本發(fā)明涉及遠程監(jiān)控和物聯(lián)網(wǎng)測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種水族箱智慧終端服務(wù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟的進步，人們對于精神世界有了更高的追求。許多人飼養(yǎng)寵物在獲得陪伴和精神慰藉的同時，提升生活情趣。魚類的飼養(yǎng)占地較小且衛(wèi)生工作較為簡單，因此越來越多的人開始飼養(yǎng)魚類。飼主外出，其不免因缺乏照料導(dǎo)致水質(zhì)惡化，進而影響魚類生產(chǎn)環(huán)境，導(dǎo)致魚類死亡。一方面，觀賞魚類的飼養(yǎng)成本不低，魚類死亡必然造成重大經(jīng)濟損失。另一方面，飼主往往在飼養(yǎng)過程中對其投入情感，魚類生病甚至死亡必然對飼主造成精神上的傷害。

現(xiàn)有的家庭養(yǎng)魚裝置多缺乏水質(zhì)檢測功能以及自動換水功能，且缺乏對魚類生存情況智能檢測與科學分析功能，難以實現(xiàn)減輕飼主壓力的目的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計一種能夠?qū)z測的環(huán)境指標信息和實時視頻圖像信息通過網(wǎng)絡(luò)遠程發(fā)送給飼主，并根據(jù)飼主遠程指令實現(xiàn)投食和通過主體內(nèi)的智能設(shè)備對攝像頭采集到的圖像進行圖像處理，與圖像數(shù)據(jù)進行對比，向主人發(fā)送分析結(jié)果并可以換水的水族箱智慧終端服務(wù)系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種水族箱智慧終端服務(wù)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：監(jiān)控終端、遠程終端和云服務(wù)器，所述監(jiān)控終端、遠程終端和云服務(wù)器之間通過網(wǎng)絡(luò)連接；

所述監(jiān)控終端包括環(huán)境指標監(jiān)測單元、視頻單元、執(zhí)行單元、無線傳輸單元以及微控制單元，所述環(huán)境指標監(jiān)測單元、視頻單元、執(zhí)行單元、無線傳輸單元均與微控制單元連接，所述監(jiān)控終端通過無線傳輸單元連接于家用路由實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信；

所述云服務(wù)器保存和處理所述監(jiān)控終端發(fā)送的環(huán)境指標信息、視頻信息以及魚體特征信息反饋給遠程終端；

所述遠程終端嵌入系統(tǒng)配套app，通過app可實時遠程觀測水族箱內(nèi)魚類活動狀態(tài)、遠程執(zhí)行投食和換水、查看水族箱內(nèi)環(huán)境指標。

進一步地，所述環(huán)境監(jiān)測單元至少包括采集水體溫度的溫度監(jiān)測模塊和水體酸堿度的ph監(jiān)測模塊。

進一步地，所述視頻單元包括采集魚類圖像的攝像頭、對圖像進行加工處理的圖像處理單元以及夜視燈；

所述圖像處理單元包括魚體檢測單元，所述魚體檢測單元根據(jù)拍攝到的視頻信息對魚體特征進行提取，所述魚體特征包括魚體數(shù)量、魚體顏色、以及魚體體積。

進一步地，所述魚體顏色包括紅色、黃色、黑色三種。

進一步地，所述魚體檢測單元對魚體特征提取的步驟包括：

s1、提取一定時長的視頻信息；

s2、通過幀差法對提取的視頻信息進行處理，以獲得目標圖像；

s3、對差分目標圖像進行rgb提取，以確定每一個像素點的rgb數(shù)值；

s4、根據(jù)任意像素點的rgb數(shù)值判斷該像素點屬于哪種顏色；

s5、將目標圖像中三種顏色不同區(qū)域部分提取出來，從而確定魚體區(qū)域；

s6、采用連通區(qū)域合并方式，對魚體區(qū)域進行rgb輪廓檢測，進而獲得魚體數(shù)量與魚體體積。

進一步地，所述魚體檢測單元對魚體特征進行提取之前，分別對紅色、黃色和黑色的rgb數(shù)值進行閾值設(shè)定。

進一步地，所述圖像處理單元還對魚體進行編號，根據(jù)每條魚的rgb特性對魚體進行編號，并將每條魚的編號和相應(yīng)的魚體特征發(fā)送給為微控制單元。

進一步地，所述微控制單元通過無線傳輸單元與云服務(wù)器連接，并將所述圖像處理單元得到的魚體特征信息以及魚體編號信息發(fā)送至云服務(wù)器中存儲；

同時，所述監(jiān)控終端也支持本地存儲以及擴展存儲。

進一步地，所述執(zhí)行單元包括水平衡模塊和投食模塊；

所述水平衡模塊工作模式包括根據(jù)遠程終端發(fā)布的命令實時換水、根據(jù)水族箱內(nèi)環(huán)境指標評估結(jié)果自動換水以及定時換水；

所述投食模塊工作模式包括根據(jù)遠程終端發(fā)布的命令實時投食和定時投食。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明應(yīng)用傳感器測試技術(shù)，通過環(huán)境指標監(jiān)測單元精確檢測水質(zhì)參數(shù)，并安有高清夜視攝像頭，在任意時刻均能照看魚類，配合遠程控制功能實現(xiàn)自動投食和換水，方便快捷。

2、本發(fā)明運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及圖像處理技術(shù)，將水質(zhì)信息和視頻圖像通過家用路由器發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)，使用者可以利用手機、平板等設(shè)備下載系統(tǒng)配套的app或客戶端，方便查看魚類生活狀況，實現(xiàn)遠程照看，同時本系統(tǒng)具有圖像信息模塊通過對視頻圖像處理和對比實現(xiàn)對水族箱內(nèi)所有魚的狀態(tài)變化(顏色、體積)的實時掌控，為飼主提供一個客觀的評價，在對魚整體生存狀態(tài)定性掌握的同時，也提供科學的定量分析。

3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，對應(yīng)用場合沒有特殊要求，且集成度高，使用者不需更換現(xiàn)有養(yǎng)殖設(shè)備即可直接使用，安裝方便，操作簡單。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)外形圖；

圖3是本發(fā)明實施例1的控制過程示意圖；

圖4是本發(fā)明魚體特征提取方法流程圖。

圖中：1、云臺架，2、夜視燈，3、攝像頭，4、主體，5、ph傳感器，6、溫度傳感器，7、預(yù)留傳感器接口，8、電源接口，9、換水器，10、進水口，11、緊固螺釘，12、喂食器，13、舵機，14、出水口。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步地描述。

如圖1所示為一種水族箱智慧終端服務(wù)系統(tǒng)，系統(tǒng)包括：監(jiān)控終端、遠程終端和云服務(wù)器，所述監(jiān)控終端、遠程終端和云服務(wù)器之間通過網(wǎng)絡(luò)連接。

監(jiān)控終端包括環(huán)境指標監(jiān)測單元、視頻單元、執(zhí)行單元、無線傳輸單元以及微控制單元，所述環(huán)境指標監(jiān)測單元、視頻單元、執(zhí)行單元、無線傳輸單元均與微控制單元連接，所述監(jiān)控終端通過無線傳輸單元連接于家用路由實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。

其中，環(huán)境監(jiān)測單元至少包括采集水體溫度的溫度監(jiān)測模塊和水體酸堿度的ph監(jiān)測模塊。

視頻單元包括采集魚類圖像的攝像頭、對圖像進行加工處理的圖像處理單元以及夜視燈，圖像處理單元包括魚體檢測單元，所述魚體檢測單元根據(jù)拍攝到的視頻信息對魚體特征進行提取，所述魚體特征包括魚體數(shù)量、魚體顏色、以及魚體體積。

執(zhí)行單元包括水平衡模塊和投食模塊，水平衡模塊工作模式包括根據(jù)遠程終端發(fā)布的命令實時換水、根據(jù)水族箱內(nèi)環(huán)境指標評估結(jié)果自動換水以及定時換水；投食模塊工作模式包括根據(jù)遠程終端發(fā)布的命令實時投食和定時投食。

進一步地，圖像處理單元包括魚體檢測單元，其根據(jù)拍攝到的視頻信息對魚體特征進行提取，所述魚體特征包括魚體數(shù)量、魚體顏色、以及魚體體積。其中魚體顏色包括紅色、黃色、黑色三種。如圖4所示為魚體檢測單元對魚體特征提取的步驟，其包括：

s1、提取一定時長的視頻信息；

s2、通過幀差法對提取的視頻信息進行處理，以獲得目標圖像；

s3、對差分目標圖像進行rgb提取，以確定每一個像素點的rgb數(shù)值；

s4、根據(jù)任意像素點的rgb數(shù)值判斷該像素點屬于哪種顏色；

s5、將目標圖像中三種顏色不同區(qū)域部分提取出來，從而確定魚體區(qū)域；

s6、采用連通區(qū)域合并方式，對魚體區(qū)域進行rgb輪廓檢測，進而獲得魚體數(shù)量與魚體體積。

魚體檢測單元對魚體特征進行提取之前，分別對紅色、黃色和黑色的rgb數(shù)值進行閾值設(shè)定。

且圖像處理單元還對魚體進行編號，根據(jù)每條魚的rgb特性對魚體進行編號，并將每條魚的編號和相應(yīng)的魚體特征發(fā)送給為微控制單元。

微控制單元通過無線傳輸單元與云服務(wù)器連接，并將所述圖像處理單元得到的魚體特征信息以及魚體編號信息發(fā)送至云服務(wù)器中存儲。進一步地，監(jiān)控終端也支持本地存儲以及擴展存儲。

云服務(wù)器保存和處理所述監(jiān)控終端發(fā)送的環(huán)境指標信息、視頻信息以及魚體特征信息反饋給遠程終端。

遠程終端嵌入系統(tǒng)配套app，通過app可實時遠程觀測水族箱內(nèi)魚類活動狀態(tài)、遠程執(zhí)行投食和換水、查看水族箱內(nèi)環(huán)境指標。

如圖2所示為本發(fā)明水族箱智慧終端服務(wù)系統(tǒng)監(jiān)控終端的一個具體實施方式，包括云臺架1、夜視燈2、攝像頭3、主體4、ph傳感器5、溫度傳感器6、預(yù)留傳感器接口7、電源接口8、換水器9、進水口10、緊固螺釘11、喂食器12、舵機13和出水口14；其中云臺架1通過緊固螺釘11固定在主體4上，主體4內(nèi)安裝有路由器和單片機，同時也有用于實現(xiàn)圖像處理的硬件設(shè)備。進一步地，云臺架1上安有攝像頭3和夜視燈2，溫度傳感器6、ph傳感器5、喂食器12、攝像頭3和換水器9均通過導(dǎo)線與主體4內(nèi)的單片機相連，其中換水器9設(shè)有進水口10和出水口14，進水口10通過軟管與自來水相連。設(shè)置于主體4側(cè)面的喂食器12通過舵機13與主體4相連，電源接口8與家用電源相連，路由器與家用路由器聯(lián)網(wǎng)。

系統(tǒng)工作時，將溫度傳感器6、ph傳感器5和換水器9放入魚缸中，保證溫度傳感器6、ph傳感器5和出水口14浸沒在水中，換水器進水口10通過軟管與自來水相連，將主體4懸掛在魚缸壁上，通過電源接口8與家用電源相接，通電后的路由器與家用路由器聯(lián)網(wǎng)，此時魚缸里水質(zhì)的溫度和ph值以及攝像頭3所拍攝魚游動的畫面被單片機提取并經(jīng)無線傳輸單元上傳至到互聯(lián)網(wǎng)中的云服務(wù)器上，同時主體內(nèi)用于圖像處理的硬件設(shè)備會對攝像頭所收集的圖像信息進行處理，與之前收集到的圖像進行對比，提取魚體特征信息。遠程終端可以選用手機或者平板電腦，并下載本系統(tǒng)自帶的手機app或者客戶端，通過遠程終端在首頁面看見魚的畫面、魚的特征信息(顏色、體積等)以及水溫度和ph值，app或客戶端首頁面有六個觸控按鍵，使用者可以手機操控攝像頭3的上下多角度轉(zhuǎn)動和喂食器12喂食，當水質(zhì)變壞時，可以進行換水操作；夜間時，夜視攝像頭自動開啟，方便夜間照看。

如圖3所示為本實施方式的控制流程。本實施方式的工作步驟如下：溫度傳感器和ph傳感器將檢測到的水質(zhì)信息發(fā)送到單片機，攝像頭將拍攝的畫面發(fā)送到單片機；主體內(nèi)的圖像處理硬件設(shè)備進行圖像對比處理，并將處理得到的魚體特征信息結(jié)果發(fā)送給單片機，單片機和路由器相連并互相傳遞信號。當路由接收使用者的指令時，發(fā)送控制信號到單片機，進而控制喂食器喂食、換水器換水以及攝像頭轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明應(yīng)用傳感器測試技術(shù)，通過溫度傳感器和ph傳感器精確檢測水質(zhì)參數(shù)，安有高清夜視攝像頭，即使夜晚也能照看魚類。并且運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將水質(zhì)信息和視頻圖像通過家用路由器發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)中的云服務(wù)器，使用者可以下載系統(tǒng)自帶的手機app或者電腦客戶端，查看魚類生活狀況。并且通過有遠程控制功能，在魚類饑餓或水質(zhì)變壞時，利用手機app實現(xiàn)遠程喂食和換水，方便快捷，實現(xiàn)遠程看護。同時基于圖像信息處理功能，通過圖像對比實現(xiàn)對魚的狀態(tài)變化(顏色、體積)的實時掌控，從而使主人對魚有一個更深刻的定量的掌握，而不是單純地只能對魚整體的定性掌握。

本發(fā)明水族箱智慧終端服務(wù)系統(tǒng)的智慧性主要體現(xiàn)在：系統(tǒng)通過圖像處理單元拾取魚體特征(包括顏色、體積等)，并根據(jù)魚體特征對水族箱內(nèi)的魚進行編號(比如紅1號魚、黃1號魚……)。通過每次攝像頭的圖像采集，對魚的特征進行對比處理，從而得出近期魚的生存情況的結(jié)果，包括體積變化以及顏色變化，并將魚體的特征信息和編號信息送至云服務(wù)器存儲。同時系統(tǒng)也記錄每條魚的習性并對魚體進行標注，例如如經(jīng)常在水族箱下部游弋的魚忽然長時間在上部游弋、經(jīng)常在水族箱上部游弋的魚忽然長時間在下部游弋、長時間待在一個位置不游動等，系統(tǒng)對標注內(nèi)容進行標注(以出現(xiàn)上述情況標注為不及格，否則標注為及格)。同時，如果魚群集體由下部轉(zhuǎn)到上部游動，則標注為缺少氧氣。系統(tǒng)將標注結(jié)果通過app反饋給主人，從而為主人提供一個可靠的參考。同時本發(fā)明成本低，體積小，具有產(chǎn)品化、市場化優(yōu)勢，操作安裝方便等特點。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。