[发明专利]一种基于数字孪生的养殖监测系统及方法

说明书

本发明公开了养殖监测技术领域的一种基于数字孪生的养殖监测系统及方法，包括：接收监测水域及养殖区域内的实时环境信息参数和养殖信息；基于养殖信息调取同类历史养殖方案，计算历史养殖方案中环境信息参数影响值；基于环境信息参数影响值和实时环境信息参数，确定本养殖方案投入产出比例预测值和优化建议后，发送至用户端；响应于用户端反馈了控制指令时，基于控制指令通过自动控制系统调节养殖环境中的可调控装置，对环境信息参数进行调节；响应于用户端无反馈时，基于优化建议通过自动控制系统调节养殖环境中的可调控装置，对环境信息参数进行调节。本发明通过预测养殖方案投入产出比例并给出优化建议，便于养殖户基于养殖指导进行调整。

技术领域

本发明涉及一种基于数字孪生的养殖监测系统及方法，属于养殖监测技术领域。

背景技术

数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。

在水产养殖中，以虾类养殖为例，养殖户需要监测的环境信息参数较多且均会影响水产养殖产量，例如水质的好坏会直接影响到龙虾的健康生长和发育，溶解氧的含量关系着虾类食欲、饲料利用率、虾类生长发育速度等，光照时间长短、强弱决定着虾类生长的繁殖周期和生产质量，PH值过低、水体呈酸性会引起虾类虾鳃病变，氧的利用率降低造成虾类生病或者水中细菌大量繁殖，氨氮含量超高会影响虾类生长，过高则会造成虾类中毒死亡，合适的水温对虾的生长也起到重要作用。综上，水产养殖对养殖户的专业度要求较高，养殖户初期一般很难通过人工方式对上述环境信息参数实时把握，导致产量较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于数字孪生的养殖监测系统及方法，通过预测养殖方案投入产出比例并给出优化建议，便于养殖户基于科学的养殖指导进行调整。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种基于数字孪生的养殖监测方法，包括：

接收监测水域及养殖区域内的实时环境信息参数和养殖信息；

基于养殖信息调取同类历史养殖方案，计算历史养殖方案中环境信息参数影响值；

基于环境信息参数影响值和实时环境信息参数，确定本养殖方案投入产出比例预测值和优化建议后，发送至用户端；

响应于用户端反馈了控制指令时，基于控制指令通过自动控制系统调节养殖环境中的可调控装置，对环境信息参数进行调节；

响应于用户端无反馈时，基于优化建议通过自动控制系统调节养殖环境中的可调控装置，对环境信息参数进行调节。

进一步的，所述监测水域及养殖区域内的实时环境信息参数由采样装置和物联网监测系统监测得到，所述采样装置包含温度传感器、光照强度传感器，水体溶解氧、PH值、氨氮含量、亚硝酸盐含量、水温探头，所述物联网监测系统为在养殖区域内设置可移动监控设备。

进一步的，所述环境信息参数影响值的计算公式为：

其中，Y为环境信息参数影响值，X为比较方案的投入产出比例，Z为基准方案的投入产出比例，S为某一环境信息参数比例变化，A为比较方案的某一环境信息参数值，B为基准方案的某一环境信息参数值，a为比较方案的某一环境信息参数值增长率，b为基准方案的某一环境信息参数值增长率。

进一步的，所述本养殖方案投入产出比例预测值的计算公式为：