专利：鱼菜共生系统环境参数预测方法及装置.pdf

19 中华 人民共和国 国家知识产权局 12 发明 专利申请 10 申请公布号 43 申请公布日 21 申请 号 202111071055 8 22 申请日 2021 09 13 71 申请人 中国农业大 学 地址 100193 北京市海淀区 圆明园西路2号 72 发明人 王洋 柯志鑫 刘哥弟 赵华建 郭宇 张善宏 李 道亮 74 专利代理 机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 1 1002 代理人 毛宏宝 51 Int Cl G05D 27 02 2006 01 54 发明名称 鱼菜 共生系统环境 参数 预测方法及装置 57 摘要 本发明提供一种鱼菜共生系统环境参数预 测方法及装置 其中方法包括 接收鱼菜共生系 统内至少一个环境传感器发送的至少一个环境 参数的监测值 其中 至少一个环境传感器与至 少一个环 境参数一一对应 将 至少一个环境参数 的监测值输入至多模式时间卷积网络预测模型 中 得到多模式时间卷积网络预测模 型输出的至 少一个环境参数的预测值 其中 多模式时间卷 积网络预测模 型 是以鱼菜共生系统内至少一个 环境参数的基于时间间隔的历史监测值为训练 样本进行训练后得到的 用于对鱼菜共生系统内 至少一个环 境参数的变化趋势进行预测 本发明 能够实现鱼菜共生系统内环境参数调节的及时 性和准确性 权利要求书2页 说明书11页 附图4页 CN 113760017 A 2021 12 07 CN 113760017 A 1 一种鱼菜 共生系统环境 参数 预测方法 其特 征在于 包括 接收鱼菜共生系统内至少一个环境传感器发送的至少一个环境参数的监测值 其中 所述至少一个环境传感器与所述至少一个环境 参数一 一对应 将所述至少一个环境参数的监测值输入至多模式时间卷积网络预测模型中 得到所述 多模式时间卷积网络预测模型输出的所述至少一个环境 参数的预测值 其中 所述多模式时间卷积网络预测模型 是以所述鱼菜共生系统内所述至少一个环 境参数的基于时间间隔的历史监测值为训练样本进行训练后得到的 用于对所述鱼菜共生 系统内所述至少一个环境 参数的变化趋势进行 预测 2 根据权利要求1所述的鱼菜共生系统环境参数预测方法 其特征在于 所述将所述至 少一个环境参数的监测值输入至多模式时间卷积网络预测模型中 得到所述多模式时间卷 积网络预测模型输出的所述至少一个环境 参数的预测值之后 还 包括 获取 所述至少一个环境 参数的目标值 在所述至少一个环境参数的预测值与所述目标值的偏差超出目标阈值 时 执行与 所述 至少一个环境参数对应的提醒操作 其中 所述提醒操作用于提醒用户所述至少一个环境 参数的预测值是异常的 3 根据权利要求2所述的鱼菜共生系统环境参数预测方法 其特征在于 所述提醒操 作 包括以下至少一项 向所述鱼菜共生系统的远程监控平台发送提醒消息 所述提醒消息用于提醒所述用户 所述至少一个环境 参数的预测值是异常的 控制所述鱼菜 共生系统内的目标装置发出目标声 音 4 根据权利要求1所述的鱼菜共生系统环境参数预测方法 其特征在于 所述将所述至 少一个环境参数的监测值输入至多模式时间卷积网络预测模型中 得到所述多模式时间卷 积网络预测模型输出的所述至少一个环境 参数的预测值之后 还 包括 获取 所述至少一个环境 参数的目标值 在所述至少一个环境参数的预测值与所述目标值的偏差超出目标阈值 时 向所述至少 一个环境 参数对应的至少一个调节装置环境传感器发送所述至少一个环境 参数的目标值 5 根据权利要求1至4任一项所述的鱼菜共生系统环境参数预测方法 其特征在于 在 所述至少一个环境参数包括第一环境参数和 第二环境参数的情况下 所述将所述至少一个 环境参数的监测值输入至多模式时间卷积网络预测模型中 得到所述多模式时间卷积网络 预测模型输出的所述至少一个环境 参数的预测值 包括 将所述第一环境参数的监测值输入至所述多模式时间卷积网络预测模型中 得到所述 多模式时间卷积网络预测模型输出的所述第二环境 参数的预测值 其中 所述多模式时间卷积网络预测模型用于 基于所述训练样本确定所述第一环境 参数和所述第二环境参数之 间的关联关系 并基于所述关联关系和所述第一环境参数的监 测值 确定所述第二环境 参数的预测值 6 根据权利要求1至4任一项所述的鱼菜共生系统环境参数预测方法 其特征在于 所 述将所述至少一个环 境参数的监测值输入至多模式时间卷积网络预测模型中 得到所述多 模式时间卷积网络预测模型输出的所述至少一个环境 参数的预测值之后 还 包括 将所述至少一个环境 参数的监测值和预测值存 储至所述鱼菜 共生系统的数据库中 权 利 要 求 书 1 2 页 2 CN 113760017 A 7 根据权利要求1至4任一项所述的鱼菜共生系统环境参数预测方法 其特征在于 所 述环境 参数 包括以下至少一项 空气 温度 空气湿度 空气中二氧化碳浓度 鱼池内水温 鱼池内溶解氧浓度 鱼池内氨 氮浓度 鱼池内硝酸盐浓度 鱼池内氢离 子浓度指数pH值 水流速度 8 一种鱼菜 共生系统环境 参数 预测装置 其特 征在于 包括 接收模块 用于接收鱼菜共生系统内至少一个环境传感器发送的至少一个环境参数的 第一 监测值 预测模块 用于将所述至少一个环境参数的第 一监测值输入至多模式时间卷积网络预 测模型中 得到所述多模式时间卷积网络预测模型输出的所述至少一个环境参数的第一预 测值 其中 所述多模式时间卷积网络预测模型 是以所述鱼菜共生系统内所述至少一个环 境参数的基于时间间隔的历史监测值为训练样本进行训练后得到的 用于对所述鱼菜共生 系统内所述至少一个环境 参数的变化趋势进行 预测 9 一种电子设备 包括存储器 处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运 行的计算机程序 其特征在于 所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所 述鱼菜 共生系统环境 参数 预测方法的步骤 10 一种非暂态计算机可读存储介质 其上存储有计算机程序 其特征在于 所述计算 机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述鱼菜共生系统环境参数预测方法 的步骤 权 利 要 求 书 2 2 页 3 CN 113760017 A 鱼菜共生系统环境 参数预测方 法及装 置 技术领域 0001 本发明涉及农业技术领域 尤其涉及一种鱼菜共生系统环境参数预测方法及装 置 背景技术 0002 鱼菜共生系统是农业技术中集循环水养殖和水耕栽培于一体的新型复合型耕作 体系 不同于传统的水产养殖和蔬菜养殖等单一生产系统 鱼菜共生系统在一定程度上降 低了劳动者的工作强度 能够更有效地利用资源和能源 0003 现有的工厂化温室鱼菜共生系统 通常采用手持式传感器监测方式 但是 手持式 传感器存在实时性较弱 存储容量较低的缺点 无法有效应对极端环境的情况 难以满足用 户对温室环境 参数的监测实时性 调整及时性和准确性的需求 发明内容 0004 针对现有技术存在的问题 本发明提供一种鱼菜共生系统环境参数预测方法及装 置 实现鱼菜 共生系统内环境 参数调节的及时性和准确性 0005 本发明提供一种鱼菜 共生系统环境 参数 预测方法 包括 0006 接收鱼菜共生系统内至少一个环境传感器发送的至少一个环境参数的监测值 其 中 所述至少一个环境传感器与所述至少一个环境 参数一 一对应 0007 将 所述至少一个环境参数的监测值输入至多模式时间卷积网络预测模型 中 得到 所述多模式时间卷积网络预测模型输出的所述至少一个环境 参数的预测值 0008 其中 所述多模式时间卷积网络预测模型 是以所述鱼菜共生系统内所述至少一 个环境参数的基于时间间隔的历史监测值为训练样本进行训练后得到的 用于对所述鱼菜 共生系统内所述至少一个环境 参数的变化趋势进行 预测 0009 根据本发明提供的一种鱼菜共生系统环境参数预测方法 所述将所述至少一个环 境参数的监测值输入至多模式时间卷积网络预测模型中 得到所述多模式时间卷积网络预 测模型输出的所述至少一个环境 参数的预测值之后 还 包括 0010 获取 所述至少一个环境 参数的目标值 0011 在所述至少一个环境参数的预测值与所述目标值的偏差超出目标阈值时 执行与 所述至少一个环境参数对应的提醒操作 其中 所述提醒操作用于提醒用户所述至少一个 环境 参数的预测值是异常的 0012 根据本发明提供的一种鱼菜共生系统环境参数预测方法 所述提醒操作 包括以 下至少一项 0013 向所述鱼菜共生系统的远程监控平台发送提醒消息 所述提醒消息用于提醒所述 用户所述至少一个环境 参数的预测值是异常的 0014 控制所述鱼菜 共生系统内的目标装置发出目标声 音 0015 根据本发明提供的一种鱼菜共生系统环境参数预测方法 所述将所述至少一个环 说 明 书 1 11 页 4 CN 113760017 A 境参数的监测值输入至多模式时间卷积网络预测模型中 得到所述多模式时间卷积网络预 测模型输出的所述至少一个环境 参数的预测值之后 还 包括 0016 获取 所述至少一个环境 参数的目标值 0017 在所述至少一个环境参数的预测值与所述目标值的偏差超出目标阈值时 向所述 至少一个环境 参数对应的至少一个调节装置发送所述至少一个环境 参数的目标值 0018 根据本发明提供的一种鱼菜共生系统环境参数预测方法 在所述至少一个环境参 数包括第一环境参数和 第二环境参数的情况下 所述将所述至少一个环境参数的监测值输 入至多模式时间卷积网络预测模型中 得到所述多模式时间卷积网络预测模型输出的所述 至少一个环境 参数的预测值 包括 0019 将 所述第一环境参数的监测值输入至所述多模式时间卷积网络预测模型 中 得到 所述多模式时间卷积网络预测模型输出的所述第二环境 参数的预测值 0020 其中 所述多模式时间卷积网络预测模型用于 基于所述训练样本确定所述第一 环境参数和所述第二环境参数之间的关联关系 并基于所述关联关系和所述第一环境参数 的监测值 确定所述第二环境 参数的预测值 0021 根据本发明提供的一种鱼菜共生系统环境参数预测方法 所述将所述至少一个环 境参数的监测值输入至多模式时间卷积网络预测模型中 得到所述多模式时间卷积网络预 测模型输出的所述至少一个环境 参数的预测值之后 还 包括 0022 将所述至少一个环境参数的监测值和预测值存储至所述鱼菜共生系统的数据库 中 0023 根据本发明提供的一种鱼菜共生系统环境参数预测方法 所述环境参数 包括以 下至少一项 0024 空气温度 空气湿度 空气中二氧化碳浓度 鱼池水温 鱼池溶解氧浓度 鱼池氨氮 浓度 鱼池硝酸盐浓度 鱼池氢离 子浓度指数pH值 水流速度 0025 本发明还提供一种鱼菜 共生系统环境 参数 预测装置 包括 0026 接收模块 用于接收鱼菜共生系统内至少一个环境传感器发送的至少一个环境参 数的第一 监测值 0027 预测模块 用于将所述至少一个环境参数的第一监测值输入至多模式时间卷积网 络预测模型中 得到所述多模式时间卷积网络预测模型输出的所述至少一个环境参数的第 一预测值 0028 其中 所述多模式时间卷积网络预测模型 是以所述鱼菜共生系统内所述至少一 个环境参数的基于时间间隔的历史监测值为训练样本进行训练后得到的 用于对所述鱼菜 共生系统内所述至少一个环境 参数的变化趋势进行 预测 0029 本发明还提供一种电子设备 包括存储器 处理器及存储在存储器上并可在处理 器上运行的计算机程序 所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述鱼菜共生系统 环境 参数 预测方法的步骤 0030 本发明还提供一种 非暂态计算机可读存储介质 其上存储有计算机程序 该计算 机程序被处 理器执 行时实现如上述任一种所述鱼菜 共生系统环境 参数 预测方法的步骤 0031 本发明提供的鱼菜共生系统环境参数预测方法及装置 基于环境参数的监测值 使用多模式时间卷积网络预测模型对鱼菜共生系统内环境参数的变化趋势进 行预测 用户 说 明 书 2 11 页 5 CN 113760017 A 依据环境参数 的预测 值 可以及时调整鱼菜共生系统内环境参数 防止极端环境对作物与 鱼类造成损害 保证鱼菜共生系统内环境参数调节的及时性和准确 性 能够有效缩短生长 周期 提高作物产量 附图说明 0032 为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案 下面将对实施例或现有技术 描述中所需要使用的附图作一简单地介绍 显而易见地 下面描述中的附图是本发明的一 些实施例 对于本领域普通技术人员来讲 在不付出创造性劳动的前提下 还可以根据这些 附图获得其 他的附图 0033 图1为本发明提供的鱼菜 共生系统环境 参数 预测的应用场景示 意图 0034 图2是本发明提供的鱼菜 共生系统环境 参数 预测方法的流 程 示 意图之一 0035 图3是本发明提供的鱼菜 共生系统环境 参数 预测方法的流 程 示 意图之二 0036 图4是本发明提供的鱼菜 共生系统环境 参数 预测方法的流 程 示 意图之三 0037 图5是本发明提供的鱼菜 共生系统环境 参数 预测方法的流 程 示 意图之四 0038 图6是本发明提供的鱼菜 共生系统环境 参数 预测装置的结构示 意图 0039 图7 是本发明提供的电子设备的结构示 意图 具体实施方式 0040 为使本发明的目的 技术方案和优点更加清楚 下面将结合本发明中的附图 对本 发明中的技术方案进行清楚 完整地描述 显然 所描述的实施例是本发明一部分实施例 而不是全部的实施例 基于本发明中的实施例 本领域普通技术人员 在没有作出创造性劳 动前提下 所获得的所有其 他实施例 都属于 本发明保护的范围 0041 本发明提供一种鱼菜共生系统环境参数预测方法 包括 接收鱼菜共生系统内至 少一个环境传感器发送的至少一个环境参数 的监测值 其中 所述至少一个环境传感器与 所述至少一个环境参数一一对应 将所述至少一个环境参数的监测值输入至多模式时间卷 积网络 Multi Pattern Temporal Convolutional Network MP TCN 预测模型中 得到所述 多模式时间卷积网络预测模型输出 的所述至少一个环境参数 的预测值 其中 所述多模式 时间卷积网络预测模型 是以所述鱼菜共生系统内所述至少一个环境参数的基于时间间隔 的历史监测值为训练样本进行训练后得到的 用于对所述鱼菜共生系统内所述至少一个环 境参数 的变化趋势进行预测 上述方法基于环境参数 的监测值 使用多模式时间卷积网络 预测模型对鱼菜共生系统内环境参数 的变化趋势进行预测 用户依据环境参数 的预测值 可以及时调整鱼菜共生系统内环境参数 防止极端环境对作物与鱼类造成损害 能够保证 鱼菜 共生系统内环境 参数调节的及时性和准确性 有效缩短生长周期 提高作物产量 0042 本 发明提供的鱼菜共生系统环境参数预测方法 可应用于鱼菜共生系统中 图1为 本发明提供的鱼菜共生系统环 境参数预测的应用场景示意图 图1示出的鱼菜共生系统 包 括 温室101 网络侧设备 02 服 务器10 3及远程 监控平台104 其中 0043 温室101包括 鱼池 011 种植槽 012 汇聚节点1013 溶解氧浓度监测节点1014 氨氮浓度监测节点1015 水温监测节点1016 硝酸盐浓度监测节点1017 氢离子浓度指数 pH 值监测节点1018 二氧化碳浓度监测节点1019 空气温度监测节 点1020 空气湿度监测 说 明 书 3 11 页 6 CN 113760017 A 节点1021 过 滤装置102 2 换 热装置1023 水流速度监测节点1024 循环水系统1025 0044 鱼池1011和种植槽1012通过循环水系统1025连接 在循环 水系统1025中鱼池1011 的入水口处安装有换热装置1023 换热装置1023用于调节水温 保证水温处于鱼菜生长的 最佳温度 在循环水系统1025中鱼池1011和种植槽1012的出水口处分别安装有过滤装置 1022 过滤装置1022用于过滤水体杂质 提高换热装置1023的使用周期 在循环水系统1025 中安装有水流速度监测节 点1024 溶解氧浓度监测节点 1014 氨氮浓度监测节 点1015 水温 监测节点1016 硝酸盐浓度监测节点1017及pH值监测节点1018安装于鱼池1011中 二氧化 碳浓度监测节点1019 空气温度监测节点1020及空气湿度监测节点1021安装于温室101内 部 位于种养 槽上 方 0045 溶解氧浓度监测节点1014 氨氮浓度监测节点10 15 水温监测节点1016 硝酸盐浓 度监测节点1017 pH值监测节点1018及水流速度监测节点1024 均可以通过直流电源连接 进行供电 将监测节点的传感器探头深入水中进行实时监测 溶解氧浓度监测节点1014用 于监测鱼池1011内溶解氧浓度 氨氮浓度监测节点1015用于监测鱼池1011内氨氮浓度 水 温监测节点1016用于监测鱼池1011内水温 硝酸盐浓度监测节点 017用于监测鱼池1011内 硝酸盐浓度 pH值监测节点1018用于监测鱼池1011内pH值 二氧化碳浓度监测节点1019用 于监测温室101内空气中二氧化碳浓度 空气温度监测节 点 1020用于监测温室101 内空气温 度 空气湿度监测节 点 1021用于监测温室101内空气湿度 水流速度监测节 点1024用于监测 循环水系统1025中水流速度 0046 溶解氧浓度监测节点1014 氨氮浓度监测节点10 15 水温监测节点1016 硝酸盐浓 度监测节点1017 pH值监测节点1018 二氧化碳浓度监测节点1019 空气温度监测节点 1020 空气湿度监测节点1021及水流速度监测节点1024将各自采集的环境参数的监测值 分别通过无线通信协 议传输到汇聚节 点 1013 汇聚节 点1013主要用于实现上述各个监测节 点与网络侧设备102之间的通信 帮助用户实现查询指令与监测值的透明传输 具体地 汇 聚节点 1013将从上述各个监测节点接收到的环境参数的监测值进 行 统一收集封装后 通过 有 线以太网或者网络侧设备102发送到服 务器10 3 0047 在服务器103上运行预装程序 并设有数据库 数据库用于存储各个环境参数的监 测值 本发明中 服务器103基于环境参数的监测值 使用多模式时间卷积网络预测模型对 鱼菜共生系统内环境参数 的变化趋势进行预测 得到环境参数的变化趋势 即环境参数 的 预测值 进一 步 服 务器10 3将环境 参数的预测值发送给远程 监控平台104 0048 远程监控平台104可以远程访问服务器103上 远程监控平台104 借助服务器103 对鱼菜共生系统内水质和热环境进行监测 为用户提供可视化的查询和控制窗口 便于用 户对温室数据的远程查询和管理 远程监控平台104还可以提供环 境传感器管 理 包括型号 管 理 实例管 理等 环境参数实时监测 数据实时展示 数据可视化 数据导出等功能 用户 可以通过远程监控平台104查询环境参数的监测值和预测值 也可以依据环境参数的预测 值及时调整鱼菜共生系统内环境参数 防止极端环境对作物与鱼类造成损害 能够保证鱼 菜 共生系统内环境 参数调节的及时性和准确性 0049 可选地 本发明中远程监控平台104采用前后端分离的开发模式 前端使用 JavaScript渐进式框架Vue js前端构建用户界面 调用Axios库 发送HTTP HTTPS请求 实 现调用后端RESTFUL风格API接口 后端采用SSM Spring Spring MVC Mybatis 框架 在 说 明 书 4 11 页 7 CN 113760017 A eclipse开发环境下利用Java编程语言进行程序设计 采用MySQL数据库作为系统的数据 库 对鱼菜 共生系统内环境 参数的监测数据进行增 加 删除 修改 查询等操作 0050 需要 说 明的是 溶解氧浓度监测节点10 14 氨氮浓度监测节点10 15 水温监测节点 1016 硝酸盐浓度监测节点1017 pH值监测节点1018 二氧化碳浓度监测节点1019 空气温 度监测节 点1020 空气湿度监测节 点1021 水流速度监测节点 1024均为无线传感器节 点 即 环境传感器 各个环境传感器均 分别由长距无线通信协议 Long Range LoRa 物联网节点 与有线传感器 如RS485有线传感器 构成 LoR a物联网节 点可以实现将 本来由RS485协议输 入输出的传感器数据转换为LoRa传输 实现查询指令与监测数据的透明传输 各个无线传 感器节点与汇聚节点 1013构成物联网通信网络 各个无线传感器节点采集的环境参数的监 测值通过LoR a无线物联网协议传输到汇聚节 点1013 由汇聚节 点 1013进行 统一收集封装并 转 发 本发 明结合鱼菜共生系统中温室环境和内部 鱼类与作 物生理情况 根据实际需求 确 定以监测温室内环 境 作物 水质等方面的环境传感器为监测手段 使用Lo Ra无线物联网协 议完成各个环境传感器与 汇聚节点的通讯 使用有线以太网或运营商移动数据网络完成汇 聚节点与服务器的通讯 对采集到的数据进 行分析 以鱼菜共生温室环境参数为研究对象 搭建鱼菜共生温室环境监测方案 为实现鱼菜共生温室环境实时监测提供基础工具 推动 鱼菜 共生温室 设施农业的发展 0051 下面结合图1 图5描述本发明的鱼菜 共生系统环境 参数 预测方法 0052 图2为本发明提供的鱼菜共生系统环境参数预测方法的流程示意图之一 如图2所 示 该 方法包括 0053 步骤201 接收鱼菜共生系统内至少一个环境传感器发送的至少一个环境参数的 监测值 其中 至少一个环境传感器与至少一个环境 参数一 一对应 0054 可选地 所述环境传感器 包括以下至少一项 空气温度监测节点 空气湿度监测 节点 二氧化碳浓度监测节点 水温监测节 点 溶解氧浓度监测节 点 氨氮浓度监测节点 硝 酸盐浓度监测节点 pH值监测节点 水流速度监测节 点 所述环 境参数 包括以下至少一项 空气温度 空气湿度 空气中二氧化碳浓度 鱼池内水温 鱼池内溶解氧浓度 鱼池内氨氮浓 度 鱼池内硝酸盐浓度 鱼池内pH值 水流速度 0055 需要说明的是 本发明提供的鱼菜共生系统环境参数预测方法 其执行主体可以 为鱼菜共生系统环境参数预测装置 例如服务器103 或者 可以为该鱼菜共生系统环境参 数预测装置中的用于执行鱼菜共生系统环境参数预测方法的控制模块 本发明提供的鱼菜 共生系统环 境参数预测方法可以应用于图1所示的鱼菜共生系统中 服务器 03接收鱼菜共 生系统内至少一个环 境传感器经由汇聚节点 1013及网络侧设备102发送的至少一个环 境参 数的监测值 0056 步骤202 将至少一个环境参数的监测值输入至多模式时间卷积网络预测模型中 得到多模式时间卷积网络预测模型输出 的至少一个环境参数 的预测值 其中 多模式时间 卷积网络预测模型 是以鱼菜共生系统内至少一个环境参数的基于时间间隔的历史监测值 为训练样本进 行训练后得到的 用于对鱼菜共生系统内至少一个环境参数的变化趋势进 行 预测 0057 可选地 预先通过对鱼菜共生系统内至少一个环境参数 如水温 空气温度等 的 监测值进行筛选和训练 建立对温室内鱼菜共生系统中环境参数变化趋势的预测模型 可 说 明 书 5 11 页 8 CN 113760017 A 以据此预测温室内诸如环境温度和养殖区循环水的水温等环境参数在未来一段时间内的 变化趋势 预测温室环境极端变化 并可以触发预警 有助于用户提前了解温室环境变化 防止极端环境对作 物与鱼类造成损害 由于农业设施内不同季节的不同环境因子的有效时 间间隔模式不尽相同 本发明提供 的多模式时间卷积网络预测模型 对于现有的时间卷积 网络 Temporal convolutional network TCN 模型的卷积结构进行了改进 使用多尺度卷 积核 多层次的扩展卷积策略 使多模式时间卷积网络预测模型可以自适应的选择环境参 数的历史监测值的时间 间隔模式 0058 可选地 环境参数的预测值可以是目标时刻的值 也可以是目标时间区间的变化 曲线 目标时刻为相对于当前时刻的相对时间 目标时间区间可以为相对于当前时刻的相 对时间区间 0059 可选地 鱼菜共生系统环境参数预测装置将至少一个环境参数的监测值输入至多 模式时间卷积网络预测模型中 得到多模式时间卷积网络预测模型输出的至少一个环境参 数的预测值之后 将至少一个环境参数的监测值和预测值存储至鱼菜共生系统的服务器的 数据库中 方便用户查询 可选地 环境参数的监测值和预测值的存储格式可以包括word excel pdf等 存储格式可以由用户设置 也可以采用系统默认设置 可选地 鱼菜共生系统 的远程监控平台允许数据的管理员查看系统支持的环境传感器型号信息 并对环境传感器 进 行增加 删除 修改 查询等操作 来完成环境传感器的便捷 管 理 远程监控平台根据传感 器使用实例管理表中登记的温室内现有环境传感器实例的列 表 从服务器的数据库中获取 相关的最新温室环境数据信息 实现数据实时展示 用户在查询时输入一组或多组查询请 求参数 比如所要查询的传感器实例 参数编号及数据时间区间等 远程监控平台从服务器 的数据库中读取对应数据 绘制出 数据曲线图 实现数据可视化 0060 本发明提供的鱼菜共生系统环境参数预测方法 基于环境参数的监测值 使用多 模式时间卷积网络预测模型对鱼菜共生系统内环 境参数的变化趋势进 行预测 用户依据 环 境参数 的预测 值 可以及时调整鱼菜共生系统内环境参数 防止极端环境对作物与鱼类造 成损害 保证鱼菜共生系统内环境参数调节的及时性和准确性 能够有效缩短生长周期 提 高作物产量 0061 图3为本发明提供的鱼菜共生系统环境参数预测方法的流程示意图之二 如图3所 示 该 方法包括 0062 步骤301 接收鱼菜共生系统内至少一个环境传感器发送的至少一个环境参数的 监测值 其中 至少一个环境传感器与至少一个环境 参数一 一对应 0063 步骤302 将至少一个环境参数的监测值输入至多模式时间卷积网络预测模型中 得到多模式时间卷积网络预测模型输出 的至少一个环境参数 的预测值 其中 多模式时间 卷积网络预测模型 是以鱼菜共生系统内至少一个环境参数的基于时间间隔的历史监测值 为训练样本进 行训练后得到的 用于对鱼菜共生系统内至少一个环境参数的变化趋势进 行 预测 0064 需要说明的是 关于上述步骤301 302的说 明和解释 可以参照上述步骤201 202 且能达 到相同的技 术效果 为避免重复 这里不再赘 述 0065 步骤3 03 获取至少一个环境 参数的目标值 0066 可选地 环境参数的目标值是指在目标时间区间内最适宜鱼菜共生的环境参数取 说 明 书 6 11 页 9 CN 113760017 A 值 用户可以预先在鱼菜共生系统环境参数预测装置中设置各个环境参数 的目标值 也可 以预先在远程监控平台104中设置各个环境参数的目标值 再由鱼菜共生系统环境参数预 测装置从远程 监控平台104中获取 各个环境 参数的目标值 0067 步骤304 在至少一个环境参数的预测值与目标值的偏差超出目标阈值时 执行与 至少一个环境参数对应的提醒操作 其中 提醒操作用于提醒用户至少一个环境参数 的预 测值是异常的 0068 可选地 鱼菜共生系统环境参数预测装置计算环境参数的预测值与目标值的偏 差 并将所得偏 差与预设的目标阈值进 行比较 若 所得偏 差小于或等于目标阈值 则说明在 目标时间区间环境参数的预测值处于正常范围 无需额外处理 若 所得偏差超出目标阈值 则 说明在目标时间区间环境参数 的预测 值是异常的 这种情况下 鱼菜共生系统环境参数 预测装置执行与至少一个环境参数对应的提醒操作 以提醒用户在目标时间区间至少一个 环境参数 的预测值是异常的 有助于用户提前了解温室环境变化 并能及时调整鱼菜共生 系统内环境 参数 防止极端环境对作物与鱼类造成损害 0069 可选地 所述 提醒操作可以包括以下至少一项操作 0070 操作1 鱼菜共生系统环境参数预测装置向鱼菜共生系统的远程监控平台发送提 醒消息 提醒消息用于提醒用户在目标时间区间至少一个环境 参数的预测值是异常的 0071 可选地 提醒消息中携带 所述至少一个环境 参数的预测值 0072 操作2 鱼菜共生系统环境参数预测装置控制鱼菜共生系统内的目标装置发出目 标声 音或目标灯光 可选地 目标装置可以包括 安装于温室内的报警器 0073 本发明提供的鱼菜共生系统环境参数预测方法 基于环境参数的监测值 使用多 模式时间卷积网络预测模型对鱼菜共生系统内环 境参数的变化趋势进 行预测 并在环境参 数 的预测 值与目标值的偏差超出目标阈值时 自动执行与环境参数对应的提醒操作 以提 醒用户在目标时间区间环境参数的预测值是异常的 使得用户可以提前调整鱼菜共生系统 内环境 参数 防止极端环境对作物与鱼类造成损害 0074 图4为本发明提供的鱼菜共生系统环境参数预测方法的流程示意图之三 如图4所 示 该 方法包括 0075 步骤401 接收鱼菜共生系统内至少一个环境传感器发送的至少一个环境参数的 监测值 其中 至少一个环境传感器与至少一个环境 参数一 一对应 0076 步骤402 将至少一个环境参数的监测值输入至多模式时间卷积网络预测模型中 得到多模式时间卷积网络预测模型输出 的至少一个环境参数 的预测值 其中 多模式时间 卷积网络预测模型 是以鱼菜共生系统内至少一个环境参数的基于时间间隔的历史监测值 为训练样本进 行训练后得到的 用于对鱼菜共生系统内至少一个环境参数的变化趋势进 行 预测 0077 需要说明的是 关于上述步骤401 402的说 明和解释 可以参照上述步骤201 202 且能达 到相同的技 术效果 为避免重复 这里不再赘 述 0078 步骤40 3 获取至少一个环境 参数的目标值 0079 可选地 环境参数的目标值是指在目标时间区间内最适宜鱼菜共生的环境参数取 值 用户可以预先在鱼菜共生系统环境参数预测装置中设置各个环境参数 的目标值 也可 以预先在远程监控平台104中设置各个环境参数的目标值 再由鱼菜共生系统环境参数预 说 明 书 7 11 页 10 CN 113760017 A 测装置从远程 监控平台104中获取 各个环境 参数的目标值 0080 步骤404 在至少一个环境参数的预测值与目标值的偏差超出目标阈值时 向至少 一个环境 参数对应的至少一个调节装置发送至少一个环境 参数的目标值 0081 可选地 鱼菜共生系统环境参数预测装置计算环境参数的预测值与目标值的偏 差 并将所得偏 差与预设的目标阈值进 行比较 若 所得偏 差小于或等于目标阈值 则说明在 目标时间区间环境参数的预测值处于正常范围 无需额外处理 若 所得偏差超出目标阈值 则 说明在目标时间区间环境参数 的预测 值是异常的 这种情况下 鱼菜共生系统环境参数 预测装置经由网络侧网元向环境参数对应的调节装置发送环境参数的目标值 由调节装置 将环境 参数在目标时间区间的监测值调节至目标值 0082 可选地 调节装置包括鱼菜共生系统内用于调节环境参数的装置 每种环境参数 都有对应的调节装置 0083 举个例子 图1中换热装置用于调节水温 保证水温处于鱼菜生长的最佳温度 具 体地 换热装置能够利用水温监测节点1016监测鱼池水温 由多模式时间卷积网络预测模 型基于鱼池水温 预测未来一段时间内的水温的预测值 若判断水温的预测值异常 则向换 热装置发送水温的目标值 使 得换热装置在未来一段时间内提前 且适时进行水温换热 来 维持鱼池中养殖鱼和种植槽中蔬菜的最佳温度 以适应多场景 下鱼类养殖 0084 可选地 根据鱼和菜的不 同品种对于水质的需求 设置不 同鱼菜种类对应的环境 参数的合理范围 例如 当确定水温的目标值后 在最佳温度下 分别增加或者降低循环水 系统中水流速度 通过将水温的监测值反馈给多模式时间卷积网络预测模型 由多模式时 间卷积网络预测模型基于鱼池水温 预测未来一段时间内的水温的预测 值 并基于水温的 预测值控制换热装置在未来一段时间内提前进行水温换热 并控制水流开关在未来一段时 间内提前调节循环水系统中水流速度 可选地 循环水系统中水水体处于不间歇循环流动 状态 0085 本发明提供的鱼菜共生系统环境参数预测方法 基于环境参数的监测值 使用多 模式时间卷积网络预测模型对鱼菜共生系统内环 境参数的变化趋势进 行预测 并在环境参 数的预测值与目标值的偏差超出目标阈值时 向环境参数对应的调节装置发送环境参数的 目标值 由调节装置自动将环境参数在目标时间区间的监测值调节至目标值 防止极端环 境对作物与鱼类造成损害 0086 图5为本发明提供的鱼菜共生系统环境参数预测方法的流程示意图之四 如图5所 示 该 方法包括 0087 步骤501 接收鱼菜共生系统内至少一个环境传感器发送的至少一个环境参数的 监测值 其中 至少一个环境传感器与至少一个环境 参数一 一对应 0088 需要 说 明的是 关于上述步骤50 1的说 明和解释 可以参照上述步骤20 1 且能达到 相同的技 术效果 为避免重复 这里不再赘 述 0089 步骤502 在至少一个环境参数包括第一环境参数和第二环境参数的情况下 将第 一环境参数的监测值输入至多模式时间卷积网络预测模型中 得到多模式时间卷积网络预 测模型输出的第二环境参数的预测值 其中 多模式时间卷积网络预测模型用于 基于训练 样本确定第一环境参数和 第二环境参数之 间的关联关系 并基于关联关系和 第一环境参数 的监测值 确定第二环境 参数的预测值 说 明 书 8 11 页 11 CN 113760017 A 0090 可选地 基于多模式时间卷积网络预测模型确定各个环境参数之间的关联关系 例如第一环境参数和第二环境参数之间的关联关系 然后 基于关联关系和第一环境参数 的监测值 确定第二环境参数的预测值 具体地 基于第一环境参数的监测值和多模式时间 卷积网络预测模型 确定第一环境参数 的预测 值 基于第一环境参数 的预测 值和第一环境 参数和第二环境 参数之间的关联关系 确定第二环境 参数的预测值 0091 本发明提供的鱼菜共生系统环境参数预测方法 基于第一环境参数的监测值 使 用多模式时间卷积网络预测模型及环境参数之 间的关联关系 对鱼菜共生系统内第二环境 参数 的变化趋势进行预测 用户依据第二环境参数 的预测 值 可以及时调整鱼菜共生系统 内第二环境参数 防止极端环境对作物与鱼类造成损害 实现对鱼菜共生水质和温室热环 境的综合监测和分析 能够对同一场景下多种环境参数 的关联效应进行综合分析 使得鱼 菜 共生系统能够适应不同水质和热环境 0092 下面对本发明提供的鱼菜共生系统环境参数预测装置进行描述 下文描述的鱼菜 共生系统环境参数预测装置与上文描述的鱼菜共生系统环境参数预测方法可相互对应参 照 0093 本发明提供一种鱼菜共生系统环境参数预测装置 图6为本发明提供的鱼菜共生 系统环 境参数预测装置的结构示意图 如图6所示 该鱼菜共生系统环 境参数预测装置600 包括 0094 接收模块601 用于接收鱼菜共生系统内至少一个环境传感器发送的至少一个环 境 参数的第一 监测值 0095 预测模块602 用于将所述至少一个环境参数的第一监测值输入至多模式时间卷 积网络预测模型中 得到所述多模式时间卷积网络预测模型输出的所述至少一个环境参数 的第一预测值 其中 所述多模式时间卷积网络预测模型 是以所述鱼菜共生系统内所述至 少一个环境参数的基于时间间隔的历史监测值为训练样本进 行训练后得到的 用于对所述 鱼菜 共生系统内所述至少一个环境 参数的变化趋势进行 预测 0096 本发明提供的鱼菜共生系统环境参数预测装置 基于环境参数的监测值 使用多 模式时间卷积网络预测模型对鱼菜共生系统内环 境参数的变化趋势进 行预测 用户依据 环 境参数 的预测 值 可以及时调整鱼菜共生系统内环境参数 防止