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智慧水产养殖解决方案
1. 水产养殖智能系统简介
目前各水产院校、水产研究机构和水产养殖公司除极少数已配备了水质自动监测仪以外,一般单位并没有采用,其原因多是市场上的水质监测(分析)仪器价格昂贵,在目前人力相对廉价的情况下,一般不会采用这种监测仪器。但是随着水产养殖业的发展,整个水产行业在不久的将来必将发生经营观念上的彻底转变,也必将会逐步选择先进的水质监测系统服务于养殖作业流程。
     在水产养殖生产中,要求对池塘、水库、工厂化养鱼池等多种水体的水质进行实时监控,如养殖场、育苗场水源必须检测确定无化学污染源;养殖过程中,为了预测水质变化趋势,及时调整水质,每天要多次测定温度、浊度,溶解氧等水质指标。国内用于水产养殖的水质检测仪器一般都是离线式的实验室检测方式,需要取样,检测结果反馈周期长,更不能根据结果自动进行水质调节,一方面,结果反馈周期长,难以保证水产养殖的安全,另一方面,养殖人员要掌握充足的养殖知识,熟悉大量的对照数据,才能制定出合适的调节控制水质的方案,这就需要养殖人员具有较高的素质,而且要进行经常性的干预。由此可见,传统的水质监测方式由于测试周期长、数据反馈速度慢等原因,已经不能适应飞速发展的水产养殖业需求。 
本系统无线传感器网络技术设计,拥有多项专利技术。传统的监测系统采用铺设线缆的方式进行数据采集,工程量大、成本高,同时由于传感器大多通过微电压进行数据采集,过长的线缆铺设会导致数据的误差较大。本系统采用特有的电源管理系统结合超低功耗的芯片设计,使整套系统仅需要太阳能供电,并能够在连阴雨天气保证数月长期稳定的运行,系统还特别具有先进光学溶解氧传感器。

2. 影响水产养殖环境的关键参数
影响水产养殖环境的关键参数就是水温、浊度、溶氧等,但这些关键因素即看不见又摸不着很难准确把握。现有的水产管理是以养殖经验为指导,也就是一种普遍的养殖规律,很难做到准确可靠,产量难以得到保障。随着养殖业的不断发展,市场调节失控,竞争越来越激烈,掌握准确可靠的养殖数据,科学养殖,提高产量与品质,势在必行。

3. 水产养殖自动监控系统运行系统图

4. 水产养殖自动监控系统系统介绍
水产养殖环境远程智能监控系统由前端部分来完成对环境监测因子的含量的监测与汇总、转换、传输等工作,监测因子包括水温、光照、溶氧,氨氮,硫化物、亚硝酸盐等,这些监测因子由数据采集终端使用不同的方法进行测量获得一个非常准确的测量数据,此结果通过数据处理转换后经由网络向在线监测数据平台传输数据,在线监测数据传输平台来实现数据的接收、过滤、存储、处理、统计分析并提供实时数据查询等任务,当溶氧超过设定值的时候,自动开启或者关闭指定设备。整个系统可达到安全、可靠、准确、实时、全面、快速、高效的将真实的水产养殖环境信息展现在管理人员的面前。

5. 水产养殖自动监控系统组成
鱼塘水产养殖过程中需要自动检测水中溶氧量和水温,并在超过水温上限及溶氧量上、下限时进行自动报警和控制增氧机开/关的控制终端RTU.安特成设计的鱼塘水产养殖环境智能监控系统主要是用传感器、增氧机和RTU三部分组成。整个系统完成的功能是利用传感器采集到的温度和溶解氧信息,通过MODBUS总线传输到RTU进行数据处理,然后通过无线通讯方式与管理中心计算机联网,实时对各鱼塘单位进行监管和控制。(监测到鱼塘内的温度、溶氧量、水泵状态、增氧泵状态的采集,以及对水泵、增氧泵的开闭控制)本监控系统主要由接入层、传输层、业务层三部分组成
(1)接入层部分:鱼塘水产养殖环境智能监控系统实现了各个鱼塘点温度和溶氧量的采集和处理。接入的设备或器件(包括增氧泵等)的管理控制,以及工程安装、调试等。
(2)传输层部分:利用GPRS网络,为各个鱼塘底端监控接入中心平台提供组网方案和传输接入及其软件、工程安装、调测。
(3)业务层部分:监控中心平台以及接入其所下联的各个鱼塘监控所需的软硬件、工程及调试。

6. 功能设计:硬件功能
1.鱼塘温度、溶氧量数据的即时获取
      无论是监控中心还是鱼塘用户都可以实时的获取各个鱼塘的温度,溶氧量等信息。更加方便的实现了对各个鱼塘进行分析管理。
2.智能告警(预警提醒)
      鱼塘水产养殖环境智能监控系统提供短信告警功能 ,当某个鱼塘中的温度或是溶氧量达到预警值的数据及时反馈给用户,并在监控中心软件上体现出来。
3.远程控制管理(远程控制增氧泵启/停)
      监控中心通过系统设定可以自动控制增氧泵的启停,用户通过手机短信就可以知道当前鱼塘的实际状况。同时还可以通过手机实现对增氧泵状态监测管理并实现对增氧泵的启停控制。
4.告警联动,维护更方便
      当检测到设备(传感器,增氧泵等)运行异常时,及时上传告警,在时间通知到维护人员。
5.高稳定性
      RTU设备主机芯片采用工业级设计、低功耗、高稳定性的ARM嵌入式处理器设计;设备经过多种EMC检测,具备多种容错设计,保证系统具备性能稳定、安全可靠的高效特性,满足长时间、不间断工作而免维护的需求。
7. 物联网数据中心终端




8.  水产养殖自动监控系统主要特点
◆实用性:<水产养殖地理位置分散,因此采用覆盖广泛的网络高信号捕捉,必要是采用高增益天线,可确保网络的正常运行。
◆实时性:采用更新的通信和软硬件技术,建立了清晰和合理的系统架构,可以实现多线程的远程并发通信,在几秒时间内,可以让成百上千台的数据采集终端实时传送到监控中心进行集中监视和远程调度,实现故障信息的及时报警。
◆耐用性:可以进行系统或模块的无限扩展,便于长期的升级和维护,延长系统的寿命,通过更新部件,能让系统一直存在下去,而不至于整个系统瘫痪,造成大量的投资损失。
◆易维护性:系统可对远程数据采集终端执行相应的远程操作命令,包括远程参数设置,远程控制、远程数据抄收、远程终端复位、远程终端软件升级等。
◆操作简易性:系统软件功能完善,模块化、图形化设计,全过程全中文帮助,操作简单方便。
◆性价比高:该系统专为水产养殖环境监控量身定制,充分考虑到水产养殖环境各个环节的业务需求。

9.  水产养殖自动监控系统的研发前景
      智能化多参数养殖水质监测系统目前的开发仅限于对水环境因子的适时监控、预报预警方面,随着该产品的深入研究与系统功能的不断扩充,将逐步实现:
1、养殖宏观化
     宏观的测控,对养殖结构的合理化具有深远意义。
2、养殖科学化
     这里主要指养殖饲料、养殖药物更加合理,以节约成本,提高产量及品质。
3、科研便利化
     数据记录贯穿整个养殖过程。数据在为我们的生产提供宝贵依据的同时,也便利了我们今后研究,有助于提高研究的速度和质量。
4、养殖信息化
     通过特定的网络平台进行定单养殖、提供技术服务,帮助养殖业主规避风险、提高养殖成活率、增加效益。
5、养殖规范化
     通过对水质环境的及时了解、科学分析、便于规范养殖规模及结构,规范养殖各环节,更终目的形成标准化。
6、养殖区域扩大化
     智能化多参数养殖水质监测系统的远距离监控功能,将使深海养殖成为现实。

10.  水产养殖自动监控系统案例说明
鱼池水质管理,直接影响养鱼效益。衡量鱼池水质好坏的指标主要有:池水温度、酸碱度(PH值)、溶氧值和透明度。现将其测试技术简介如下:
    1.温度测试
    不同鱼类对水温的要求不同。鲢、鳙、草、鲤、团头鲂等属温水鱼类,适宜生活的水温为20℃~30℃。罗非鱼属热带鱼类,适宜水温为25℃~34℃。为了给鱼创造更适宜的温度环境,就要随时掌握池水的温度变化。监测水温更常用的是水银温度计,但只能测得表层水温。水质分析仪和溶氧测定仪,均有水温测试功能,且可测定不同水层的水温。
    2.溶氧值测试
    一般鱼类适宜的溶氧值为3毫克/升以上,当水中溶氧值小于3毫克/升时,鱼停止摄食和生长;溶氧值小于2毫克/升时,鱼就会浮头;在0.6~0.8毫克/升时开始死亡。过去测试溶氧值大多采用化学方法,即磺量法,这种方法虽然准确性较高,但既麻烦难度又大,一般养鱼户难以掌握。近年来已有不少测量溶氧值的电子仪器投放市场,如水质分析仪、溶氧测定仪等。这些仪器都有一个专用探头,只要把探头放到水中,将转换开关拨到测氧档,经过大约1~2分钟,仪表头上的指针就会指出水中的溶氧值。
    3.浊度测试
    所谓透明度,就是阳光透入水中的程度。透明度与水色直接相关,而水色又标志着水的肥瘦程度和水。
 
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