r5,r1,r2,r3,r4,r5分别表示为水体中的溶氧量、水温、酸碱度、氨氮浓度、亚硝酸盐浓度,并将同一水质参数在不同深度子区域的检测值进行平均值计算，获得各水质参数的平均值，并分别发送至总控服务器和显示终端；

所述总控服务器接收水体溶氧量分析统计模块发送的整个运输水箱内所有鱼需要的综合水溶氧量，接收运输环境水质检测模块发送的各水质参数的平均值，并提取平均水质参数中的水体平均溶氧量与综合水溶氧量进行对比，若水体平均溶氧量小于综合水溶氧量，则表明水体缺氧，需要进行充氧，将综合水溶氧量减去水体平均溶氧量获取水体充氧量，发送充氧控制指令及水体充氧量至充氧模块，同时接收充氧模块反馈的充氧量，当反馈的充氧量大于统计的水体充氧量，则发送停止充氧控制指令至充氧模块；

所述总控服务器提取参数数据库中标准水质参数，将接收的水体平均溶氧量、平均水温、平均酸碱度、平均氨氮浓度和平均亚硝酸盐浓度分别与整个运输水箱内鱼需要的水综合溶氧量、标准水温、标准酸碱度、标准氨氮浓度、标准亚硝酸盐浓度进行对比，统计运输环境适宜度系数，将统计的运输环境适宜度系数与各安全等级水质环境对应的运输环境适宜度系数范围进行对比，筛选该运输环境适宜度系数对应的水质环境等级，且发送至显示终端；

同时，总控服务器将统计的运输环境适宜度系数与参数数据库中存储的运输前的原始运输环境适宜度系数进行对比，若运输水环境适宜度系数小于原始运输环境适宜度系数，则表明运输水环境在运输的过程中出现了污染波动，统计运输水质波动系数，并发送至水质波动分析模块；

所述水质波动检测模块包括速度传感器和振动位移传感器，所述速度传感器安装在运输车驾驶室内，用于检测运输车在行驶过程中的速度，所述振动位移传感器安装在运输水箱底部，用于检测运输车在行驶过程中的振动位移，水质波动检测模块将检测的速度和振动位移发送至水质波动分析模块；

所述水质波动分析模块接收水质波动检测模块发送的运输车速度和振动位移，同时接收总控服务器发送的运输水质波动系数，与安全运输水质波动系数进行对比，若大于安全运输水质波动系数，则表明水质污染波动较大，提取参数数据库中安全运输水质波动系数对应的安全运输车速度范围和振动位移范围，并与检测的运输车速度和振动位移进行对比，若检测的运输车速度值大于安全运输车速度上限值，则发送减速语音信号至语音提示终端，若检测的振动位移值大于安全振动位移范围上限值，则发送平稳开车语音信号至语音提示终端；

所述充氧模块，包括供氧装置，充氧模块接收总控服务器发送的增氧指令和水体增氧量，打开供氧的供氧开关，对运输水箱的水体区域进行充氧，并实时采集充氧量，将采集的充氧量发送至总控服务器，接收总控服务器发送的停止充氧指令，关闭供氧装置的供氧开关；

所述显示终端安装在驾驶车内，分别接收总控服务器发送的水质环境等级和运输环境水质检测模块发送的各水质参数的平均值，并显示，同时驾驶员根据显示的水质环境等级进行相应的处理措施；

所述语音提示终端安装在驾驶车内，接收总控服务器发送的减速和平稳开车语音提示信号，驾驶员可根据提示进行相应操作。