鱼菜共生数字农业管理系统

技术领域

本发明属于鱼菜共生技术领域，具体涉及一种鱼菜共生数字农业管理系统。

背景技术

鱼菜共生是一种新型的复合耕作体系，它把水产养殖与水耕栽培这两种原本完全不同的农耕技术，通过巧妙的生态设计，达到科学的协同共生，从而实现养鱼不换水而无水质忧患，种菜不施肥而正常成长的生态共生效应。在传统的水产养殖中，随着鱼的排泄物积累，水体的氨氮增加，毒性逐步增大。而在鱼菜共生系统中，水产养殖的水被输送到水培栽培系统，由细菌将水中的氨氮分解成亚硝酸盐然后被硝化细菌分解成硝酸盐，硝酸盐可以直接被植物作为营养吸收利用。鱼菜共生让动物、植物、微生物三者之间达到一种和谐的生态平衡关系，是可持续循环型零排放的低碳生产模式，更是有效解决农业生态危机的最有效方法。

然而，植物的生长除了提供充足的养分给根部吸收之外，其他外界条件如湿度、温度或空气品质等条件也都能影响到植物的生长，因此在栽种植物时，必须持续提供稳定的适合生长环境，才能使植物维持在较佳生长状态，若管理者因一时疏于照顾，即可能造成植物死亡。然而，虽市面上有许多专门用于培养植物的温室，但其未针对温室的湿度、温度或空气品质等进行有效的控管。再者，目前也没有人针对鱼菜共生系统的饲养环境进行有效的控管，由于植物栽种盆土壤的湿度、营养成分以及水的流速对于植物生长来说具有相当大的影响，因此若能针对鱼菜共生系统进行有效的控管，如：申请日为2020.02.20、申请号为TW109201887 的中国台湾专利公开了一种智慧型鱼菜共生环境管理系统，其能有效控管鱼菜共生系统的环境状态，以提升整体之生物生长效率；申请日为2019.10.11、申请号为CN201920196981.X的中国专利公开了一种鱼菜共生系统的数据采集装置，其采用了多种环境传感器，以实现对鱼菜共生系统中各项环境数据的实时监测。上述两个专利方案均忽略了鱼菜共生外环境对鱼菜共生体系的影响，也忽略了如何在监测的基础上实现对鱼菜共生内环境的调节管理，不能完全满足实际的生产需要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的缺陷，提出一种鱼菜共生数字农业管理系统。

为达到上述目的，本申请的技术方案如下：

鱼菜共生数字农业管理系统，用于具有鱼菜共生系统的温室中，所述鱼菜共生数字农业管理系统包括：

鱼菜共生监测单元，用于监测温室中与鱼类养殖相关的养殖作业参数和与蔬菜栽培相关的栽培作业参数；

环境监测单元，用于采集温室内部环境参数和温室外部环境参数；

环境调节单元，用于根据所采集的温室内部环境参数和温室外部环境参数调节温室内部环境；

用于实现人机交互以及信息可视化显示的用户操作终端；以及

用于接收并处理来自所述鱼菜共生监测单元所采集的养殖作业参数和栽培作业参数、以及所述环境监测单元所采集的温室内部环境参数和温室外部环境参数的监控平台，所述监控平台还用于向所述环境调节单元以及所述用户操作终端发送管理控制指令。

其优选的技术方案为：

如上所述的鱼菜共生数字农业管理系统，所述鱼菜共生监测单元包括鱼类养殖监测单元和蔬菜栽培监测单元。

如上所述的鱼菜共生数字农业管理系统，所述鱼类养殖监测单元至少包括振动传感器、以及PH传感器、温度传感器、压力传感器、氧含量传感器和电导率传感器，分别对应监测鱼类养殖中微滤机的启动频率、以及养殖水的PH值、温度、水压、氧含和电导率。

如上所述的鱼菜共生数字农业管理系统，所述蔬菜栽培监测单元至少包括水位传感器、 PH传感器、温度传感器、压力传感器、氧含量传感器以及电导率传感器，分别对应监测蔬菜栽培养殖水的水位、PH值、温度、水压、氧含量以及电导率。

如上所述的鱼菜共生数字农业管理系统，所述环境监测单元包括温度传感器、湿度传感器、CO

如上所述的鱼菜共生数字农业管理系统，所述环境调节单元至少包括温湿度调节单元、风力风速调节单元以及光照强度调节单元，分别对应调节分别对应调节温室内部的温湿度参数、风力风速以及光照强度。

如上所述的鱼菜共生数字农业管理系统，所述温湿度调节单元包括两个分别可开合覆盖在大棚顶部内外侧的内遮阳网和外遮阳网，所述内遮阳网和所述外遮阳网能够接收所述监控平台的控制指令自动打开或关闭。

如上所述的鱼菜共生数字农业管理系统，所述风力风速调节单元至少包括两个相对于大棚两侧对称设置的风机，所述风机能够接收所述监控平台的控制指令自动启动或停止。

如上所述的鱼菜共生数字农业管理系统，所述环境调节单元还包括气象调节单元。

如上所述的鱼菜共生数字农业管理系统，所述气象调节单元至少包括一雨滴传感器，所述雨滴传感器能够与所述监控平台双向通信。

与现有技术相比，本申请所要求保护的技术方案至少具有以下技术效果：

(1)本申请的鱼菜共生数字农业管理系统，一方面，通过新建一个能够实现人机交互以及信息可视化显示的用户操作终端，能够将鱼类养殖过程中微滤机的启动频率以及鱼类养殖和蔬菜栽培所需的养殖水的水位、PH值、温度、水压、氧含量以及电导率等参数实时地通过用户操作终端进行可视化显示，从而能够让管理者有效掌握鱼菜共生系统的运行信息，实现管理上的透明化与可视化；

(2)本申请的鱼菜共生数字农业管理系统，综合了鱼菜共生自身内环境和鱼菜共生外环境对鱼菜共生体系的影响，在监测温室中与鱼类养殖相关的养殖作业参数和与蔬菜栽培相关的栽培作业参数的同时，采集温室内部环境参数和温室外部环境参数，对温室内外的湿度、温度或空气品质等进行有效的监控，从而能够鱼菜共生体系有一个稳定的外环境，从而更有效地对鱼菜共生系统进行控管。

附图说明

图1为本发明一实施例的一种鱼菜共生系统的组成示意图；

图2为本发明的鱼菜共生数字农业管理系统组成示意图；

图中，100、鱼类养殖系统；200、养殖水净化转化系统；300、水培床净化系统；400、植物培育净化系统；500、地下回水池。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

鱼菜共生是一种新型的复合耕作体系，它把水产养殖与水耕栽培这两种原本完全不同的农耕技术，通过巧妙的生态设计，达到科学的协同共生，从而实现养鱼不换水而无水质忧患，种菜不施肥而正常成长的生态共生效应。

作为一种鱼菜共生系统的具体实施例，示例性的，包括顺次连接形成循环回路的鱼类养殖系统100、养殖水净化转化系统200、水培床净化系统300、植物培育净化系统400以及地下回水池500，所述鱼类养殖系统100、所述养殖水净化转化系统200、所述水培床净化系统 300、所述植物培育净化系统400以及所述地下回水池500的高度顺次降低，使得本实施例的鱼植共生闭环运行系统仅通过管道液位高差即可完成水体的运输。

所述鱼类养殖系统100包括养殖罐、转动组件和用于向所述养殖罐内加氧的供氧组件，所述转动组件包括至少两个沿所述养殖罐内壁布设的进水管组，不同进水管组之间的出水方向均按照相同的顺时针或逆时针方向，且均与所述养殖罐110的纵深方向垂直或相切，使得鱼类养殖水能够沿所述养殖罐内壁按顺时针或逆时针方向螺旋转动；

所述养殖水净化转化系统200包括依次连接的过滤装置和转化装置，所述过滤装置用以对养殖尾水进行固液分离，所述转化装置与所述过滤装置相连通，接收经所述过滤装置过滤得到的液态有机物并进行硝化，更具体地，所述过滤装置为微滤机；

所述植物培育净化系统300包括若干个上层水培有水培植物的水培床，所述水培床之间顺次连接形成U字型水培区域；

所述植物培育净化系统400包括内部栽培有蔬菜的潮汐灌溉栽培床以及位于所述潮汐灌溉栽培床上的液体循环管道，所述液体循环管道包括输送组件以及分别位于该输送组件相对两侧的进水组件和虹吸组件；

所述地下回水池500包括相连通的一级回水池和二级回水池，用于对流经的水体进行沉淀、过滤，并将沉淀、过滤后的水体输送至所述鱼类养殖系统。

上述鱼菜共生系统中，对于植物培育净化系统中的蔬菜栽培而言，蔬菜的生长除了提供充足的养分给根部吸收之外，其他外界条件如湿度、温度或空气品质等条件也都能影响到植物的生长，因此在栽种蔬菜时，必须持续提供稳定的适合生长环境，才能使植物维持在较佳生长状态，若管理者因一时疏于照顾，即可能造成植物死亡；同样的，对于鱼类养殖系统而言，目前也没有人针对鱼类养殖系统的饲养环境进行有效的控管。

本实施例提供一种鱼菜共生数字农业管理系统，用于具有鱼菜共生系统的温室中，所述鱼菜共生数字农业管理系统包括：

鱼菜共生监测单元，用于监测温室中与鱼类养殖相关的养殖作业参数和与蔬菜栽培相关的栽培作业参数；

环境监测单元，用于采集温室内部环境参数和温室外部环境参数；

环境调节单元，用于根据所采集的温室内部环境参数和温室外部环境参数调节温室内部环境；

用于实现人机交互以及信息可视化显示的用户操作终端；以及

用于接收并处理来自所述鱼菜共生监测单元所采集的养殖作业参数和栽培作业参数、以及所述环境监测单元所采集的温室内部环境参数和温室外部环境参数的监控平台，所述监控平台还用于向所述环境调节单元以及所述用户操作终端发送管理控制指令。

本实施例中，所述鱼菜共生监测单元包括鱼类养殖监测单元和蔬菜栽培监测单元。

所述鱼类养殖监测单元至少包括振动传感器、以及PH传感器、温度传感器、压力传感器、氧含量传感器和电导率传感器，分别对应监测鱼类养殖中微滤机的启动频率、以及养殖水的PH值、温度、水压、氧含和电导率。

所述蔬菜栽培监测单元至少包括水位传感器、PH传感器、温度传感器、压力传感器、氧含量传感器以及电导率传感器，分别对应监测蔬菜栽培养殖水的水位、PH值、温度、水压、氧含量以及电导率。

所述环境监测单元包括温度传感器、湿度传感器、CO

需要说明的是，示例性的，上述的温度传感器可以包括空气温度传感器、土壤温度传感器等，湿度传感器可以包括空气湿度传感器、土壤湿度传感器等，本实施例中采用各种传感器的目的在于实时采集与鱼类养殖相关的养殖作业参数、与蔬菜栽培相关的栽培作业参数、以及温室内部环境参数和温室外部环境参数，本领域技术人员可以根据具体的应用场合，选择不同型号、不同类型的的传感器、或是传感器之间的组合，本发明不作限定。

同样的，以温室内部环境参数和温室外部环境参数为例，本申请中的温室内部环境参数和温室外部环境参数不仅仅包括温度、湿度CO

在具体布置时，以鱼类养殖监测单元为例，为了监测鱼类养殖中微滤机的启动频率，可以将振动传感器设置在微滤机本体上，通过监测微滤机本体的振动频率，即可得知鱼类养殖中微滤机的启动频率；为了监测养殖水的PH值、温度、水压、氧含和电导率，可以直接将 PH传感器、温度传感器、压力传感器、氧含量传感器和电导率传感器等置于养殖罐中实时监测。

上述实施例中，能够实现人机交互以及信息可视化显示的用户操作终端，能够将鱼类养殖过程中微滤机的启动频率以及鱼类养殖和蔬菜栽培所需的养殖水的水位、PH值、温度、水压、氧含量以及电导率等参数实时地通过用户操作终端进行可视化显示，从而能够让管理者有效掌握鱼菜共生系统的运行信息，实现管理上的透明化与可视化。

为了更有效地对鱼菜共生系统进行控管，本实施例中，所述环境调节单元至少包括温湿度调节单元、风力风速调节单元、光照强度调节单元以及气象调节单元，分别对应调节分别对应调节温室内部的温湿度参数、风力风速以及光照强度。

下面针对各调节单元进行示例性的说明。

所述温湿度调节单元包括两个分别可开合覆盖在大棚顶部内外侧的内遮阳网和外遮阳网，所述内遮阳网和所述外遮阳网能够接收所述监控平台的控制指令自动打开或关闭。由于阳光主要从温室主体顶部照入，故设置在温室主体顶部上方的外遮阳网以及设置在温室主体顶部下方的内遮阳网能够遮挡绝大部分的阳光。

所述风力风速调节单元至少包括两个相对于大棚两侧对称设置的风机，所述风机能够接收所述监控平台的控制指令自动启动或停止。

所述气象调节单元至少包括一雨滴传感器，所述雨滴传感器能够与所述监控平台双向通信。

上述的鱼菜共生数字农业管理系统，综合了鱼菜共生自身内环境和鱼菜共生外环境对鱼菜共生体系的影响，在监测温室中与鱼类养殖相关的养殖作业参数和与蔬菜栽培相关的栽培作业参数的同时，采集温室内部环境参数和温室外部环境参数，对温室内外的湿度、温度或空气品质等进行有效的监控，从而能够鱼菜共生体系有一个稳定的外环境，从而更有效地对鱼菜共生系统进行有效控管。

以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。