智慧水族鱼缸的制作方法
智慧水族鱼缸的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型关于一种水族鱼缸，尤其是指一种可达到长期免换水的智能全自动化生态鱼缸。
【背景技术】
[0002]观赏用的水族鱼缸是专门饲养水生动植物的容器，随着现代人生活水平的提高，越来越多的家居装修中都喜欢采用鱼缸来美化家居环境，鱼缸的需求也越来越多；市场上流通的鱼缸种类繁多，形状大小各异，然而很多鱼缸都无法实现自净功能，一般都需要人工按时清污，费时，费力，而且很容易破坏原有水的环境，导致鱼生病死亡，况且，对于一般饲养者而言，饲养水生动植物的知识与技术都不足，常造成水质恶化、水生动植物生病或死亡，尤其是水生动物在水中生病时，往往造成水生动物的交叉感染而感染疾病，且一般饲养者大多无法证确判断患病原因及处理方式，造成水生动物的死亡，降低了饲养者饲养的意愿。
[0003]长期以来，人们护理水族鱼缸需要经常投放鱼虫、鱼食或营养液。这样做的结果是水族箱里的水很快水质下降，加上平时只靠着水循环机中的滤网将水过滤循环，导致病原菌生长，不然必须要经常给水族箱换水，不但非常麻烦，浪费水，而且时常造成水族鱼缸内水生植物和观赏鱼类的死亡。
[0004]由此可见，上述现有技术仍有诸多缺失，实非一良善的设计，而亟待加以改良。
【发明内容】
[0005]本实用新型集成了全智慧的环境模拟技术，为水族生物的生长创造出最适宜的人工环境，并以云端科技(ES/1T/B1tech solut1ns)进行水质生态、健康养殖与美丽艳丽的管理。免换水智慧设施它综合了设施养殖、建筑美学、环境控制、材料科学、生物技术、信息学和计算机(网络通讯、人工智能、模拟控制)等学科的多方面的知识，是知识与技术密集的集约型养殖生物方式，并随着技术的改进，本实用新型可以长期不换水与健康养殖管理，这对于节能及环保来说是非常高效的，更可以提供生技产品使养殖水族生物健康、颜色鲜艳，更增添饲养乐趣。
[0006]为达成上述目的，本实用新型智慧水族鱼缸主要由生态鱼缸槽、生物过滤槽、自净净水槽、水质感知器组、水族控制系统、微滴定泵组所组成。
[0007]其中，生态鱼缸槽设有实时监控摄像头及出水孔，并自生态鱼缸槽内部延伸至外部连接，其另于生态鱼缸槽外的顶部设有LED水族灯、底部下方则设有生物过滤槽及自净净水槽。
[0008]其中，生物过滤槽为水质处理制剂存储区，具有自动调节回路，接收由该生态鱼缸槽所排出的水，经由过滤、制菌及净化，再导入该自净净水槽中，其包含微生物过滤装置、消毒杀菌装置、维生装置、净水装置、及辅助补水泵，其中微生物过滤装置接收由生态鱼缸槽排放出的水藉由抽水装置抽入微生物过滤装置中，微生物过滤装置具有机械过滤单元以及微生物过滤单元，以对生态鱼缸槽内的水施以物理性及生物性质的过滤处理，其消毒杀菌装置连接于微生物过滤装置的后，以对过滤后的水再施以消毒杀菌处理，其维生装置连接于消毒杀菌装置的后，其主要包含溶氧控制单元，以对透过过滤消毒杀菌后的水进一步提高水中的溶氧率，其净水装置连接于维生装置的后，以加以净化成具有该高容氧率的净化水，最后再经由辅助补水泵将具有高容氧率的净化水导入自净净水槽中使用。
[0009]其中，自净净水槽存放具有高容氧率的净化水，其中另包含一水质感知器组，其具有多个独立侦测单元，并各设有一侦测探头并设置于自净净水槽内，以监测该生物过滤槽中的水质，并将所擷取的数据各别传送至水族控制系统的数据库单元中。
[0010]其中，水质感知器组包含水位侦测单元、温度侦测单元、盐度侦测单元、pH(酸碱浓度指数)值侦测单元、及ORP (氧化还原电位)侦测单元，水位侦测单元侦测该自净净水槽的水位，以防止该自净净水槽的水位过低而缺水或过高而溢出，温度侦测单元为侦测该自净净水槽的水温，防止水温随天气的变化而升高或降低，无法达成均一温度，盐度侦测单元为侦测该自净净水槽的水盐度，以避免水质盐度过高，pH(酸碱浓度指数)值侦测单元为侦测该自净净水槽的pH值，ORP (氧化还原电位)侦测单元为ORP的侦测。
[0011]其中，水族控制系统以电性连接实时监控摄像头，其中包含实时监控单元、分析单元、智能决策回馈单元、数据库单元、以及预警与警报单元，实时监控单元处理实时监控摄像头所侦测擷取的影像，并储存至数据库单元中，分析单元分析数据库单元中储存的数据以及水质感知器组所侦测所得的数据，自动比对水生动植物的状态及是否符合设定值，再经由后方智能决策回馈单元，决定是否需要将其分析结果通知饲养者，预警与警报单元连接于智能决策回馈单元后，且接收智能决策回馈单元的信息，将需传发的信息，由外部连接一路由器发送信息至饲养者的接收端。
[0012]其中，微滴定泵组设有一微滴管路连通至自净净化槽中，由接收智能决策回馈单元所决定的信息，依照所需的剂量，自动适度分配微生态液剂量至自净净化槽中。
[0013]其中，电源控制盒，为分配所需电力至各结构中。
[0014]而本实用新型智慧水族鱼缸的另一目的在于，生态鱼缸槽是具有环境控制性、生物安全性、自动化调节与节能性的特性，其中环境控制性，指利用实时监控该自净净化槽中的水温，当自自净净化槽温度高于水族控制系统设定的容许范围时，即藉由自动启动自净净化槽来调节水温，相对的，当寒流来袭时，造成自净净化槽内水温低于水族控制系统设定的容许范围时，便自动启动加热装置来保持自净净化槽内水温，若水温高于统设定的容许范围时，便自动启动以冷却装置来保持自净净化槽内水温，其中加热装置，为加热照明灯，以照明灯的热能，使水温上升，并防止水温过度加热，造成水温过热。
[0015]其中，生物安全性指利用水质感知器组連续运作及由水族控制系统发出警讯，使养殖户得知水质異常，藉由监测水质结果迅速判断污染來源并进行处理，结合预警与警报、及智慧决策回馈，启动应急处理统，立即改善水质，以使该鱼缸中的水生动植物维持一定的健康。
[0016]其中，自动化调节指利用鱼缸所设置的水质感知器组监测，其包括溶氧、温度、pH、氧化还原值、氨氮的水质状况，并以当pH设定低于7.0，不利生物滤床硝化作用的进行时，会自动启动微帮浦以石灰水溶液滴定，确保统水质在最佳状况。
[0017]其中，节能性只利用生物过滤槽及自净净化槽的循环，达成可以长期不需另外换水以及拥有健康水生动植物养殖的管理，保持节水节能的高效益。
[0018]其中，生物过滤槽可以另以外挂的方式附加在生态鱼缸槽外部，并且可另具有一好氧型过滤蓄水系统，并以多个固定化菌体设于悬浮于蓄水系统中，多个固定化菌体是为利用藻胶包蔽或以沸石为材质固定化硝化菌与去硝化菌种，并设置于蓄水系统中，其中固定化菌体，包括 Ni trosomonas (亚硝酸菌)、Ni trobacters (硝化菌)、Heterotrophicbacteria (异营性细菌)。
[0019]其中，实时监控单元具有评估统(Asset health)来诊断该鱼缸内水质环境健康状态，以通知饲养者做处理，或以智能决策回馈单元进行分配微生态液剂量处理，以达到理想养殖环境，同时监控包含各生物维生指数，如包括DO溶氧、pH值、ORP值、盐度、磷镁钙的监测；亦有对水生动物进行摄食行为、鱼体体重与成长率、体组成与营养健康状态的摄影，并擷取其图文件信息，再以分析单元进行分析，以提供饲养者拟订更佳饲养管理技术。
[0020]其中，分析单元以生态鱼缸槽中的水生动植物的健康状态、水生动物的成长状态、颜色状态、以及活动力状态进行分析，且并具有一比色单元，以将水生动物的体色进行数字化，再进行分析体色与标准颜色的色差，以协助饲养者参考，并提供增艳扬技术。
[0021]其中，接收端可以以远距疾病诊断统，采用手动输入病征、病灶、或照片，以该诊断系统提出的医嘱、疾病处理方式与防治技术，提供饲养者防治及处理，另外饲养者可藉由无线网络联机的方式与接收端上的水产专家或其他饲养者进行生物学与养殖技术咨询，此夕卜，更设计了养殖管理、水产食品相关的软件服务，提升水产养殖质量与效益，结合感测科技的水产养殖的创新应用。同时智能 水族鱼缸配置有水面及水底实时监控摄像头与各类型感测装置，可对养殖环境与鱼群进行监测。
[0022]本实用新型所提出的智慧水族鱼缸，可以长期不换水与健康养殖管理，这对于节能及环保效益来说是具有非常高效益的。且智能水族鱼缸提供生技产品可以使养殖水族生物健康、颜色鲜艳，更增添饲养乐趣。此种智能鱼缸可以自动调控水质环境的水温、光照、PH、溶氧等因子，并提供了一个模拟人工饲养生态环境，实现对鱼缸内部水环境的自动清洁更新，实际达到长期免换水目标。本实用新型智能水族鱼缸也提供了自动喂食、健康与体色艳丽监控分析统，使饲养生物保持健康、艳丽状态，增加饲养者乐趣，本实用新型可广泛应用于住宅、办公室、公共场所等场合。
[0023]本实用新型智能水族鱼缸在于设计成水族生态造景缸，根据不同的需求可以饲养不同观赏鱼、虾与或者水草、无脊椎生物，甚至还可以饲养陆生生物等。智能水族鱼缸上附有各种Ι0Τ(物联网)或感知器等统，根据不同的养殖生物可监控水质环境中温度、PH(酸碱浓度指数)、溶氧、氨氮、H2S (hydrogen sulfide，硫化氢)、ORP (Soil Redox Potential,氧化还原电位)、COD (chemical oxygen demand，化学需氧量)等水质参数，智慧水族鱼缸附有一生物过滤槽，是水质处理制剂存储区，具有自动调节回路功能。智能水族鱼缸经由1T与云端专家统运算可以自动控制所有生物维生统(包括，气泵、加温器、过滤器、投饵机与具有自动化的微滴定泵组，亦为微滴定水质调节器(automatic dosing system)。本实用新型智能水族鱼缸具备了免换水统与提供健康养殖与增艳管理，增添更多饲养乐趣、同时还提供，观赏舒压、生态保育、乐活美学、风水聚财、提高生活水平等附加价值。
[0024]而随着人们生活水平的提高，越来越受人们喜爱观赏水族鱼缸，而且水族鱼缸的种类越来越多，体积也越来越大，水族鱼缸里种植的水生植物和养殖的观赏鱼类的种类也越来越多，而且也越来越珍贵。于是对水族鱼缸的养殖和护理的技术要求也越来越高。另夕卜，人们的生活节奏越来越快，需要对水族鱼缸的护理更加方便简捷，同时使水族鱼缸养殖效果更好。因此，一种能调节水族鱼缸水质，能防病又能提供营养，而且使用方便的水族箱用生态液有其必要性。
【附图说明】
[0025]请参阅有关本实用新型的详细说明及其附图，将可进一步了解本实用新型的技术内容及其目的功效；有关附图为:
[0026]图1为本实用新型智慧水族鱼缸的架构示意图；
[0027]图2为本实用新型智能水族鱼缸的水族控制系统方块图。
[0028]100-生态鱼缸槽；110-实时监控摄像头；120_出水孔；130_LED水族灯；200_生物过滤槽；201-自净净化槽；210_微生物过滤装置；220_消毒杀菌装置；230_维生装置；240-净水装置；250_辅助补水泵；260_水质感知器组；261_水位侦测单元；262_温度侦测单元；263_盐度侦测单元；264-pH(酸碱浓度指数)值侦测单元；265_ORP (氧化还原电位)侦测单元；270_加热装置；280_冷却装置；290_抽水装置；300_水族控制系统；400_路由器；500_微滴定泵组；510_微滴管路；600-电源控制盒；700_接收端。
【具体实施方式】
[0029]以下结合实施例，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
[0030]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，但并不用于限定本实用新型。
[0031]以下，结合附图对本实用新型进一步说明:
[0032]请参阅图1、以及图2所示，本实用新型智慧水族鱼缸的架构示意图以及水族控制系统方块图，主要由生态鱼缸槽100、生物过滤槽200、自净净化槽201、水质感知器组260、水族控制系统300、微滴定泵组500组成，包括生态鱼缸槽100中，设有实时监控摄像头110及出水孔120，并自生态鱼缸槽100内部延伸至外部连接，其另于生态鱼缸槽100外的顶部设有LED水族灯130、底部下方则设有生物过滤槽200，其生物过滤槽200，包含微生物过滤装置210、消毒杀菌装置220、维生装置230、净水装置240、及辅助补水泵250，其中微生物过滤装置210接收由生态鱼缸槽100排放出的水藉由抽水装置290抽入微生物过滤装置210中，其中微生物过滤装置210包括机械过滤单元以及微生物过滤单元，以对生态鱼缸槽100内的水施以物理性及生物性质的过滤处理，其消毒杀菌装置220连接于微生物过滤装置210的后，以对过滤后的水再施以消毒杀菌处理，其维生装置230连接于消毒杀菌装置220的后，其主要包含溶氧控制单元，以对透过过滤消毒杀菌后的水进一步提高水中的溶氧率，其净水装置240连接于维生装置230的后，以净化具有高容氧率的水，最后再经由辅助补水泵250将具有高容氧率的净化水导入自净净化槽201中使用，自净净化槽201中包含有水质感知器组260，包含水位侦测单元261、温度侦测单元262、盐度侦测单元263、pH(酸碱浓度指数)值侦测单元264、及ORP (氧化还原电位)侦测单元265，各设有一侦测探头并设置于生物过滤槽内，将侦测值数据经由水族控制系统300进行处理，水族控制系统300，以电性连接实时监控摄像头110，其中包含实时监控单元310、分析单元320、智能决策回馈单元330、数据库单元340、以及预警与警报单元350，其实时监控单元310处理实时监控摄像头110所侦测擷取的影像，并储存至数据库单元340中，其分析单元320，分析数据库单元340中储存的数据以及水质感知器组260所侦测所得的数据，自动比对水生动植物的状态及是否符合设定值，再经由后方智能决策回馈单元330，决定是否需要将其分析结果通知饲养者，其预警与警报单元350连接于智能决策回馈单元330后，且接收智能决策回馈单元330的信息，将需传发的信息，由外部连接一路由器400发送信息至饲养者的接收端700，微滴定泵组500，设有一微滴管路510连通至自净净化槽201中，由接收智能决策回馈单元330所决定的信息，依照所需的剂量，自动适度分配微生态液剂量至自净净化槽201中；以及电源控制盒600，为分配所需电力至各结构中。
[0033]生态鱼缸槽200，具有环境控制性、生物安全性、自动化调节与节能性的特性，其中环境控制性，指利用实时监控该自净净化槽201中的水温，当自净净化槽201内温度高于水族控制系统设定的容许范围时，即藉由自动启动自净净化槽201来调节水温，相对的，当寒流来袭时，造成自净净化槽201内水温低于水族控制系统设定的容许范围时，便自动启动加热装置270来保持自净净化槽201内水温，再导入生态鱼缸槽200内，使生态鱼缸槽200内维持同一温度，若水温高于统设定的容许范围时，便自动启动以冷却装置280来保持自净净化槽201内水温，其中加热装置270，为加热照明灯，以照明灯的热能，使水温上升，并防止水温过度加热，造成水温过热；其生物安全性，指利用水质感知器组連续运作及由水族控制系统发出警讯，使养殖户得知水质異常，藉由监测水质结果迅速判断污染來源并进行处理，结合预警与警报、及智慧决策回馈，启动应急处理统，立即改善水质，以使该鱼缸中的水生动植物维持一定的健康；其自动化调节，指利用鱼缸所设置的水质感知器组监测，其包括溶氧、温度、PH、氧化还原值、氨氮的水质状况，并以当pH设定低于7.0，不利生物滤床硝化作用的进行时，会自动启动微帮浦以石灰水溶液滴定，确保统水质在最佳状况。
[0034]其生物过滤槽200，可以另以外挂的方式附加在生态鱼缸槽外部且另具有一好氧型过滤蓄水系统，并以多个固定化菌体设于悬浮于蓄水系统中，多个固定化菌体是为利用藻胶包蔽或以沸石为材质固定化硝化菌与去硝化菌种，并设置于蓄水系统中，其中固定化菌体，包括 Ni trosomonas (亚硝酸菌)、Ni trobacters (硝化菌)、Heterotro phicbacteria (异营性细菌)。
[0035]其实时监控单元310，另具有评估统(Asset health)来诊断该鱼缸内水质环境健康状态，以通知饲养者做处理，或以智能决策回馈单元进行分配微生态液剂量处理，以达到理想养殖环境，同时监控包含各生物维生指数，如包括DO溶氧、pH值、ORP值、盐度、磷镁钙的监测；亦有对水生动物进行摄食行为、鱼体体重与成长率、体组成与营养健康状态的摄影，并擷取其图文件信息，再以分析单元320进行分析，以提供饲养者拟订更佳饲养管理技术。
[0036]其分析单元320，以生态鱼缸槽100中的水生动植物的健康状态、水生动物的成长状态、颜色状态、以及活动力状态进行分析，且并具有一比色单元，以将水生动物的体色进行数字化，再进行分析体色与标准颜色的色差，以协助饲养者参考，并提供增艳扬技术。
[0037]其接收端700，可以以远距疾病诊断统，采用手动输入病征、病灶、或照片，以该诊断系统提出的医嘱、疾病处理方式与防治技术，提供饲养者防治及处理，另外饲养者可藉由无线网络联机的方式与接收端100上的水产专家或其他饲养者进行生物学与养殖技术咨询，此外，更设计了养殖管理、水产食品相关的软件服务，提升水产养殖质量与效益，结合感测科技的水产养殖的创新应用。同时智能水族鱼缸配置有水面及水底实时监控摄像头110与各类型感测装置，可对养殖环境与鱼群进行监测。
[0038]利用生物过滤槽与智慧水族鱼缸的环境参数进行自动化实时监控，生物过滤槽或智能水族鱼缸内的环境因素包括投饵量、养殖槽的水温、酸碱值、溶氧度、盐度、导电度(ORP)、氨氮、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、硫化氢(H2S)、叶绿素、透明度等。利用远程控制及水族控制系统的设计，并透过自动投饵、摄食监控、残饵监控、养殖密度、成长状况、水中环境(如PH值)、溶氧量等实时监控来对养殖池或水族鱼缸作有效的管理，以达到节省饲料、节省用电、节省管理人力的目标，使循环水养殖统能普遍推广。并应用通讯技术使养殖者可以在办公室透过人机界面随时掌握养殖场内每一口养殖池的运转情况及其水质变化，同时可立即依现场状况透过通讯网络修改运转参数使养殖池维持在理想的状态。
[0039]本实用新型是另以以下技术方案来实现:本实用新型智慧水族鱼缸专用长期免换水微生态液制剂，其该微生态液包括有以重量份数计的下列成分:
[0040]5%复合微生物浓缩母液(如CBM复合微生物浓缩母液)，其中包含各大类菌种:光合菌群、硝化菌群、乳酸菌群、放线菌群及霉菌群、酵母菌群、真菌类群、异营硝化菌群、芽胞菌群、枯草杆菌群、醋酸杆菌群等各大类菌的纯种菌群，加上5%糖蜜以及90%纯水所制成，经过特殊组合与共生培养技术(SCT)发酵培养后生产的功能复合菌群，使具有沉降和降解有机污染物及藻类、除臭、净化水质效果长久等特点。
[0041]其上述CBM复合微生物浓缩母液中的各菌群类属性的功能如下:
[0042]光合菌群，具有净化养殖水体，提高水质的功效，并且是蛋白质的来源，能补充能量，行光合作用；
[0043]硝化菌群，其主要可分解水中的氨气(Ammonia)，并分解成亚硝酸、亚硝酸分解为硝酸根；
[0044]乳酸菌群，具有很强的杀灭病菌能力，亦可抑制致病菌活动，有害线虫也逐渐消失，并可与光合菌硝酸菌等菌丛共生、调节PH值让菌丛生长正常；
[0045]酵母菌群，利用氨基酸、糖类及其它有机物质，产生促进其它有益微生物增殖所需要的基质，提供给养保障，并作为苗类仔鱼的食物来源、营养载体；
[0046]枯草杆菌群，可分解腐植层净化底泥，协同光合菌、硝化菌达到净化作用；
[0047]放线菌群及霉菌群，产生各种抗生物质，可抑制病原菌，并创造出其它有益微生物增殖的生存环境，其所分解的物质容易被动物吸收，从而增强动物对各种病害的抵抗力和免疫力，并可产生维生素、酶、抑菌具抗氧化作用，消除恶臭；
[0048]醋酸杆菌群、固氮菌群(Pseudomonas sp)、及生长菌群(根瘤菌)(Rhizopus)，可形成好气性和嫌气性细菌结构的共生态主要推手固定氮源使肥分不易流失，使根部迅速生长，抓地力强，供给作物养分。
[0049]其中，光合细菌的菌体以有机酸、氨基酸、氨和醋类等有机物和硫化氢作为供氧体，通过光合磷酸化获得能量，在水中光照条件下可直接利用降解有机质和硫化氢并使自身得以增殖，同时净化了水体；光合细菌利用观赏鱼类的排泄物、食物残料以及有毒有害的硫化氢、酸性物质作为基质大量繁殖，提高水体中溶解氧含量，调节pH值，并使氨氮、亚硝酸态氮、硝酸态氮含量降低，水族箱底淤泥蓄积量减少，抑制有害藻类和病原微生物，使水体得以净化，并增加水中溶氧量，光合细菌还可进行光合成、有氧呼吸、固氮、固碳等生理机能，且富含蛋白质、维生素、促生长因子、免疫因子等营养成分，在功能上可与抗生素相媲美，并且更具有安全性。
[0050]将微生态液投入污水中，CBM和藻类就产生了互惠共生的关，酵母类菌和放线类菌借水中存在的一些藻类、原生动物和某些微型后生动物，形成以CBM菌为绝对优势的菌胶团。菌胶团具有很强的生物吸附能力和氧化分解有机物能力。它具生理、物理、化学吸附作用和凝聚、沉淀作用，在其与景观水中呈悬浮状的有机污染物接触后能够使后者失稳、凝聚，并被吸附在活性生物表面，活性生物有很大的比表面积，能与混合液广泛接触，在较短的时间内，通过吸附和沉降作用，就能够除去水中大量的呈悬浮状的有机为原生动物和微生物提供良好的生存环境，除去毒物、提供食料、使溶解氧升高，使原生动物和微型动物有了一个附着场所，这样原生动物和微型后生动物又起到净化水的作用。腐生性营养的鞭毛虫通过渗透作用吸收水中溶解性有机物，大多数原生动物能吞噬有机颗粒及其它微小生物，同时能使细菌凝聚成大的絮凝体，促使絮凝和沉淀作用，进一步净化了水质。因此，BOD5(五日生化需氧量)能下降60-70%，COD能下降45-50%。
[0051]CBM菌中的硝化菌的硝化作用，将NII3N转化成硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，再利用反硝化菌将其反硝化还原成N2，溢出水面释放到大气中，参与自然界的物质循环，乳酸菌在厌氧的条件下分解蛋白质、脂肪、碳水化合物等，乳酸菌在厌氧的条件下分解体内的多聚磷酸产生的ATP，利用ATP主动运输方式吸收乳酸菌提供的以上三种基质，进入细胞内合成取0 —羟基丁酸盐，与此同时释放出P043-于环境中供养鱼用。乳酸菌又在好氧条件下，分解体内聚0 —羟基丁酸盐和外源基质，产生了质子驱动力，将体外的P043-运输到体内合成ATP和核酸，将过剩的P043-聚合成细胞贮物。通过反复生物化学反应和养鱼来达到除磷的效果。
[0052]CBM菌胶团具有很强的生物吸附能力和氧化分解有机物能力，枯草芽孢杆菌能产生蛋白酶，分解蛋白。环状芽孢杆菌能产生淀粉酶，分解淀粉。地衣芽孢杆菌能分解木质素，为其他微生物提供营养，使其它菌在菌胶团中增加的活性，提高了 CBM菌对悬浮物的去除。SS去除率达55-60%。
[0053]光合类细菌是属于光能异养型微生物，可利用太阳光作为能源，依靠体内的光合色素，利用二氧化碳和水或硫化氢合成有机物，构成自身细胞物质。在无氧条件下利用甲烷、吲哚、甲硫醇等简单的有机物进行光合作用。在黑暗中微量好氧条件下进行氧化代谢，还原成C02和H2构成自身细胞，生成糖类和碳水化合物，供其它菌用。光合类菌能抑制硫化菌的生长，减少水中硫化氢的含量，硫化氢不会溢出水面，达到了除臭的效果。
[0054]CBM菌中吸收水中的溶解氧，将有机物氧化分解为H20、C02、NII3、N03-、P043-、S042-?细菌利用自身分解含氮有机物产生的NII3和水中营养物质合成细胞物质。光合菌利用H20和C02进行光合作用合成碳水化合物，再吸收NH3和S042-合成蛋白质，吸收P043-合成核酸供细菌使用。CBM复合菌产品中发酵的丝状菌群(厌氧)。以发酵酒精时使用的曲霉菌属为主体，它能和其他微生物共存，尤其对土壤中酯的生成有良好效果。
[0055]因为酒精生成力强，能防止蛆和其他 害虫的发生，并可以消除恶臭。
[0056]CBM技术是目前世界上应用范围最大的一项生物工程技术。只要使用恰当，它就会与所到的处的良性力量迅速结合，产生抗氧化物质，消除氧化物质，消除腐败，抑制病原菌，形成良好的生态环境。在种植、畜牧、水产、环保、饲料、人体家庭保健等方面都有显著作用。它具有改良土壤、增强光合作用、改善水质、除臭粪、促生长、抗病、改善畜禽质量、抑菌等功效。
[0057]用“优势原则”(dominance principle)来解释CBM菌的有效性。CBM菌可以分成三组:积极微生物(再生(regenerat1n))，消极微生物(分解，退化(decomposit1n, degenerat1n))以及机会主义微生物。在不同的环境中(水，土壤，空气或人的肠道)，“积极”和“消极”微生物的比例是至关重要的，由此机会主义微生物就顺应再生或者退化的趋势。由于微生物的这种特性对不同环境有着积极的影响。和一般生物制剂相比，它具有结构复杂、性能稳定、功能齐全的优势，表现出前所未有的高科技水平。
[0058]其微生态液制剂具有下列特性:
[0059]稳定水色，益活菌在水中发挥功效的后，能将水中的有机质消化利用，减少水中有机物的厚度并进而控制藻类的组成(厚度)，减少倒藻的机会。尤其当浮游性藻类大量死亡的情况下，益活菌的存在更能防止有害病原生物的滋生，也能阻止藻类继续大量死亡后所引发的病原性微生物(细菌)和寄生虫的大量发生。尤其在一些底泥相当多的水池当中，使用益活菌能有效地将底泥转换为藻类所需的营养盐，进一步地刺激藻色的生成。在某些情况的下，还有转换藻色(藻种)的功效。而这些溶解在水中的有机物，更能有效地随着换水而排出池外，大大地提高了换水的效率。
[0060]移除底土中的沈积废物，底土中的沈积废物是影响水质和底栖生物栖息环境的头号杀手，尤其在气候相当炎热的夏天，这些悬浮在水中的有机物，常是引发寄生虫或是细菌大量滋生的因素。益活菌能将这些沈积物质自底层的堆积状况，分解的后悬浮于水中或水面(尤其在海水养殖环境中更是明显)，有机会以人工或是表层排水的方式将这些沈积废弃物质移出养殖环境。
[0061]去除水中的生物代谢废物，将水中生物的代谢废物以转换(氨转换为亚硝酸；亚硝酸转换为硝酸)或是加以利用(将氨直接成为其合成氨基酸的「胺基」来源)的方式，自水中移除氨氮废物，明显地防止泛池和氨中毒的现象发生。
[0062]增进饲料效应，许多存在水生环境中的益活菌，能直接或间接地成为幼鱼或是幼虾的饵料生物。这些富含营养的饵料生物，有助于缩短水中生物度过幼年脆弱的生理期的时间，提升其生长速度和存活率。
[0063]防止疾病发生增加抵抗力，在水生环境中建立优势的益活菌菌种的后，能有效地抑制外来致病菌大量繁殖，进而防止病害发生。
[0064]鱼虾体表洁净，水环境维持在优良的条件下使鱼虾无臭土味，提高鱼只价值。
[0065]其微生态液制剂具有下列优点:
[0066]产品成份组合完善合理，功能齐全，制作容易，含有并能增殖适合水草、鱼只生长存活的有益菌，有效地净化水体，减缓水族箱中水质腐化，能较长时间维持水质清新，还能补充蛋白质、维生素等营养，提高水生动植物的免疫力，较长时间保持水族箱的优良自然环境，简化水族箱的管理操作。
[0067]水族养殖生物在可控制水质安全环境下，结合健康养殖与合理投饵技术可以达到长期免换水与养殖生物健康状态。成为智慧设施农业、生态与健康养殖中重要模式，极具开发前景。
[0068]较高的名贵水族生物也可以在智慧水族鱼缸内轻松地生产与饲养，效率极高，是水族经营商及生产商优选的一个投资项目。
[0069]综上所述，本实用新型智慧水族鱼缸，既可服务于当前水族饲养，又为高经水产养殖与城市农业的发展开辟出一条崭新的实践的路，用于养殖各类高经水产生物与农作物种植等，此种生态与健康技术所生产来的水产与农产品是绿色、安全、无污染的。不仅能满足消费者对安全、绿色水产品的需求，以及可亲近自然生态、陶冶情操、乐活品味，风水文创等，一举数得，为都市生活增添无穷的乐趣，更为未来科技农业前景提供很好的范例。
[0070]以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种智慧水族鱼缸，主要由一生态鱼缸槽、一生物过滤槽、一自净净水槽、一水质感知器组、一水族控制系统、一微滴定泵组所组成，其特征在于: 该生态鱼缸槽，设有一实时监控摄像头及一出水孔自内部延伸至外部连接，其另于该生态鱼缸槽外顶部设有一 LED水族灯、底部下方设有该生物过滤槽及该自净净水槽； 该生物过滤槽，为水质处理制剂存储区，具有自动调节回路，接收由该生态鱼缸槽所排出的水，经由过滤、制菌及净化，再导入该自净净水槽中； 该自净净水槽，存放具有高容氧率的净化水，其中另包含该水质感知器组，该水质感知器组具有多个独立侦测单元，以监测该生物过滤槽中的水质，并将所擷取的数据各别传送至该水族控制系统的一数据库单元中； 该水族控制系统，以电性连接该实时监控摄像头，并由多个单元组合而成； 该微滴定泵组，设有多个微滴管路连通至该生物过滤槽中，并藉由一智能决策回馈单元所决定的信息，自动分配适度的微生态液剂量加入至该生态鱼缸槽中；以及电源控制盒，分配所需电力至各结构中。2.如权利要求1项所述的智慧水族鱼缸，其特征在于，该生物过滤槽，另包含: 一微生物过滤装置，接收该生态鱼缸槽所排出的水，再藉由抽水装置抽入该微生物过滤装置中，进行初步过滤处理，并另具有一机械过滤单元以及一微生物过滤单元，以对该生态鱼缸槽内的水施以物理性及生物性质的过滤处理； 一消毒杀菌装置，设置连接于该微生物过滤装置的后，以对过滤处理后的水再施以消毒杀菌处理； 一维生装置，设置连接于该消毒杀菌装置的后，其主要包含一溶氧控制单元，以对透过过滤消毒杀菌后的水进一步提高水中的溶氧率； 一净水装置，设置连接于该维生装置的后，加以净化成具有该高容氧率的净化水；以及 一辅助补水泵，将该高容氧率的净化水导入该自净净水槽中存放。3.如权利要求1所述的智慧水族鱼缸，其特征在于，所述侦测单元包括: 一水位侦测单元，侦测该自净净水槽的水位，以防止该自净净水槽的水位过低或过尚; 一温度侦测单元，为侦测该自净净水槽的水温； 一盐度侦测单元，为侦测该自净净水槽的水盐度，以避免水质盐度过高； 一 pH值侦测单元，为侦测该自净净水槽的pH值；以及 一 ORP侦测单元，为ORP的侦测。4.如权利要求1所述的智慧水族鱼缸，其中其特征在于，该生物过滤槽，亦另以外挂式附加在该生态鱼缸槽外。5.如权利要求1所述的智慧水族鱼缸，其特征在于，该生物过滤槽，并另具有一好氧型过滤蓄水系统，并以多个固定化菌体设于悬浮于该蓄水系统中，所述固定化菌体为利用藻胶包蔽或以沸石为材质固定化硝化菌与去硝化菌种，并设置于该蓄水系统中。
【专利摘要】本实用新型公开一种智慧水族鱼缸，此种智能鱼缸能自动调控水质环境的水温、光照、pH、溶氧等因子，并提供了一个模拟人工饲养生态环境，实现对鱼缸内部水环境的自动清洁更新，实际达到长期免换水目标。本实用新型智能水族鱼缸也提供了自动喂食、健康与体色艳丽监控分析统，使饲养生物保持健康、艳丽状态，增加饲养者乐趣。此智能水族鱼缸的核心价值在于养鱼设施中装置由若干数字化智能控制系统组成，具有环境智能可控性、生态与健康养殖(生物安全性)、自动化调节与节能性等特点，是现代化科技养殖的重要标志。
【IPC分类】A01K63/04, A01K63/06
【公开号】CN204697757
【申请号】CN201520113749
【发明人】陆振冈
【申请人】南京莎菲特生物科技有限公司, 陆振冈
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年2月16日
【技术领域】
[0001]本实用新型关于一种水族鱼缸，尤其是指一种可达到长期免换水的智能全自动化生态鱼缸。
【背景技术】
[0002]观赏用的水族鱼缸是专门饲养水生动植物的容器，随着现代人生活水平的提高，越来越多的家居装修中都喜欢采用鱼缸来美化家居环境，鱼缸的需求也越来越多；市场上流通的鱼缸种类繁多，形状大小各异，然而很多鱼缸都无法实现自净功能，一般都需要人工按时清污，费时，费力，而且很容易破坏原有水的环境，导致鱼生病死亡，况且，对于一般饲养者而言，饲养水生动植物的知识与技术都不足，常造成水质恶化、水生动植物生病或死亡，尤其是水生动物在水中生病时，往往造成水生动物的交叉感染而感染疾病，且一般饲养者大多无法证确判断患病原因及处理方式，造成水生动物的死亡，降低了饲养者饲养的意愿。
[0003]长期以来，人们护理水族鱼缸需要经常投放鱼虫、鱼食或营养液。这样做的结果是水族箱里的水很快水质下降，加上平时只靠着水循环机中的滤网将水过滤循环，导致病原菌生长，不然必须要经常给水族箱换水，不但非常麻烦，浪费水，而且时常造成水族鱼缸内水生植物和观赏鱼类的死亡。
[0004]由此可见，上述现有技术仍有诸多缺失，实非一良善的设计，而亟待加以改良。
【发明内容】
[0005]本实用新型集成了全智慧的环境模拟技术，为水族生物的生长创造出最适宜的人工环境，并以云端科技(ES/1T/B1tech solut1ns)进行水质生态、健康养殖与美丽艳丽的管理。免换水智慧设施它综合了设施养殖、建筑美学、环境控制、材料科学、生物技术、信息学和计算机(网络通讯、人工智能、模拟控制)等学科的多方面的知识，是知识与技术密集的集约型养殖生物方式，并随着技术的改进，本实用新型可以长期不换水与健康养殖管理，这对于节能及环保来说是非常高效的，更可以提供生技产品使养殖水族生物健康、颜色鲜艳，更增添饲养乐趣。
[0006]为达成上述目的，本实用新型智慧水族鱼缸主要由生态鱼缸槽、生物过滤槽、自净净水槽、水质感知器组、水族控制系统、微滴定泵组所组成。
[0007]其中，生态鱼缸槽设有实时监控摄像头及出水孔，并自生态鱼缸槽内部延伸至外部连接，其另于生态鱼缸槽外的顶部设有LED水族灯、底部下方则设有生物过滤槽及自净净水槽。
[0008]其中，生物过滤槽为水质处理制剂存储区，具有自动调节回路，接收由该生态鱼缸槽所排出的水，经由过滤、制菌及净化，再导入该自净净水槽中，其包含微生物过滤装置、消毒杀菌装置、维生装置、净水装置、及辅助补水泵，其中微生物过滤装置接收由生态鱼缸槽排放出的水藉由抽水装置抽入微生物过滤装置中，微生物过滤装置具有机械过滤单元以及微生物过滤单元，以对生态鱼缸槽内的水施以物理性及生物性质的过滤处理，其消毒杀菌装置连接于微生物过滤装置的后，以对过滤后的水再施以消毒杀菌处理，其维生装置连接于消毒杀菌装置的后，其主要包含溶氧控制单元，以对透过过滤消毒杀菌后的水进一步提高水中的溶氧率，其净水装置连接于维生装置的后，以加以净化成具有该高容氧率的净化水，最后再经由辅助补水泵将具有高容氧率的净化水导入自净净水槽中使用。
[0009]其中，自净净水槽存放具有高容氧率的净化水，其中另包含一水质感知器组，其具有多个独立侦测单元，并各设有一侦测探头并设置于自净净水槽内，以监测该生物过滤槽中的水质，并将所擷取的数据各别传送至水族控制系统的数据库单元中。
[0010]其中，水质感知器组包含水位侦测单元、温度侦测单元、盐度侦测单元、pH(酸碱浓度指数)值侦测单元、及ORP (氧化还原电位)侦测单元，水位侦测单元侦测该自净净水槽的水位，以防止该自净净水槽的水位过低而缺水或过高而溢出，温度侦测单元为侦测该自净净水槽的水温，防止水温随天气的变化而升高或降低，无法达成均一温度，盐度侦测单元为侦测该自净净水槽的水盐度，以避免水质盐度过高，pH(酸碱浓度指数)值侦测单元为侦测该自净净水槽的pH值，ORP (氧化还原电位)侦测单元为ORP的侦测。
[0011]其中，水族控制系统以电性连接实时监控摄像头，其中包含实时监控单元、分析单元、智能决策回馈单元、数据库单元、以及预警与警报单元，实时监控单元处理实时监控摄像头所侦测擷取的影像，并储存至数据库单元中，分析单元分析数据库单元中储存的数据以及水质感知器组所侦测所得的数据，自动比对水生动植物的状态及是否符合设定值，再经由后方智能决策回馈单元，决定是否需要将其分析结果通知饲养者，预警与警报单元连接于智能决策回馈单元后，且接收智能决策回馈单元的信息，将需传发的信息，由外部连接一路由器发送信息至饲养者的接收端。
[0012]其中，微滴定泵组设有一微滴管路连通至自净净化槽中，由接收智能决策回馈单元所决定的信息，依照所需的剂量，自动适度分配微生态液剂量至自净净化槽中。
[0013]其中，电源控制盒，为分配所需电力至各结构中。
[0014]而本实用新型智慧水族鱼缸的另一目的在于，生态鱼缸槽是具有环境控制性、生物安全性、自动化调节与节能性的特性，其中环境控制性，指利用实时监控该自净净化槽中的水温，当自自净净化槽温度高于水族控制系统设定的容许范围时，即藉由自动启动自净净化槽来调节水温，相对的，当寒流来袭时，造成自净净化槽内水温低于水族控制系统设定的容许范围时，便自动启动加热装置来保持自净净化槽内水温，若水温高于统设定的容许范围时，便自动启动以冷却装置来保持自净净化槽内水温，其中加热装置，为加热照明灯，以照明灯的热能，使水温上升，并防止水温过度加热，造成水温过热。
[0015]其中，生物安全性指利用水质感知器组連续运作及由水族控制系统发出警讯，使养殖户得知水质異常，藉由监测水质结果迅速判断污染來源并进行处理，结合预警与警报、及智慧决策回馈，启动应急处理统，立即改善水质，以使该鱼缸中的水生动植物维持一定的健康。
[0016]其中，自动化调节指利用鱼缸所设置的水质感知器组监测，其包括溶氧、温度、pH、氧化还原值、氨氮的水质状况，并以当pH设定低于7.0，不利生物滤床硝化作用的进行时，会自动启动微帮浦以石灰水溶液滴定，确保统水质在最佳状况。
[0017]其中，节能性只利用生物过滤槽及自净净化槽的循环，达成可以长期不需另外换水以及拥有健康水生动植物养殖的管理，保持节水节能的高效益。
[0018]其中，生物过滤槽可以另以外挂的方式附加在生态鱼缸槽外部，并且可另具有一好氧型过滤蓄水系统，并以多个固定化菌体设于悬浮于蓄水系统中，多个固定化菌体是为利用藻胶包蔽或以沸石为材质固定化硝化菌与去硝化菌种，并设置于蓄水系统中，其中固定化菌体，包括 Ni trosomonas (亚硝酸菌)、Ni trobacters (硝化菌)、Heterotrophicbacteria (异营性细菌)。
[0019]其中，实时监控单元具有评估统(Asset health)来诊断该鱼缸内水质环境健康状态，以通知饲养者做处理，或以智能决策回馈单元进行分配微生态液剂量处理，以达到理想养殖环境，同时监控包含各生物维生指数，如包括DO溶氧、pH值、ORP值、盐度、磷镁钙的监测；亦有对水生动物进行摄食行为、鱼体体重与成长率、体组成与营养健康状态的摄影，并擷取其图文件信息，再以分析单元进行分析，以提供饲养者拟订更佳饲养管理技术。
[0020]其中，分析单元以生态鱼缸槽中的水生动植物的健康状态、水生动物的成长状态、颜色状态、以及活动力状态进行分析，且并具有一比色单元，以将水生动物的体色进行数字化，再进行分析体色与标准颜色的色差，以协助饲养者参考，并提供增艳扬技术。
[0021]其中，接收端可以以远距疾病诊断统，采用手动输入病征、病灶、或照片，以该诊断系统提出的医嘱、疾病处理方式与防治技术，提供饲养者防治及处理，另外饲养者可藉由无线网络联机的方式与接收端上的水产专家或其他饲养者进行生物学与养殖技术咨询，此夕卜，更设计了养殖管理、水产食品相关的软件服务，提升水产养殖质量与效益，结合感测科技的水产养殖的创新应用。同时智能 水族鱼缸配置有水面及水底实时监控摄像头与各类型感测装置，可对养殖环境与鱼群进行监测。
[0022]本实用新型所提出的智慧水族鱼缸，可以长期不换水与健康养殖管理，这对于节能及环保效益来说是具有非常高效益的。且智能水族鱼缸提供生技产品可以使养殖水族生物健康、颜色鲜艳，更增添饲养乐趣。此种智能鱼缸可以自动调控水质环境的水温、光照、PH、溶氧等因子，并提供了一个模拟人工饲养生态环境，实现对鱼缸内部水环境的自动清洁更新，实际达到长期免换水目标。本实用新型智能水族鱼缸也提供了自动喂食、健康与体色艳丽监控分析统，使饲养生物保持健康、艳丽状态，增加饲养者乐趣，本实用新型可广泛应用于住宅、办公室、公共场所等场合。
[0023]本实用新型智能水族鱼缸在于设计成水族生态造景缸，根据不同的需求可以饲养不同观赏鱼、虾与或者水草、无脊椎生物，甚至还可以饲养陆生生物等。智能水族鱼缸上附有各种Ι0Τ(物联网)或感知器等统，根据不同的养殖生物可监控水质环境中温度、PH(酸碱浓度指数)、溶氧、氨氮、H2S (hydrogen sulfide，硫化氢)、ORP (Soil Redox Potential,氧化还原电位)、COD (chemical oxygen demand，化学需氧量)等水质参数，智慧水族鱼缸附有一生物过滤槽，是水质处理制剂存储区，具有自动调节回路功能。智能水族鱼缸经由1T与云端专家统运算可以自动控制所有生物维生统(包括，气泵、加温器、过滤器、投饵机与具有自动化的微滴定泵组，亦为微滴定水质调节器(automatic dosing system)。本实用新型智能水族鱼缸具备了免换水统与提供健康养殖与增艳管理，增添更多饲养乐趣、同时还提供，观赏舒压、生态保育、乐活美学、风水聚财、提高生活水平等附加价值。
[0024]而随着人们生活水平的提高，越来越受人们喜爱观赏水族鱼缸，而且水族鱼缸的种类越来越多，体积也越来越大，水族鱼缸里种植的水生植物和养殖的观赏鱼类的种类也越来越多，而且也越来越珍贵。于是对水族鱼缸的养殖和护理的技术要求也越来越高。另夕卜，人们的生活节奏越来越快，需要对水族鱼缸的护理更加方便简捷，同时使水族鱼缸养殖效果更好。因此，一种能调节水族鱼缸水质，能防病又能提供营养，而且使用方便的水族箱用生态液有其必要性。
【附图说明】
[0025]请参阅有关本实用新型的详细说明及其附图，将可进一步了解本实用新型的技术内容及其目的功效；有关附图为:
[0026]图1为本实用新型智慧水族鱼缸的架构示意图；
[0027]图2为本实用新型智能水族鱼缸的水族控制系统方块图。
[0028]100-生态鱼缸槽；110-实时监控摄像头；120_出水孔；130_LED水族灯；200_生物过滤槽；201-自净净化槽；210_微生物过滤装置；220_消毒杀菌装置；230_维生装置；240-净水装置；250_辅助补水泵；260_水质感知器组；261_水位侦测单元；262_温度侦测单元；263_盐度侦测单元；264-pH(酸碱浓度指数)值侦测单元；265_ORP (氧化还原电位)侦测单元；270_加热装置；280_冷却装置；290_抽水装置；300_水族控制系统；400_路由器；500_微滴定泵组；510_微滴管路；600-电源控制盒；700_接收端。
【具体实施方式】
[0029]以下结合实施例，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
[0030]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，但并不用于限定本实用新型。
[0031]以下，结合附图对本实用新型进一步说明:
[0032]请参阅图1、以及图2所示，本实用新型智慧水族鱼缸的架构示意图以及水族控制系统方块图，主要由生态鱼缸槽100、生物过滤槽200、自净净化槽201、水质感知器组260、水族控制系统300、微滴定泵组500组成，包括生态鱼缸槽100中，设有实时监控摄像头110及出水孔120，并自生态鱼缸槽100内部延伸至外部连接，其另于生态鱼缸槽100外的顶部设有LED水族灯130、底部下方则设有生物过滤槽200，其生物过滤槽200，包含微生物过滤装置210、消毒杀菌装置220、维生装置230、净水装置240、及辅助补水泵250，其中微生物过滤装置210接收由生态鱼缸槽100排放出的水藉由抽水装置290抽入微生物过滤装置210中，其中微生物过滤装置210包括机械过滤单元以及微生物过滤单元，以对生态鱼缸槽100内的水施以物理性及生物性质的过滤处理，其消毒杀菌装置220连接于微生物过滤装置210的后，以对过滤后的水再施以消毒杀菌处理，其维生装置230连接于消毒杀菌装置220的后，其主要包含溶氧控制单元，以对透过过滤消毒杀菌后的水进一步提高水中的溶氧率，其净水装置240连接于维生装置230的后，以净化具有高容氧率的水，最后再经由辅助补水泵250将具有高容氧率的净化水导入自净净化槽201中使用，自净净化槽201中包含有水质感知器组260，包含水位侦测单元261、温度侦测单元262、盐度侦测单元263、pH(酸碱浓度指数)值侦测单元264、及ORP (氧化还原电位)侦测单元265，各设有一侦测探头并设置于生物过滤槽内，将侦测值数据经由水族控制系统300进行处理，水族控制系统300，以电性连接实时监控摄像头110，其中包含实时监控单元310、分析单元320、智能决策回馈单元330、数据库单元340、以及预警与警报单元350，其实时监控单元310处理实时监控摄像头110所侦测擷取的影像，并储存至数据库单元340中，其分析单元320，分析数据库单元340中储存的数据以及水质感知器组260所侦测所得的数据，自动比对水生动植物的状态及是否符合设定值，再经由后方智能决策回馈单元330，决定是否需要将其分析结果通知饲养者，其预警与警报单元350连接于智能决策回馈单元330后，且接收智能决策回馈单元330的信息，将需传发的信息，由外部连接一路由器400发送信息至饲养者的接收端700，微滴定泵组500，设有一微滴管路510连通至自净净化槽201中，由接收智能决策回馈单元330所决定的信息，依照所需的剂量，自动适度分配微生态液剂量至自净净化槽201中；以及电源控制盒600，为分配所需电力至各结构中。
[0033]生态鱼缸槽200，具有环境控制性、生物安全性、自动化调节与节能性的特性，其中环境控制性，指利用实时监控该自净净化槽201中的水温，当自净净化槽201内温度高于水族控制系统设定的容许范围时，即藉由自动启动自净净化槽201来调节水温，相对的，当寒流来袭时，造成自净净化槽201内水温低于水族控制系统设定的容许范围时，便自动启动加热装置270来保持自净净化槽201内水温，再导入生态鱼缸槽200内，使生态鱼缸槽200内维持同一温度，若水温高于统设定的容许范围时，便自动启动以冷却装置280来保持自净净化槽201内水温，其中加热装置270，为加热照明灯，以照明灯的热能，使水温上升，并防止水温过度加热，造成水温过热；其生物安全性，指利用水质感知器组連续运作及由水族控制系统发出警讯，使养殖户得知水质異常，藉由监测水质结果迅速判断污染來源并进行处理，结合预警与警报、及智慧决策回馈，启动应急处理统，立即改善水质，以使该鱼缸中的水生动植物维持一定的健康；其自动化调节，指利用鱼缸所设置的水质感知器组监测，其包括溶氧、温度、PH、氧化还原值、氨氮的水质状况，并以当pH设定低于7.0，不利生物滤床硝化作用的进行时，会自动启动微帮浦以石灰水溶液滴定，确保统水质在最佳状况。
[0034]其生物过滤槽200，可以另以外挂的方式附加在生态鱼缸槽外部且另具有一好氧型过滤蓄水系统，并以多个固定化菌体设于悬浮于蓄水系统中，多个固定化菌体是为利用藻胶包蔽或以沸石为材质固定化硝化菌与去硝化菌种，并设置于蓄水系统中，其中固定化菌体，包括 Ni trosomonas (亚硝酸菌)、Ni trobacters (硝化菌)、Heterotro phicbacteria (异营性细菌)。
[0035]其实时监控单元310，另具有评估统(Asset health)来诊断该鱼缸内水质环境健康状态，以通知饲养者做处理，或以智能决策回馈单元进行分配微生态液剂量处理，以达到理想养殖环境，同时监控包含各生物维生指数，如包括DO溶氧、pH值、ORP值、盐度、磷镁钙的监测；亦有对水生动物进行摄食行为、鱼体体重与成长率、体组成与营养健康状态的摄影，并擷取其图文件信息，再以分析单元320进行分析，以提供饲养者拟订更佳饲养管理技术。
[0036]其分析单元320，以生态鱼缸槽100中的水生动植物的健康状态、水生动物的成长状态、颜色状态、以及活动力状态进行分析，且并具有一比色单元，以将水生动物的体色进行数字化，再进行分析体色与标准颜色的色差，以协助饲养者参考，并提供增艳扬技术。
[0037]其接收端700，可以以远距疾病诊断统，采用手动输入病征、病灶、或照片，以该诊断系统提出的医嘱、疾病处理方式与防治技术，提供饲养者防治及处理，另外饲养者可藉由无线网络联机的方式与接收端100上的水产专家或其他饲养者进行生物学与养殖技术咨询，此外，更设计了养殖管理、水产食品相关的软件服务，提升水产养殖质量与效益，结合感测科技的水产养殖的创新应用。同时智能水族鱼缸配置有水面及水底实时监控摄像头110与各类型感测装置，可对养殖环境与鱼群进行监测。
[0038]利用生物过滤槽与智慧水族鱼缸的环境参数进行自动化实时监控，生物过滤槽或智能水族鱼缸内的环境因素包括投饵量、养殖槽的水温、酸碱值、溶氧度、盐度、导电度(ORP)、氨氮、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、硫化氢(H2S)、叶绿素、透明度等。利用远程控制及水族控制系统的设计，并透过自动投饵、摄食监控、残饵监控、养殖密度、成长状况、水中环境(如PH值)、溶氧量等实时监控来对养殖池或水族鱼缸作有效的管理，以达到节省饲料、节省用电、节省管理人力的目标，使循环水养殖统能普遍推广。并应用通讯技术使养殖者可以在办公室透过人机界面随时掌握养殖场内每一口养殖池的运转情况及其水质变化，同时可立即依现场状况透过通讯网络修改运转参数使养殖池维持在理想的状态。
[0039]本实用新型是另以以下技术方案来实现:本实用新型智慧水族鱼缸专用长期免换水微生态液制剂，其该微生态液包括有以重量份数计的下列成分:
[0040]5%复合微生物浓缩母液(如CBM复合微生物浓缩母液)，其中包含各大类菌种:光合菌群、硝化菌群、乳酸菌群、放线菌群及霉菌群、酵母菌群、真菌类群、异营硝化菌群、芽胞菌群、枯草杆菌群、醋酸杆菌群等各大类菌的纯种菌群，加上5%糖蜜以及90%纯水所制成，经过特殊组合与共生培养技术(SCT)发酵培养后生产的功能复合菌群，使具有沉降和降解有机污染物及藻类、除臭、净化水质效果长久等特点。
[0041]其上述CBM复合微生物浓缩母液中的各菌群类属性的功能如下:
[0042]光合菌群，具有净化养殖水体，提高水质的功效，并且是蛋白质的来源，能补充能量，行光合作用；
[0043]硝化菌群，其主要可分解水中的氨气(Ammonia)，并分解成亚硝酸、亚硝酸分解为硝酸根；
[0044]乳酸菌群，具有很强的杀灭病菌能力，亦可抑制致病菌活动，有害线虫也逐渐消失，并可与光合菌硝酸菌等菌丛共生、调节PH值让菌丛生长正常；
[0045]酵母菌群，利用氨基酸、糖类及其它有机物质，产生促进其它有益微生物增殖所需要的基质，提供给养保障，并作为苗类仔鱼的食物来源、营养载体；
[0046]枯草杆菌群，可分解腐植层净化底泥，协同光合菌、硝化菌达到净化作用；
[0047]放线菌群及霉菌群，产生各种抗生物质，可抑制病原菌，并创造出其它有益微生物增殖的生存环境，其所分解的物质容易被动物吸收，从而增强动物对各种病害的抵抗力和免疫力，并可产生维生素、酶、抑菌具抗氧化作用，消除恶臭；
[0048]醋酸杆菌群、固氮菌群(Pseudomonas sp)、及生长菌群(根瘤菌)(Rhizopus)，可形成好气性和嫌气性细菌结构的共生态主要推手固定氮源使肥分不易流失，使根部迅速生长，抓地力强，供给作物养分。
[0049]其中，光合细菌的菌体以有机酸、氨基酸、氨和醋类等有机物和硫化氢作为供氧体，通过光合磷酸化获得能量，在水中光照条件下可直接利用降解有机质和硫化氢并使自身得以增殖，同时净化了水体；光合细菌利用观赏鱼类的排泄物、食物残料以及有毒有害的硫化氢、酸性物质作为基质大量繁殖，提高水体中溶解氧含量，调节pH值，并使氨氮、亚硝酸态氮、硝酸态氮含量降低，水族箱底淤泥蓄积量减少，抑制有害藻类和病原微生物，使水体得以净化，并增加水中溶氧量，光合细菌还可进行光合成、有氧呼吸、固氮、固碳等生理机能，且富含蛋白质、维生素、促生长因子、免疫因子等营养成分，在功能上可与抗生素相媲美，并且更具有安全性。
[0050]将微生态液投入污水中，CBM和藻类就产生了互惠共生的关，酵母类菌和放线类菌借水中存在的一些藻类、原生动物和某些微型后生动物，形成以CBM菌为绝对优势的菌胶团。菌胶团具有很强的生物吸附能力和氧化分解有机物能力。它具生理、物理、化学吸附作用和凝聚、沉淀作用，在其与景观水中呈悬浮状的有机污染物接触后能够使后者失稳、凝聚，并被吸附在活性生物表面，活性生物有很大的比表面积，能与混合液广泛接触，在较短的时间内，通过吸附和沉降作用，就能够除去水中大量的呈悬浮状的有机为原生动物和微生物提供良好的生存环境，除去毒物、提供食料、使溶解氧升高，使原生动物和微型动物有了一个附着场所，这样原生动物和微型后生动物又起到净化水的作用。腐生性营养的鞭毛虫通过渗透作用吸收水中溶解性有机物，大多数原生动物能吞噬有机颗粒及其它微小生物，同时能使细菌凝聚成大的絮凝体，促使絮凝和沉淀作用，进一步净化了水质。因此，BOD5(五日生化需氧量)能下降60-70%，COD能下降45-50%。
[0051]CBM菌中的硝化菌的硝化作用，将NII3N转化成硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，再利用反硝化菌将其反硝化还原成N2，溢出水面释放到大气中，参与自然界的物质循环，乳酸菌在厌氧的条件下分解蛋白质、脂肪、碳水化合物等，乳酸菌在厌氧的条件下分解体内的多聚磷酸产生的ATP，利用ATP主动运输方式吸收乳酸菌提供的以上三种基质，进入细胞内合成取0 —羟基丁酸盐，与此同时释放出P043-于环境中供养鱼用。乳酸菌又在好氧条件下，分解体内聚0 —羟基丁酸盐和外源基质，产生了质子驱动力，将体外的P043-运输到体内合成ATP和核酸，将过剩的P043-聚合成细胞贮物。通过反复生物化学反应和养鱼来达到除磷的效果。
[0052]CBM菌胶团具有很强的生物吸附能力和氧化分解有机物能力，枯草芽孢杆菌能产生蛋白酶，分解蛋白。环状芽孢杆菌能产生淀粉酶，分解淀粉。地衣芽孢杆菌能分解木质素，为其他微生物提供营养，使其它菌在菌胶团中增加的活性，提高了 CBM菌对悬浮物的去除。SS去除率达55-60%。
[0053]光合类细菌是属于光能异养型微生物，可利用太阳光作为能源，依靠体内的光合色素，利用二氧化碳和水或硫化氢合成有机物，构成自身细胞物质。在无氧条件下利用甲烷、吲哚、甲硫醇等简单的有机物进行光合作用。在黑暗中微量好氧条件下进行氧化代谢，还原成C02和H2构成自身细胞，生成糖类和碳水化合物，供其它菌用。光合类菌能抑制硫化菌的生长，减少水中硫化氢的含量，硫化氢不会溢出水面，达到了除臭的效果。
[0054]CBM菌中吸收水中的溶解氧，将有机物氧化分解为H20、C02、NII3、N03-、P043-、S042-?细菌利用自身分解含氮有机物产生的NII3和水中营养物质合成细胞物质。光合菌利用H20和C02进行光合作用合成碳水化合物，再吸收NH3和S042-合成蛋白质，吸收P043-合成核酸供细菌使用。CBM复合菌产品中发酵的丝状菌群(厌氧)。以发酵酒精时使用的曲霉菌属为主体，它能和其他微生物共存，尤其对土壤中酯的生成有良好效果。
[0055]因为酒精生成力强，能防止蛆和其他 害虫的发生，并可以消除恶臭。
[0056]CBM技术是目前世界上应用范围最大的一项生物工程技术。只要使用恰当，它就会与所到的处的良性力量迅速结合，产生抗氧化物质，消除氧化物质，消除腐败，抑制病原菌，形成良好的生态环境。在种植、畜牧、水产、环保、饲料、人体家庭保健等方面都有显著作用。它具有改良土壤、增强光合作用、改善水质、除臭粪、促生长、抗病、改善畜禽质量、抑菌等功效。
[0057]用“优势原则”(dominance principle)来解释CBM菌的有效性。CBM菌可以分成三组:积极微生物(再生(regenerat1n))，消极微生物(分解，退化(decomposit1n, degenerat1n))以及机会主义微生物。在不同的环境中(水，土壤，空气或人的肠道)，“积极”和“消极”微生物的比例是至关重要的，由此机会主义微生物就顺应再生或者退化的趋势。由于微生物的这种特性对不同环境有着积极的影响。和一般生物制剂相比，它具有结构复杂、性能稳定、功能齐全的优势，表现出前所未有的高科技水平。
[0058]其微生态液制剂具有下列特性:
[0059]稳定水色，益活菌在水中发挥功效的后，能将水中的有机质消化利用，减少水中有机物的厚度并进而控制藻类的组成(厚度)，减少倒藻的机会。尤其当浮游性藻类大量死亡的情况下，益活菌的存在更能防止有害病原生物的滋生，也能阻止藻类继续大量死亡后所引发的病原性微生物(细菌)和寄生虫的大量发生。尤其在一些底泥相当多的水池当中，使用益活菌能有效地将底泥转换为藻类所需的营养盐，进一步地刺激藻色的生成。在某些情况的下，还有转换藻色(藻种)的功效。而这些溶解在水中的有机物，更能有效地随着换水而排出池外，大大地提高了换水的效率。
[0060]移除底土中的沈积废物，底土中的沈积废物是影响水质和底栖生物栖息环境的头号杀手，尤其在气候相当炎热的夏天，这些悬浮在水中的有机物，常是引发寄生虫或是细菌大量滋生的因素。益活菌能将这些沈积物质自底层的堆积状况，分解的后悬浮于水中或水面(尤其在海水养殖环境中更是明显)，有机会以人工或是表层排水的方式将这些沈积废弃物质移出养殖环境。
[0061]去除水中的生物代谢废物，将水中生物的代谢废物以转换(氨转换为亚硝酸；亚硝酸转换为硝酸)或是加以利用(将氨直接成为其合成氨基酸的「胺基」来源)的方式，自水中移除氨氮废物，明显地防止泛池和氨中毒的现象发生。
[0062]增进饲料效应，许多存在水生环境中的益活菌，能直接或间接地成为幼鱼或是幼虾的饵料生物。这些富含营养的饵料生物，有助于缩短水中生物度过幼年脆弱的生理期的时间，提升其生长速度和存活率。
[0063]防止疾病发生增加抵抗力，在水生环境中建立优势的益活菌菌种的后，能有效地抑制外来致病菌大量繁殖，进而防止病害发生。
[0064]鱼虾体表洁净，水环境维持在优良的条件下使鱼虾无臭土味，提高鱼只价值。
[0065]其微生态液制剂具有下列优点:
[0066]产品成份组合完善合理，功能齐全，制作容易，含有并能增殖适合水草、鱼只生长存活的有益菌，有效地净化水体，减缓水族箱中水质腐化，能较长时间维持水质清新，还能补充蛋白质、维生素等营养，提高水生动植物的免疫力，较长时间保持水族箱的优良自然环境，简化水族箱的管理操作。
[0067]水族养殖生物在可控制水质安全环境下，结合健康养殖与合理投饵技术可以达到长期免换水与养殖生物健康状态。成为智慧设施农业、生态与健康养殖中重要模式，极具开发前景。
[0068]较高的名贵水族生物也可以在智慧水族鱼缸内轻松地生产与饲养，效率极高，是水族经营商及生产商优选的一个投资项目。
[0069]综上所述，本实用新型智慧水族鱼缸，既可服务于当前水族饲养，又为高经水产养殖与城市农业的发展开辟出一条崭新的实践的路，用于养殖各类高经水产生物与农作物种植等，此种生态与健康技术所生产来的水产与农产品是绿色、安全、无污染的。不仅能满足消费者对安全、绿色水产品的需求，以及可亲近自然生态、陶冶情操、乐活品味，风水文创等，一举数得，为都市生活增添无穷的乐趣，更为未来科技农业前景提供很好的范例。
[0070]以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种智慧水族鱼缸，主要由一生态鱼缸槽、一生物过滤槽、一自净净水槽、一水质感知器组、一水族控制系统、一微滴定泵组所组成，其特征在于: 该生态鱼缸槽，设有一实时监控摄像头及一出水孔自内部延伸至外部连接，其另于该生态鱼缸槽外顶部设有一 LED水族灯、底部下方设有该生物过滤槽及该自净净水槽； 该生物过滤槽，为水质处理制剂存储区，具有自动调节回路，接收由该生态鱼缸槽所排出的水，经由过滤、制菌及净化，再导入该自净净水槽中； 该自净净水槽，存放具有高容氧率的净化水，其中另包含该水质感知器组，该水质感知器组具有多个独立侦测单元，以监测该生物过滤槽中的水质，并将所擷取的数据各别传送至该水族控制系统的一数据库单元中； 该水族控制系统，以电性连接该实时监控摄像头，并由多个单元组合而成； 该微滴定泵组，设有多个微滴管路连通至该生物过滤槽中，并藉由一智能决策回馈单元所决定的信息，自动分配适度的微生态液剂量加入至该生态鱼缸槽中；以及电源控制盒，分配所需电力至各结构中。2.如权利要求1项所述的智慧水族鱼缸，其特征在于，该生物过滤槽，另包含: 一微生物过滤装置，接收该生态鱼缸槽所排出的水，再藉由抽水装置抽入该微生物过滤装置中，进行初步过滤处理，并另具有一机械过滤单元以及一微生物过滤单元，以对该生态鱼缸槽内的水施以物理性及生物性质的过滤处理； 一消毒杀菌装置，设置连接于该微生物过滤装置的后，以对过滤处理后的水再施以消毒杀菌处理； 一维生装置，设置连接于该消毒杀菌装置的后，其主要包含一溶氧控制单元，以对透过过滤消毒杀菌后的水进一步提高水中的溶氧率； 一净水装置，设置连接于该维生装置的后，加以净化成具有该高容氧率的净化水；以及 一辅助补水泵，将该高容氧率的净化水导入该自净净水槽中存放。3.如权利要求1所述的智慧水族鱼缸，其特征在于，所述侦测单元包括: 一水位侦测单元，侦测该自净净水槽的水位，以防止该自净净水槽的水位过低或过尚; 一温度侦测单元，为侦测该自净净水槽的水温； 一盐度侦测单元，为侦测该自净净水槽的水盐度，以避免水质盐度过高； 一 pH值侦测单元，为侦测该自净净水槽的pH值；以及 一 ORP侦测单元，为ORP的侦测。4.如权利要求1所述的智慧水族鱼缸，其中其特征在于，该生物过滤槽，亦另以外挂式附加在该生态鱼缸槽外。5.如权利要求1所述的智慧水族鱼缸，其特征在于，该生物过滤槽，并另具有一好氧型过滤蓄水系统，并以多个固定化菌体设于悬浮于该蓄水系统中，所述固定化菌体为利用藻胶包蔽或以沸石为材质固定化硝化菌与去硝化菌种，并设置于该蓄水系统中。
【专利摘要】本实用新型公开一种智慧水族鱼缸，此种智能鱼缸能自动调控水质环境的水温、光照、pH、溶氧等因子，并提供了一个模拟人工饲养生态环境，实现对鱼缸内部水环境的自动清洁更新，实际达到长期免换水目标。本实用新型智能水族鱼缸也提供了自动喂食、健康与体色艳丽监控分析统，使饲养生物保持健康、艳丽状态，增加饲养者乐趣。此智能水族鱼缸的核心价值在于养鱼设施中装置由若干数字化智能控制系统组成，具有环境智能可控性、生态与健康养殖(生物安全性)、自动化调节与节能性等特点，是现代化科技养殖的重要标志。
【IPC分类】A01K63/04, A01K63/06
【公开号】CN204697757
【申请号】CN201520113749
【发明人】陆振冈
【申请人】南京莎菲特生物科技有限公司, 陆振冈
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年2月16日
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