第一篇：物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)綜述

物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)綜述

一、海水養(yǎng)殖的分類(lèi)

1.工廠(chǎng)化養(yǎng)魚(yú)是指運(yùn)用建筑、機(jī)電、化學(xué)、自動(dòng)控制學(xué)等學(xué)科原理，對(duì)養(yǎng)魚(yú)生產(chǎn)實(shí)行半自動(dòng)或全自動(dòng)化管理，始終維持魚(yú)類(lèi)的最佳生理、生態(tài)環(huán)境，從而達(dá)到健康、快速生長(zhǎng)和最大限度提高單位水體魚(yú)產(chǎn)量和質(zhì)量，且不產(chǎn)生養(yǎng)殖系統(tǒng)內(nèi)外污染的一種高效養(yǎng)殖方式。

2.港塭養(yǎng)殖是利用沿海港汊或河口地帶的潮間帶灘涂，筑堤、蓄水、納苗進(jìn)行水生動(dòng)物粗養(yǎng)的一種養(yǎng)殖方式。港塭的類(lèi)型：1.天然盆地魚(yú)港2.人工魚(yú)港3.鹽田蓄水池作養(yǎng)魚(yú)港4.內(nèi)灣性魚(yú)港 3.海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖：在海水中設(shè)置以竹、木、合成纖維、金屬等材料等裝制成的一定形狀的箱體，將魚(yú)等放人其內(nèi)，投餌養(yǎng)殖的方式。

3.海水池塘養(yǎng)殖：在潮間帶或潮上帶，修建0.5～5hm２左右的土池，潮差納入或機(jī)械抽入(或兩者兼而用之)海水或半咸水，放人人工捕撈的天然苗或人工培育的魚(yú)種，進(jìn)行半精養(yǎng)或精養(yǎng)的養(yǎng)殖方式。

二、水產(chǎn)養(yǎng)殖重要的水質(zhì)因子[1]

1、pH值

pH值(酸堿度)是池塘水質(zhì)的重要指標(biāo)，不僅直接影響?hù)~(yú)類(lèi)的生理活動(dòng)，而且還通過(guò)改變水體環(huán)境中其他理化及生物因子間接作用于魚(yú)類(lèi)。魚(yú)類(lèi)最適宜在pH值為7．8～8．5的中性或微堿性水體中生長(zhǎng)，如果pH值低于6或高于10，就會(huì)對(duì)魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)造成危害。pH值過(guò)低，酸性水體容易致使魚(yú)類(lèi)感染寄生蟲(chóng)病，如纖毛蟲(chóng)病、鞭毛蟲(chóng)病。其次，水體中磷酸鹽溶解度受到影響，有機(jī)物分解率減慢，天然餌料的繁殖減慢。再者，魚(yú)鰓會(huì)受到腐蝕，魚(yú)血液酸性增強(qiáng)，利用氧的能力降低，盡管水體中的含氧量較高，還是會(huì)導(dǎo)致魚(yú)體缺氧浮頭，魚(yú)的活動(dòng)力減弱，對(duì)餌料的利用率大大降低，影響?hù)~(yú)類(lèi)正常生長(zhǎng)。pH值過(guò)高會(huì)增大氨的毒性，同時(shí)給藍(lán)綠藻水華產(chǎn)生提供了條件，pH值過(guò)高也可能腐蝕魚(yú)類(lèi)鰓部組織，引起大批死亡。

2、氨氮

氨氮對(duì)水生動(dòng)物的危害有急性和慢性之分。慢性氨氮中毒危害為：攝食降低，生長(zhǎng)減慢，組織損傷，降低氧在組織問(wèn)的輸送，魚(yú)和蝦均需要與水體進(jìn)行離子交換(鈉，鈣等)，氨氮過(guò)高會(huì)增加鰓的通透性，損害鰓的離子交換功能，使水生生物長(zhǎng)期處于應(yīng)激狀態(tài)，增加動(dòng)物對(duì)疾病的易感性，降低生長(zhǎng)速度，降低生殖能力，減少懷卵量，降低卵的存活力，延遲產(chǎn)卵繁殖。急性氨氮中毒危害為：水生生物表現(xiàn)為亢奮、在水中喪失平衡、抽搐，嚴(yán)重者甚至死亡。

3、亞硝酸鹽

當(dāng)水體中亞硝酸鹽含量過(guò)高時(shí)，亞硝酸鹽通過(guò)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的鰓部進(jìn)入血液，血液中運(yùn)輸氧氣的血紅蛋白與亞硝酸鹽結(jié)合變成不能運(yùn)輸氧氣的高鐵血紅蛋白，鰓部組織的分泌物出現(xiàn)應(yīng)激性增加，如果養(yǎng)殖水體長(zhǎng)時(shí)間維持高濃度的亞硝酸鹽，則水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物將出現(xiàn)鰓絲腫脹、黃鰓、爛 鰓等癥狀。養(yǎng)殖水體中氨氮和亞硝酸鹽的積聚會(huì)導(dǎo)致水體中藻類(lèi)非正常死亡，引起水體溶氧急劇下降、有害氣體增多，有害細(xì)菌和條件致病菌大量滋生，造成魚(yú)、蝦、蟹等養(yǎng)殖動(dòng)物的體質(zhì)下降，抗應(yīng)激能力差，易導(dǎo)致各種病原菌的侵襲，造成養(yǎng)殖動(dòng)物疾病的大量暴發(fā)且難以控制。亞硝酸鹽還可以與水體中溶解的胺類(lèi)物質(zhì)結(jié)合，形成具有強(qiáng)烈致癌作用的亞硝胺，對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物機(jī)體造成直接的損害，如對(duì)蝦，其主要表現(xiàn)為：多數(shù)病蝦在池塘表面緩慢流動(dòng)或緊靠淺水岸邊，呈現(xiàn)空胃，觸動(dòng)時(shí)反應(yīng)遲鈍，尾部、足部和觸須略微發(fā)紅。剛蛻殼的軟蝦較容易中毒，蛻殼高峰期常出現(xiàn)急性死亡現(xiàn)象。

4、硫化氫

硫化氫有臭蛋味，具刺激、麻醉作用，對(duì)魚(yú)類(lèi)有很強(qiáng)的毒性。硫化氫在有氧條件下很不定，可通過(guò)化學(xué)或微生物作用轉(zhuǎn)化為硫酸鹽。在底層水中有一定量的活性鐵，可被轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的硫或硫化鐵。水體中的硫化氫通過(guò)魚(yú)鰓表面和黏膜可很快被吸收，與組織中的鈉離子結(jié)合形成具有強(qiáng)烈刺激作用的硫化鈉，并還可與呼吸鏈末端的細(xì)胞色素氧化酶中的鐵相結(jié)合，使血紅素量減少，血液?jiǎn)适лd氧能力，同時(shí)可使組織凝血性壞死，導(dǎo)致魚(yú)類(lèi)呼吸困難，嚴(yán)重影響?hù)~(yú)類(lèi)的健康生長(zhǎng)，有的甚至大批量死亡。中毒魚(yú)類(lèi)的主要癥狀為鰓呈紫紅色，鰓蓋3胸鰭張開(kāi)，魚(yú)體失去光澤，漂浮在水面上。在缺氧條件下，硫化氫的來(lái)源途徑有二：一是含硫有機(jī)物經(jīng)過(guò)嫌氣細(xì)菌分解而成，二是水中硫酸鹽豐富，由于硫酸鹽還原細(xì)菌的作用，使硫酸鹽變成硫化物，在缺氧條件下進(jìn)一步生成硫化氫。

5、水溫

水溫直接影響水產(chǎn)動(dòng)物的體溫，而體溫直接影響著動(dòng)物體細(xì)胞的活動(dòng)及體內(nèi)參與代謝的酶的活力。因而水溫對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物具有極其重要的生物學(xué)意義。任何水產(chǎn)動(dòng)物都有極限耐受溫度范圍和最適生長(zhǎng)溫度范圍。如果要獲得最佳生產(chǎn)效益就要求養(yǎng)殖水溫控制在最適合生長(zhǎng)溫度范圍內(nèi)。對(duì)許多養(yǎng)殖品種，在最適生長(zhǎng)溫度范圍內(nèi)，有可能達(dá)到相同的生長(zhǎng)速度。另外，魚(yú)類(lèi)疾病對(duì)水溫的變化是很敏感的，例如：水霉病在水溫低于4℃或高于25。C時(shí)就會(huì)受到抑制。傳染性造血組織壞死病在水溫高于15℃時(shí)，自然發(fā)病消失。

6、溶解氧

溶解氧是池塘水產(chǎn)養(yǎng)殖最重要的一個(gè)水質(zhì)因子，決定了魚(yú)類(lèi)的生存、生長(zhǎng)、病害控制，影響池塘養(yǎng)殖密度和成活率，是提高魚(yú)塘產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，關(guān)系到池塘高密度養(yǎng)殖的成敗。

以上為淡水養(yǎng)殖的幾個(gè)重要水質(zhì)因子，海水養(yǎng)殖的重要水質(zhì)因子與淡水養(yǎng)殖水質(zhì)因子類(lèi)似，具體請(qǐng)參見(jiàn)《漁業(yè)水質(zhì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》。

以上六個(gè)影響水產(chǎn)養(yǎng)殖的水質(zhì)參數(shù)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)發(fā)展以前采用試劑或簡(jiǎn)單儀器測(cè)量方法，準(zhǔn)確性實(shí)時(shí)性均無(wú)法保障，24 h監(jiān)測(cè)更無(wú)從談起。目前，上述參數(shù)都可以通過(guò)電極、光電傳感器等探頭24小時(shí)不間斷在線(xiàn)檢測(cè)，相關(guān)傳感器以進(jìn)口為主，主要生產(chǎn)廠(chǎng)家在德國(guó)、奧地利、加拿大、美國(guó)等國(guó)家。

三、水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)

1、基于GSM的溫度、PH、溶解氧測(cè)量的海水養(yǎng)殖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[2] 本系統(tǒng)是與GSM 技術(shù)結(jié)合的監(jiān)測(cè)海水養(yǎng)殖的溫度、PH 值、含氧量的系統(tǒng)，系統(tǒng)綜合了單片機(jī)技術(shù)、GSM 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制算法技術(shù)等。系統(tǒng)是根據(jù)無(wú)人值班要求設(shè)計(jì)，應(yīng)用成熟的GSM短信息技術(shù)，靈活方便，可靠廉價(jià)。管理員可以遠(yuǎn)程利用手機(jī)來(lái)查詢(xún)現(xiàn)場(chǎng)的溫度或PH等數(shù)據(jù)，靈活方便。當(dāng)其值超出系統(tǒng)預(yù)設(shè)的報(bào)警范圍時(shí)，還可以通過(guò)GSM短信將溫控儀的溫度值和狀態(tài)定時(shí)發(fā)送給指定的手機(jī)上。可及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)溫度、PH值以及含氧量等情況并有效預(yù)防其大幅度變化帶來(lái)的損失，滿(mǎn)足了養(yǎng)殖區(qū)域無(wú)人堅(jiān)守的設(shè)計(jì)需求。

系統(tǒng)具體框圖：

硬件部分主要有：溫度測(cè)量模塊、PH 值測(cè)量模塊、溶解氧測(cè)量模塊、存儲(chǔ)模塊、液晶顯示模塊、鍵盤(pán)模塊、SIM300C 通信模塊、控制模塊等。

數(shù)據(jù)通訊采用SIM300C 無(wú)線(xiàn)通信模塊，這是由單片機(jī)發(fā)送AT 指令來(lái)控制GSM 模塊接收和發(fā)送手機(jī)短消息，我們使用PDU 編碼來(lái)控制發(fā)送短信的內(nèi)容，并由單片機(jī)進(jìn)行解讀，實(shí)現(xiàn)了信息的實(shí)時(shí)交互。

存儲(chǔ)模塊使用AT24C02，它存儲(chǔ)身份認(rèn)證信息，即將養(yǎng)殖業(yè)主的手機(jī)號(hào)碼存入該存儲(chǔ)器中，同時(shí)將測(cè)得的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)起來(lái)。當(dāng)用戶(hù)手機(jī)號(hào)給放置在SIM 卡槽里的卡號(hào)打電話(huà)時(shí)，單片機(jī)會(huì)從存儲(chǔ)器把實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)通過(guò)SIM300C 通信模塊發(fā)送給養(yǎng)殖業(yè)主，從而實(shí)現(xiàn)了信息的實(shí)時(shí)交互。實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)殖場(chǎng)地?zé)o人堅(jiān)守就可以了解養(yǎng)殖環(huán)境的溫度、PH 值、含氧量的性能指標(biāo)。

顯示模塊采用液晶LCD 顯示器12864 實(shí)現(xiàn)溫度、PH 值、含氧量三個(gè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示。鍵盤(pán)模塊采用點(diǎn)陣式鍵盤(pán)，用于存入和修改用戶(hù)手機(jī)號(hào)，以及寫(xiě)入溫度、PH 值、溶解氧的上下限的值。寫(xiě)入兩個(gè)溫度傳感器的ID號(hào)。

2、工廠(chǎng)化水產(chǎn)養(yǎng)殖溶解氧自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)[3] 為以曝氣增氧方式的養(yǎng)殖系統(tǒng)(養(yǎng)殖平均體重為450 g的虹鱒Oncorhynchusmykiss，養(yǎng)殖密度為27ks／m3)設(shè)計(jì)了在線(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，即對(duì)水體溶解氧進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，對(duì)增氧設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制。該監(jiān)控系統(tǒng)是以覆膜溶解氧電極作為檢測(cè)元件，用組態(tài)王軟件設(shè)計(jì)在上位機(jī)中運(yùn)行的監(jiān)控系統(tǒng)完成在線(xiàn)檢測(cè)，以PLC為下位機(jī)直接控制增氧氣泵實(shí)現(xiàn)溶解氧控制功能。結(jié)果表明：該溶解氧在線(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)能直觀(guān)地在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示養(yǎng)殖現(xiàn)場(chǎng)溶解氧的變化情況，并可以?xún)?chǔ)存、打印、記錄溶解氧的變化數(shù)值，為掌握溶解氧的變化規(guī)律，分析溶解氧產(chǎn)生變化的原因提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。對(duì)增氧設(shè)備進(jìn)行控制，可確保水體中的溶解氧維持在適合魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)的最佳范圍內(nèi)，減少了設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，降低了生產(chǎn)過(guò)程的能源消耗，取得了較好的效果。

系統(tǒng)框圖：

3、水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)管物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)

[4] 本文提出并構(gòu)建了水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)過(guò)程中的4個(gè)子系統(tǒng)：水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、水產(chǎn)品健康養(yǎng)殖智能化管理系統(tǒng)、水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)象個(gè)體行為視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、“氣象預(yù)報(bào)式”信息服務(wù)系統(tǒng)。其中，水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境的測(cè)控；水產(chǎn)品健康養(yǎng)殖智能化管理系統(tǒng)可以進(jìn)行精細(xì)投喂和水產(chǎn)品的疾病診斷；水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)象個(gè)體行為視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)水產(chǎn)品個(gè)體行為進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)控，進(jìn)行動(dòng)物行為診斷；“氣象預(yù)報(bào)式”信息服務(wù)系統(tǒng)可以為水產(chǎn)養(yǎng)殖進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)式的預(yù)測(cè)和采取防范措施。

（1）水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

基于智能感知技術(shù)的水質(zhì)及環(huán)境信息智能感知技術(shù)：采用具有自識(shí)別、自標(biāo)定、自校正、自動(dòng)補(bǔ)償功能的智能傳感器，對(duì)水質(zhì)和環(huán)境信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，全面感知養(yǎng)殖環(huán)境的實(shí)際情況。

基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的水質(zhì)及環(huán)境信息無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)：當(dāng)前無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)對(duì)環(huán)境的監(jiān)控基本處于成熟階段，可運(yùn)用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、嵌入式測(cè)控技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)短距離通訊和無(wú)線(xiàn)通信；研制系列無(wú)線(xiàn)采集節(jié)點(diǎn)、無(wú)線(xiàn)控制節(jié)點(diǎn)和無(wú)線(xiàn)監(jiān)控中心，開(kāi)發(fā)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理軟件，構(gòu)建適合集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖應(yīng)用的水質(zhì)及環(huán)境信息無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)，將有效解決水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域應(yīng)用覆蓋范圍大、能耗約束強(qiáng)、環(huán)境惡劣和維護(hù)能力差等條件下信息的可靠傳輸難題。

水質(zhì)管理決策模型建設(shè)：本系統(tǒng)將根據(jù)氣溫對(duì)水溫的影響，餌料及水產(chǎn)品的代謝物對(duì)養(yǎng)殖水體pH值的影響，養(yǎng)殖密度對(duì)日增重量、日生長(zhǎng)量和成活率的影響，水體增氧對(duì)養(yǎng)殖水體中溶氧量和氨氮的影響，氨氮、亞硝態(tài)氮對(duì)化學(xué)需氧量(COD)的影響，氨氮、亞硝態(tài)氮對(duì)葡萄糖吸收能力的影響，殘餌、糞便對(duì)水質(zhì)的影響等，建立水質(zhì)參數(shù)預(yù)測(cè)、生物增長(zhǎng)等系列定量關(guān)系動(dòng)力學(xué)模型，解決水質(zhì)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)問(wèn)題，為水質(zhì)預(yù)警控制、飼料投喂和疾病預(yù)防預(yù)警提供數(shù)據(jù)支持。

基于智能控制技術(shù)的環(huán)境設(shè)備控制技術(shù)：針對(duì)現(xiàn)有養(yǎng)殖設(shè)備(如增氧機(jī))工作效率低、能耗高、難以用精確數(shù)學(xué)模型描述等問(wèn)題，通過(guò)分析研究控制措施與參數(shù)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，動(dòng)態(tài)調(diào)整環(huán)境控制措施，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖設(shè)備的智能控制，以降低能量消耗，節(jié)約成本。（2）水產(chǎn)品健康養(yǎng)殖智能化管理系統(tǒng)

自動(dòng)化投飼系統(tǒng)：利用監(jiān)控軟件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過(guò)局域網(wǎng)、手機(jī)等工具，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程異地監(jiān)控。在人員不在養(yǎng)殖現(xiàn)場(chǎng)的情況下，能實(shí)時(shí)掌握投料情況、養(yǎng)殖產(chǎn)品的進(jìn)食情況。利用遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，進(jìn)行定時(shí)定量精準(zhǔn)投喂控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定時(shí)精準(zhǔn)投料養(yǎng)殖，減少飼料損耗。在相對(duì)集中的養(yǎng)殖場(chǎng)所建立監(jiān)控平臺(tái)，在零星養(yǎng)殖場(chǎng)所可通過(guò)手機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。

水產(chǎn)品疾病診治系統(tǒng)：從水產(chǎn)品疾病早預(yù)防、早診治的角度出發(fā)，在對(duì)氣候環(huán)境、水環(huán)境和病源與水產(chǎn)品疾病發(fā)生關(guān)系研究的基礎(chǔ)上，確定各類(lèi)病因預(yù)警指標(biāo)及其對(duì)疾病發(fā)生影響的可能程度，建立水產(chǎn)品預(yù)警指標(biāo)體系，根據(jù)預(yù)警指標(biāo)的等級(jí)和疾病的危害程度，建立水產(chǎn)品疾病預(yù)警模型；建立疾病診斷推理網(wǎng)絡(luò)關(guān)系模型，建立水產(chǎn)品典型病蟲(chóng)害圖像特征數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)品疾病的早預(yù)防、及時(shí)預(yù)警和精確診治。（3）水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)象個(gè)體行為視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

①水產(chǎn)環(huán)境視頻采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的采集功能；②傳輸系統(tǒng)；③遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；④移動(dòng)終端，通過(guò)手機(jī)等移動(dòng)終端可以異地監(jiān)測(cè)水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)的情況。（4）“氣象預(yù)報(bào)式”信息服務(wù)系統(tǒng)

整合當(dāng)?shù)責(zé)峋€(xiàn)、農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)站資源等的水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)、水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)新聞及市場(chǎng)動(dòng)態(tài)信息，利用網(wǎng)格技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)異構(gòu)分布技術(shù)、中間件技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、人工智能等技術(shù)充分融合現(xiàn)有的水產(chǎn)信息資源，采用三網(wǎng)融合技術(shù)，為養(yǎng)殖企業(yè)和養(yǎng)殖戶(hù)提供水產(chǎn)養(yǎng)殖信息服務(wù)，解決生產(chǎn)管理、養(yǎng)殖技術(shù)推廣、市場(chǎng)信息服務(wù)等問(wèn)題。采用手機(jī)報(bào)、惠農(nóng)短信、農(nóng)林電視節(jié)目等信息技術(shù)手段，為養(yǎng)殖戶(hù)提供適時(shí)的水質(zhì)環(huán)境預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、應(yīng)急防范、技術(shù)咨詢(xún)服務(wù)。

4、基于物聯(lián)網(wǎng)Android平臺(tái)的水產(chǎn)養(yǎng)殖遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[5]

該文開(kāi)發(fā)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)Android平臺(tái)的水產(chǎn)養(yǎng)殖遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多傳感器節(jié)點(diǎn)的信息（pH 值、溫度、水位、溶解氧等環(huán)境參數(shù)）遠(yuǎn)程采集和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多控制節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)不受時(shí)間地域限制，用戶(hù)可以在任何具備網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方從手機(jī)上瀏覽并獲取數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)中導(dǎo)出到用戶(hù)的SD 卡上，以TXT 格式存儲(chǔ)，系統(tǒng)多手機(jī)用戶(hù)客戶(hù)端可以共享一臺(tái)服務(wù)器，具有很高的性?xún)r(jià)比。系統(tǒng)采用CC2430 作為底層管理芯片，控制部分采用模糊PID 控制算法，系統(tǒng)通過(guò)在江蘇省溧陽(yáng)長(zhǎng)蕩湖實(shí)驗(yàn)基地系統(tǒng)的實(shí)際調(diào)試，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到要求，溫度測(cè)量精度達(dá)到0.5℃，pH 值測(cè)量精度達(dá)到0.3，溶解氧的控制精度在±0.3 mg/L 以?xún)?nèi)，水位波動(dòng)控制在平均±1 cm 左右，能夠滿(mǎn)足水產(chǎn)養(yǎng)殖的需要。

系統(tǒng)主要分為底層模塊（水質(zhì)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，控制模塊），服務(wù)器，本地現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，遠(yuǎn)程監(jiān)控以及Android 手機(jī)客戶(hù)端等模塊。系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。為了解決系統(tǒng)的野外供電問(wèn)題，系統(tǒng)采用太陽(yáng)能供電方式對(duì)底層監(jiān)測(cè)模塊進(jìn)行供電。設(shè)計(jì)選用了SOC 系統(tǒng)芯片CC2430，模塊主要負(fù)責(zé)pH 值、溫度、水位、溶解氧等環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)采集，采用ZigBee協(xié)議，將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊發(fā)送，同時(shí)接收來(lái)自服務(wù)器的控制命令；溶解氧傳感器采用DO-952型溶解氧電極，pH 值傳感器采用上海雷磁公司生產(chǎn)的E-201-C型pH 復(fù)合電極。

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖：

5、構(gòu)建軟硬結(jié)合的水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)解決方案

[6] 通過(guò)該系統(tǒng)，養(yǎng)殖戶(hù)可以通過(guò)手機(jī)、PDA、計(jì)算機(jī)等信息終端，實(shí)時(shí)掌握養(yǎng)殖水質(zhì)環(huán)境信息，及時(shí)獲取異常報(bào)警信息，并可以根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果，實(shí)時(shí)自動(dòng)地調(diào)整控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的科學(xué)養(yǎng)殖與管理，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、綠色環(huán)保和增產(chǎn)增收的目標(biāo)。

該物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由水質(zhì)監(jiān)測(cè)站、增氧控制站、現(xiàn)場(chǎng)及遠(yuǎn)程監(jiān)控中心等子系統(tǒng)組成。

水質(zhì)監(jiān)測(cè)站可以選裝溶解氧傳感器、pH 傳感器、水位傳感器、鹽度傳感器、濁度傳感器等，配合智能數(shù)據(jù)采集器，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)水質(zhì)環(huán)境參數(shù)的在線(xiàn)采集、處理與傳輸。

增氧控制站包括無(wú)線(xiàn)控制終端、配電箱、空氣壓縮機(jī)與曝氣增氧管道（或增氧機(jī)）。無(wú)線(xiàn)控制終端匯聚水質(zhì)監(jiān)測(cè)站采集的信息，根據(jù)不同養(yǎng)殖品種對(duì)溶解氧的需求，通過(guò)算法模型控制增氧設(shè)備動(dòng)作。

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控中心包括WSN無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控計(jì)算機(jī)。無(wú)線(xiàn)控制終端匯聚的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)匯總到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控計(jì)算機(jī)，用戶(hù)可在本地查詢(xún)水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)，同時(shí)監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，做出控制決策，通過(guò)無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)向配電箱發(fā)送控制指令。

遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通過(guò)GPRS遠(yuǎn)程接入點(diǎn)接收無(wú)線(xiàn)控制終端匯聚的數(shù)據(jù)信息。用戶(hù)可以通過(guò)手機(jī)、PDA、計(jì)算機(jī)等信息終端遠(yuǎn)程查詢(xún)水質(zhì)信息，同時(shí)也可通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，做出控制決策，遠(yuǎn)程控制增氧設(shè)備。

6、基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)[7] 系統(tǒng)采用ZigBee技術(shù)和GPRS技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)殖水質(zhì)的各類(lèi)關(guān)鍵指標(biāo)：溫度、溶解氧含量、pH和濁度的實(shí)時(shí)采集、遠(yuǎn)程顯示和自動(dòng)報(bào)警；同時(shí)系統(tǒng)基于養(yǎng)魚(yú)知識(shí)庫(kù)的指導(dǎo)，通過(guò)PC或手機(jī)終端遠(yuǎn)程控制喂食器、加熱器、過(guò)濾和增氧機(jī)，實(shí)現(xiàn)智能化遠(yuǎn)程養(yǎng)魚(yú)。

（1）ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)由放置在水中的大量檢測(cè)節(jié)點(diǎn)和繼電控制節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，分別完成溫度、pH、濁度、溶氧等水質(zhì)參數(shù)的采集和對(duì)增氧機(jī)、投食器等設(shè)備的控制。各檢測(cè)節(jié)點(diǎn)終端的ZigBee和協(xié)調(diào)監(jiān)控器中的協(xié)調(diào)器，經(jīng)過(guò)多跳路由形式構(gòu)成ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感自組網(wǎng)絡(luò)。所有監(jiān)控量匯聚到協(xié)調(diào)監(jiān)控器內(nèi)ZigBee協(xié)調(diào)器。

（2）協(xié)調(diào)監(jiān)控器接收到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，再通過(guò)串口與GPRS模塊相連，并通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)，將水質(zhì)環(huán)境檢測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)服務(wù)器。

（3）監(jiān)測(cè)服務(wù)器除了存儲(chǔ)、發(fā)布監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)外，還建立養(yǎng)魚(yú)知識(shí)庫(kù)，內(nèi)容包括多個(gè)魚(yú)種的養(yǎng)殖條件和養(yǎng)殖方法。當(dāng)養(yǎng)殖環(huán)境參數(shù)超標(biāo)時(shí)可給出預(yù)警并提出指導(dǎo)性建議。

（4）應(yīng)用層面向養(yǎng)殖戶(hù)提供手機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端?？赏ㄟ^(guò)安裝在手機(jī)終端的應(yīng)用程序?qū)λ|(zhì)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且能夠遠(yuǎn)程控制養(yǎng)殖水域內(nèi)的加熱棒、增氧機(jī)、投飼機(jī)、過(guò)濾器等繼電控制器，完成智能化的遠(yuǎn)程水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖：

四、水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[8] 隨著我國(guó)邁入農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的關(guān)鍵時(shí)期，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)正從傳統(tǒng)的粗放式放養(yǎng)模式逐步向工廠(chǎng)化、集約化養(yǎng)殖模式發(fā)展。由于集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖密度大，當(dāng)出現(xiàn)水質(zhì)問(wèn)題時(shí)，往往已經(jīng)造成了無(wú)可挽回的損失，故水質(zhì)因素成為集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖中最為關(guān)鍵的一環(huán)。

介紹了水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控的技術(shù)體系，其體系結(jié)構(gòu)分為終端層、傳輸層和管理層３個(gè)部分，從國(guó)內(nèi)、外兩方面分析了各部分的發(fā)展及應(yīng)用研究現(xiàn)狀，指出水質(zhì)參數(shù)的采集和處理是目前的攻堅(jiān)環(huán)節(jié)，展望了養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控中感知層的信息融合、遠(yuǎn)程視頻傳輸?shù)膽?yīng)用、信息處理技術(shù)的集成與智能以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與集約化養(yǎng)殖的結(jié)合將是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

1、國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

（1）水質(zhì)參數(shù)采集

國(guó)內(nèi)的水質(zhì)參數(shù)采集技術(shù)起步較晚，由于設(shè)計(jì)要求和理念的差距，技術(shù)相對(duì)落后。我國(guó)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀70％以上來(lái)自進(jìn)口，相當(dāng)大比例的監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)仍舊依靠采樣后實(shí)驗(yàn)室分析的方法來(lái)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。我國(guó)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器的國(guó)產(chǎn)化研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)開(kāi)始于90年代中期，目前生產(chǎn)技術(shù)已取得了較大發(fā)展，形成了一定的規(guī)模。如西安交大研制了能同時(shí)檢測(cè)COD、氨氮和PH等３個(gè)參數(shù)的國(guó)內(nèi)第一臺(tái)水質(zhì)監(jiān)測(cè)樣機(jī)；上海雷磁公司研制出可測(cè)量水溫、PH、溶氧和電導(dǎo)率等4個(gè)參數(shù)的便攜式水質(zhì)檢測(cè)儀；北京東方德北科研發(fā)中心更是研制出能測(cè)量水溫、PH、溶氧、電導(dǎo)率和濁度等5個(gè)水質(zhì)常規(guī)參數(shù)的水質(zhì)檢測(cè)儀。另外，比較知名的還有江蘇電分析儀器廠(chǎng)、北京北分瑞利分析儀器有限公司和北京豐杰興源科技發(fā)展有限公司等生產(chǎn)的水質(zhì)分析檢測(cè)儀器。它們一般都具有自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換、遙控、標(biāo)準(zhǔn)輸出接口和數(shù)字顯示、自動(dòng)清洗、狀態(tài)自檢和報(bào)警、斷電保護(hù)和來(lái)電自動(dòng)恢復(fù)等功能。

（2）水質(zhì)參數(shù)傳輸技術(shù)

隨著無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線(xiàn)傳輸在養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越普遍。Lopez等[9]于2009建立了工廠(chǎng)化養(yǎng)魚(yú)環(huán)境PH、氨氮和溫度的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。Zhu等[10]在2010年建立了集約化養(yǎng)魚(yú)水質(zhì)遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可根據(jù)水質(zhì)含氧量的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)。陸衛(wèi)忠等[11]開(kāi)展了基于GPRS的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的研究，通過(guò)GPRS終端，利GPRS和Internet實(shí)現(xiàn)在控制范圍較廣、工作環(huán)境較惡劣條件下的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與控制。李道亮等[12]將無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于宜興河蟹養(yǎng)殖系統(tǒng)中，整個(gè)無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括農(nóng)用無(wú)線(xiàn)氣象站、水質(zhì)監(jiān)測(cè)站、溶解氧控制站，并且開(kāi)發(fā)了水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了溶解氧從測(cè)量、預(yù)測(cè)到控制等功能。可見(jiàn)，無(wú)線(xiàn)傳輸以其傳輸距離遠(yuǎn)、布置靈活、抗干擾和穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，將成為未來(lái)農(nóng)業(yè)信息傳輸?shù)内厔?shì)。（3）水質(zhì)監(jiān)控專(zhuān)家系統(tǒng)

20世紀(jì)70年代末至80年代初，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，美國(guó)誕生了世界上第一個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理專(zhuān)家系統(tǒng)。我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖專(zhuān)家系統(tǒng)的研究開(kāi)始于20世紀(jì)90年代，主要應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖病害的預(yù)測(cè)、診斷和防治以及水產(chǎn)養(yǎng)殖管理、運(yùn)輸?shù)确矫鎇13]，如網(wǎng)絡(luò)化淡水蝦養(yǎng)殖專(zhuān)家系統(tǒng)、漁業(yè)資源評(píng)估專(zhuān)家系統(tǒng)、鱘魚(yú)養(yǎng)殖專(zhuān)家系統(tǒng)等，在系統(tǒng)的功能、操作性和通用性方面取得了一些進(jìn)展。2003年，丁文等[14]開(kāi)發(fā)了魚(yú)病診斷專(zhuān)家系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為養(yǎng)魚(yú)戶(hù)和生產(chǎn)管理部門(mén)提供了魚(yú)病診斷與防治的輔助決策工具。2008年，北京林業(yè)大學(xué)溫繼文等[15]開(kāi)發(fā)了基于UML的魚(yú)病遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)預(yù)警與診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要通過(guò)監(jiān)測(cè)水環(huán)境，結(jié)合魚(yú)得病率和死亡率等指標(biāo)和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用定量方法預(yù)報(bào)魚(yú)病發(fā)生的程度?？偠灾?，管理層專(zhuān)家系統(tǒng)的對(duì)象由單一到全面，適應(yīng)性由個(gè)體到綜合，訪(fǎng)問(wèn)平臺(tái)由單一的PC機(jī)拓展到手機(jī)，開(kāi)發(fā)工具由Basic、C語(yǔ)言等傳統(tǒng)語(yǔ)言到Prolog、OKPS等專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)工具?？梢?jiàn)，開(kāi)發(fā)更加專(zhuān)業(yè)、綜合和實(shí)用的專(zhuān)家系統(tǒng)將是未來(lái)的趨勢(shì)。

3、發(fā)展趨勢(shì)

（1）信息融合與養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控的結(jié)合

感知層傳感器作為獲取水質(zhì)信息的唯一途徑，采集信息的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定可靠性、實(shí)時(shí)性和抗干擾性等將直接影響到控制器對(duì)信息的處理和傳輸，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能至關(guān)重要。多傳感器信息融合是指對(duì)多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行多級(jí)別、多層次、多方面的處理后而產(chǎn)生單一傳感器無(wú)法獲得的新的有意義的信息的過(guò)程。融合的思路大致為：尋求最適合養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控的一種或多種信息融合方法的組合，將養(yǎng)殖水質(zhì)的不同參數(shù)作為輸入量，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)組合作為輸出量，對(duì)不同知識(shí)源和對(duì)按時(shí)序獲得的若干傳感器采集的數(shù)據(jù)，在一定的準(zhǔn)則下加以自動(dòng)分析、綜合而進(jìn)行一系列的信息處理。由于各種不同的水質(zhì)參數(shù)之間存在著相互影響，多傳感器信息融合與水產(chǎn)養(yǎng) 殖水質(zhì)監(jiān)控的結(jié)合成為感知層面今后研究的趨勢(shì)。（2）無(wú)線(xiàn)視頻傳輸技術(shù)與水質(zhì)監(jiān)控的結(jié)合

隨著媒體傳輸技術(shù)和圖像壓縮技術(shù)的發(fā)展，視頻傳輸技術(shù)正向高清傳輸方向發(fā)展。3G技術(shù)的發(fā)展和成熟，使無(wú)線(xiàn)傳輸不再受前期傳輸速率低的局限，傳輸速率已經(jīng)可以有效支持視頻傳輸，因此遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)視頻傳輸有著很大的發(fā)展空間，這將使得養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控中全方位的清晰視頻監(jiān)控成為可能。

（3）養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控信息處理技術(shù)的集成化和智能化

現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)信息資源及信息處理技術(shù)的綜合開(kāi)發(fā)利用需求越來(lái)越迫切，單項(xiàng)的信息處理技術(shù)往往不能滿(mǎn)足需要。因此，數(shù)據(jù)檢測(cè)處理、預(yù)測(cè)預(yù)警和智能控制等多種信息技術(shù)的結(jié)合與集成將成為未來(lái)養(yǎng)殖水質(zhì)信息處理技術(shù)的發(fā)展方向。智能化是人類(lèi)思維在信息處理技術(shù)上的延伸，智能化系統(tǒng)在養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控中的應(yīng)用將使信息獲取、推理決策、評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)等更加自動(dòng)化，所以智能化也將是養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控信息處理技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。（4）物聯(lián)網(wǎng)與集約化養(yǎng)殖的結(jié)合

物聯(lián)網(wǎng)與集約化養(yǎng)殖的結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)是利用感知技術(shù)和智能裝備，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸、計(jì)算處理和知識(shí)挖掘，實(shí)現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無(wú)縫連接，達(dá)到對(duì)物理世界實(shí)時(shí)控制、精確管理和科學(xué)決策目的的一種巨大智能網(wǎng)絡(luò)。農(nóng)業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域之一，水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)成為重點(diǎn)研究方向。在物聯(lián)網(wǎng)的概念還沒(méi)被提出的時(shí)候，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者主要致力于農(nóng)業(yè)資源高效利用專(zhuān)家系統(tǒng)的研究，物聯(lián)網(wǎng)的到來(lái)開(kāi)辟了一條新的思路。單靠專(zhuān)家系統(tǒng)和決策系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，軟件和硬件必須一體化，信息采集、傳輸、處理和控制系統(tǒng)集成在一起才能實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的自動(dòng)化。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)感知技術(shù)和信息處理技術(shù)能獲取更多更準(zhǔn)確的信息，經(jīng)過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)將信息傳送到管理中心或者用戶(hù)手機(jī)，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，達(dá)到節(jié)本增效的目的?？傊锫?lián)網(wǎng)技術(shù)可以有效提升現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的信息化、自動(dòng)化水平，將其與集約化養(yǎng)殖模式相結(jié)合是現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的重要方向。

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第二篇：水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)

魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)

魚(yú) 類(lèi) 養(yǎng) 殖 水 質(zhì) 監(jiān) 測(cè) 管 理 系 統(tǒng)

設(shè)計(jì)單位：廣州萊安智能化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)有限公司

地址：廣州市天河區(qū)中山大道建中路11號(hào)103

歡迎來(lái)電索取詳細(xì)方案或來(lái)電洽談機(jī)房、機(jī)房監(jiān)控、機(jī)房建設(shè)、樓宇智能化等各類(lèi)機(jī)房設(shè)備業(yè)務(wù)，免費(fèi)提供設(shè)計(jì)方案，價(jià)格實(shí)惠

目錄：

一、魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖管理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)背景............................4

二、魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖管理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述............................4

三、建設(shè)魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)目的........................4

四、魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)構(gòu)成........................5

五、魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)主要功能....................5

六、信息化水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)............................6

七、水產(chǎn)養(yǎng)殖智能檢測(cè)系統(tǒng)................................7

八、魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖中需要監(jiān)測(cè)的幾個(gè)方面.....................10

九、魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖需要的環(huán)境.................................11

一、魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖管理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)背景

由于魚(yú)塘的地理位置偏僻，經(jīng)常出現(xiàn)一些偷釣、偷捕的情況，甚至出現(xiàn)了不少魚(yú)塘遭到投毒的惡意事件，不僅給魚(yú)塘養(yǎng)殖戶(hù)帶來(lái)的重大損失，并且對(duì)當(dāng)?shù)刂伟补芾韥?lái)說(shuō)產(chǎn)生了很大影響。

魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖已經(jīng)是十分普遍的養(yǎng)殖項(xiàng)目，但因其肉類(lèi)鮮美，營(yíng)養(yǎng)豐富，種類(lèi)繁多，養(yǎng)魚(yú)業(yè)不僅沒(méi)被眾多水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)淘汰，反而呈現(xiàn)出發(fā)展上升的態(tài)勢(shì)。隨著自然環(huán)境的改變，很多珍惜魚(yú)類(lèi)瀕臨滅絕，如：娃娃魚(yú)、中華鱘魚(yú)……人工養(yǎng)殖漁業(yè)不僅成為滿(mǎn)足市場(chǎng)需求的做法，更是保存物種多樣性的最佳方式。

隨著科技的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)殖的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式開(kāi)始向這一新型養(yǎng)殖方式靠攏。物聯(lián)網(wǎng)采用無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化管理等先進(jìn)管理方法對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境、水質(zhì)、魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)狀況、藥物使用、廢水處理等進(jìn)行全方位管理、監(jiān)測(cè)，具有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集分析、食品溯源、生產(chǎn)基地遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上大大提高了產(chǎn)量。

中國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量占到了全世界總產(chǎn)量的73%，是名符其實(shí)的水產(chǎn)養(yǎng)殖大國(guó)。隨著物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)殖技術(shù)的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式開(kāi)始向這一新興養(yǎng)殖模式靠攏。國(guó)家農(nóng)業(yè)智能裝備工程技術(shù)研究中心農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)集成智能水質(zhì)傳感器、無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)通信、智能管理系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)等專(zhuān)業(yè)技術(shù)，對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境、水質(zhì)、魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)狀況等進(jìn)行全方位監(jiān)測(cè)管理，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、增產(chǎn)增收的目標(biāo)。

二、魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖管理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述

目前國(guó)內(nèi)的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)其水質(zhì)監(jiān)測(cè)基本上仍處于人工取樣、化學(xué)分析的人工監(jiān)測(cè)階段，其耗時(shí)費(fèi)力、精確度不高，并且需要有專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行操作。我們開(kāi)發(fā)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、數(shù)值輸出快而精確，并且可以實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖全過(guò)程的連續(xù)或適時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)于預(yù)防極端氣候造成極端水質(zhì)物理指標(biāo)及各水環(huán)境因子綜合的病害機(jī)理具有重要意義，可以指導(dǎo)我們的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，帶來(lái)利潤(rùn)。

目前各水產(chǎn)院校、水產(chǎn)研究機(jī)構(gòu)和水產(chǎn)養(yǎng)殖公司除極少數(shù)已配備了水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀以外，一般單位并沒(méi)有采用，其原因多是市場(chǎng)上的水質(zhì)監(jiān)測(cè)（分析）儀器價(jià)格昂貴，在目前人力相對(duì)廉價(jià)的情況下，一般不會(huì)采用這種監(jiān)測(cè)儀器。但是隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，整個(gè)水產(chǎn)行業(yè)在不久的將來(lái)必將發(fā)生經(jīng)營(yíng)觀(guān)念上的徹底轉(zhuǎn)變，也必將會(huì)逐步選擇先進(jìn)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)服務(wù)于養(yǎng)殖作業(yè)流程。

三、建設(shè)魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)目的

對(duì)于養(yǎng)殖戶(hù)來(lái)說(shuō)，魚(yú)塘的安全生產(chǎn)問(wèn)題必須要高度重視和盡快采取有效的方法手段來(lái)解決這一難題。目前養(yǎng)殖戶(hù)普遍采取的手段是增加人手進(jìn)行巡邏預(yù)防，然而起到的效果有限。利用現(xiàn)代安防科技及物聯(lián)網(wǎng)，我們可以建立一套安全防范管理及水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合人防與技防手段，實(shí)現(xiàn)魚(yú)塘的7X24模式實(shí)時(shí)監(jiān)控以達(dá)到安全生產(chǎn)的目的

四、魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)構(gòu)成

魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)利用傳感器測(cè)量出水中相應(yīng)的環(huán)境因子（如ph值，溶解氧，溫度等），然后利用相應(yīng)參數(shù)的在線(xiàn)儀表讀出傳感器傳出的信號(hào)，并可將這些信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)或者模擬電流信號(hào)，傳入現(xiàn)場(chǎng)plc控制系統(tǒng)以及終端，再通過(guò)編制的軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整理和數(shù)據(jù)分析，并實(shí)施預(yù)警預(yù)報(bào)。

（1）、信息采集系統(tǒng)：溫度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器，水體溶解氧、PH值、氨氮含量、亞硝酸鹽含量、水溫探頭。用途：用于監(jiān)測(cè)水域影響?hù)~(yú)類(lèi)生長(zhǎng)的各類(lèi)信息參數(shù)，及時(shí)消除不利因數(shù)。

（2）、無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)

用途：用于遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)采集。

（3）、自動(dòng)控制系統(tǒng):水口電磁閥、增氧泵、天窗自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉。

（4）、軟件平臺(tái)：遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)查看功能；自動(dòng)化控制功能；各類(lèi)預(yù)警功能；

五、魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)主要功能 魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)目前已完成和實(shí)現(xiàn)的

（2）主要功能包括作為下位機(jī)的分析儀、現(xiàn)場(chǎng)控制器和作為上位機(jī)的終端電腦應(yīng)用程序的一部分，能監(jiān)測(cè)多種水質(zhì)參數(shù)：水溫、水深、酸度、鹽度、含氧量等。

使用分析儀來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，分析儀的傳感器測(cè)得原始數(shù)據(jù)，通過(guò)信號(hào)分析獲得測(cè)量的參數(shù)值。車(chē)間里每個(gè)養(yǎng)殖池可放置一個(gè)或多個(gè)分析儀的傳感器，各分析儀之間利用485網(wǎng)絡(luò)連接，從而可將車(chē)間里各養(yǎng)殖池中水環(huán)境的多項(xiàng)參數(shù)連續(xù)不斷的采集起來(lái)。

終端電腦和下位機(jī)的通訊采用的是“主－從”式通訊方式，上位機(jī)通過(guò)rs232接口主動(dòng)發(fā)出命令或數(shù)據(jù)，下位機(jī)被動(dòng)響應(yīng)。

系統(tǒng)對(duì)養(yǎng)殖池分類(lèi)，分別設(shè)定不同的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，在采集到的魚(yú)池5參數(shù)超出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可進(jìn)行報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

終端電腦上的軟件對(duì)連接的養(yǎng)殖池水質(zhì)可進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)和手動(dòng)監(jiān)測(cè)。自動(dòng)監(jiān)測(cè)是對(duì)一組分析儀（也就是多個(gè)養(yǎng)殖池）根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔，按順序逐一進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，存入數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，進(jìn)行監(jiān)測(cè)；手動(dòng)監(jiān)測(cè)是根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔對(duì)一個(gè)指定的分析儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

在魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)中還可對(duì)各個(gè)分析儀進(jìn)行參數(shù)校正，以確保采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確有效；可修改分析儀的id號(hào)，位置信息等，方便分析儀和數(shù)據(jù)信息的管理與使用。

六、信息化水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

智能化多參數(shù)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的成功研發(fā)是電子信息技術(shù)與水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)的完美結(jié)合。該系統(tǒng)的推廣應(yīng)用將成為利用現(xiàn)代電子手段改造傳統(tǒng)行業(yè)的又一成功案例。在水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展中，隨著人們消費(fèi)水平和環(huán)保意識(shí)的提高，綠色水產(chǎn)越來(lái)越受到消費(fèi)者的青睞，傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式存在的種種弊端，已經(jīng)難以滿(mǎn)足市場(chǎng)的要求。因此發(fā)展智能化水產(chǎn)養(yǎng)殖，才能真正從根本上解決現(xiàn)在所面臨的問(wèn)題。

七、水產(chǎn)養(yǎng)殖智能檢測(cè)系統(tǒng)：

采用具有自識(shí)別功能的檢測(cè)傳感器，對(duì)水質(zhì)、水環(huán)境信息（溫度、光照、深度、PH值、溶解氧、濁度、鹽度、氨氮含量等）進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。

基于現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的水產(chǎn)養(yǎng)殖整體解決方案，主要包括三個(gè)部分：信息采集、自動(dòng)控制和信息發(fā)布與智能決策。

1、魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)：

依據(jù)水產(chǎn)品在各養(yǎng)殖階段的長(zhǎng)度與重量關(guān)系，養(yǎng)殖環(huán)境因素與餌料養(yǎng)分的吸收能力、攝取量的關(guān)系建立數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行實(shí)施采集。

2、水產(chǎn)養(yǎng)殖視頻監(jiān)控系統(tǒng)：

采用視頻監(jiān)控技術(shù)，能直觀(guān)的把養(yǎng)殖基地的現(xiàn)場(chǎng)情況呈現(xiàn)到我們眼前，為遠(yuǎn)程管理提供了直觀(guān)的信息。

在水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)域內(nèi)設(shè)置可移動(dòng)監(jiān)控設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)：（1）、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境實(shí)時(shí)查看；（2）、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控；

（3）、視頻資料可查看、傳輸和存儲(chǔ)，積累養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)。

3、智能化控制系統(tǒng)：

可實(shí)現(xiàn)換水、增氧、增溫、喂料等功能。由采集器根據(jù)目標(biāo)參數(shù)及與實(shí)際參數(shù)的偏差以及室內(nèi)環(huán)境的變化進(jìn)行計(jì)算，控制增氧泵、燈光、水泵等設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)加氧、補(bǔ)光和換水。（1）、增氧、投飼無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程控制

采用集散式控制模式，中央控制室和室外分布式網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，可設(shè)定或采用專(zhuān)家軟件靈活設(shè)定溶氧范圍，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制增氧；通過(guò)控制自動(dòng)投飼機(jī)和增氧機(jī)的啟動(dòng)次數(shù)、啟動(dòng)時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)短控制投飼量和增氧量，同時(shí)具有遠(yuǎn)程控制，數(shù)據(jù)記錄等功能。

控制方式靈活； 可以采取軟件在電腦或控制柜上直接控制增氧機(jī)和投餌機(jī)，也可以設(shè)定好自動(dòng)投飼機(jī)和增氧機(jī)的啟動(dòng)次數(shù)、啟動(dòng)時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)短控制投飼量和增氧量，自動(dòng)化程度高；數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)傳輸：可進(jìn)行遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)控制。（2）、智能增氧控制

增氧在線(xiàn)控制：利用水質(zhì)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)溶氧進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)養(yǎng)殖水體中溶解氧的實(shí)際情況，由中央控制室發(fā)出無(wú)線(xiàn)控制信號(hào)，控制增氧機(jī)開(kāi)關(guān)。通過(guò)控制軟件，可設(shè)定增氧機(jī)開(kāi)關(guān)的上下閾值。

4、環(huán)境采集

通過(guò)采集器和環(huán)境氣象站可以把水產(chǎn)養(yǎng)殖基地水質(zhì)的含氧量、溫度、光照等參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)氣象參數(shù)傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)平臺(tái)，通過(guò)數(shù)據(jù)報(bào)表、變化曲線(xiàn)和實(shí)時(shí)圖像方式顯示。用戶(hù)登錄環(huán)境監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)就可以查看基地任何時(shí)間段內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)圖表的分析可以提供生產(chǎn)管理建議。

5、信息管理平臺(tái)：

各省、市相關(guān)單位（水產(chǎn)局、畜牧水產(chǎn)局、水產(chǎn)技術(shù)服務(wù)推廣中心）通過(guò)該信息管理平臺(tái)可科學(xué)化、全方位的進(jìn)行智能部署，有效減輕管理人員工作量，提升監(jiān)管工作的及時(shí)性、準(zhǔn)確性和有效性。

6、、信息發(fā)布

信息發(fā)布系統(tǒng)分為L(zhǎng)ED顯示屏和大屏幕顯示電視墻終端。LED顯示屏用于實(shí)時(shí)顯示養(yǎng)殖基地的環(huán)境測(cè)量值。監(jiān)控中心或者調(diào)度室主要應(yīng)用大屏幕顯示電視終端。

7、智能決策 根據(jù)采集到的環(huán)境參數(shù)通過(guò)智能決策管理系統(tǒng)，可以設(shè)置報(bào)警限值，從而實(shí)現(xiàn)短信報(bào)警、郵件報(bào)警和遠(yuǎn)程控制。

8、短信報(bào)警（可選配置）

當(dāng)養(yǎng)殖水體中的溶解氧達(dá)到臨界值時(shí)，報(bào)警（觸控鍵入設(shè)定每個(gè)測(cè)量單元的最低和最高溶氧值范圍。低于最低值或高于最高值，系統(tǒng)將自動(dòng)報(bào)警）。報(bào)警信息以短信的形式發(fā)送到用戶(hù)手機(jī)。短信報(bào)警功能具有價(jià)格低，實(shí)用方便，管理平臺(tái)統(tǒng)一、成熟等優(yōu)點(diǎn)，讓用戶(hù)實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖設(shè)備的遠(yuǎn)程管理，使整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)更加完善。

八、魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖中需要監(jiān)測(cè)的幾個(gè)方面

1、養(yǎng)殖水域環(huán)境監(jiān)測(cè)

（1）溫度監(jiān)測(cè)

溫度是影響水產(chǎn)養(yǎng)殖的重要環(huán)境因素之一，這其中包括進(jìn)水口溫度，池內(nèi)溫度，養(yǎng)殖場(chǎng)空氣溫度等。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，在適合的水溫范圍內(nèi)：1）水溫越高，魚(yú)類(lèi)攝食量越大，更快生長(zhǎng)； 2）水溫越高，孵化時(shí)間越短。計(jì)算好合適的水溫，對(duì)魚(yú)的生長(zhǎng)起到重要作用。物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可24小時(shí)全天候監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖水域水體溫度，當(dāng)溫度高于或低于設(shè)定范圍時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，并將現(xiàn)場(chǎng)情況通過(guò)短信發(fā)到用戶(hù)手機(jī)上，監(jiān)控界面彈出報(bào)警信息。用戶(hù)可通過(guò)重新設(shè)置，自動(dòng)打開(kāi)水溫控制設(shè)備，當(dāng)水溫恢復(fù)正常值時(shí)，系統(tǒng)又會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。

（2）光照檢測(cè)

光照時(shí)間長(zhǎng)短、強(qiáng)弱決定著魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)的繁殖周期和生產(chǎn)品質(zhì)，光照系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算水域養(yǎng)殖時(shí)魚(yú)類(lèi)需要的光照時(shí)間長(zhǎng)短，是否需要開(kāi)關(guān)天窗。

2、養(yǎng)殖水域水質(zhì)監(jiān)測(cè)

（1）PH值監(jiān)測(cè)

PH值過(guò)低，水體呈酸性，會(huì)引起魚(yú)類(lèi)魚(yú)鰓病變，氧的利用率降低，照成魚(yú)類(lèi)生病或者水中細(xì)菌大量繁殖。系統(tǒng)安裝PH值測(cè)試探頭，當(dāng)水體PH值超過(guò)正常范圍時(shí)，水口閥門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟，進(jìn)行換水。

（2）溶解氧監(jiān)測(cè)

溶解氧的含量關(guān)系著魚(yú)類(lèi)食欲、飼料利用率、魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)發(fā)育速度等，當(dāng)水體溶解氧含量降低時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)增氧泵增氧。

（3）氨氮含量監(jiān)測(cè)

魚(yú)池塘中的氨氮來(lái)源于餌料、水生動(dòng)物排泄物、肥料及動(dòng)物尸體分解等，氨氮含量超高，會(huì)影響?hù)~(yú)類(lèi)生長(zhǎng)，過(guò)高則會(huì)造成魚(yú)類(lèi)中毒死亡，給生產(chǎn)帶來(lái)重大損失。系統(tǒng)監(jiān)測(cè)氨氮含量，超出正常值范圍時(shí)，就要對(duì)養(yǎng)殖區(qū)進(jìn)行清潔或換水。

九、傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖與現(xiàn)代化水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)別傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖大量使用人工，浪費(fèi)人力，增加成本?；蛘咭?yàn)樾畔⒉杉患皶r(shí)和殘缺，導(dǎo)致能源使用的浪費(fèi)。而物聯(lián)網(wǎng)智能系統(tǒng)能更好的規(guī)避這些問(wèn)題：

1、根據(jù)水質(zhì)，自動(dòng)開(kāi)啟、關(guān)閉水口電磁閥進(jìn)行換水；

2、自動(dòng)檢測(cè)養(yǎng)殖區(qū)含氧量，無(wú)需24小時(shí)增氧，當(dāng)氧量不足時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)增氧泵；

3、養(yǎng)殖區(qū)溫度過(guò)高時(shí)，天窗自動(dòng)開(kāi)啟散熱。

九、魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖需要的環(huán)境

漁業(yè)養(yǎng)殖水域是水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的生活環(huán)境，每一種水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物都需要有適合其生存的水質(zhì)環(huán)境。水質(zhì)環(huán)境若能滿(mǎn)足要求，水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物就能生長(zhǎng)和繁殖，如果水質(zhì)環(huán)境中的水受到某種污染，某些水質(zhì)指標(biāo)超出水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的適應(yīng)和忍耐范圍，輕者水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物不能正常生長(zhǎng)，重者可能造成水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物大批死亡。

溶解氧是指溶解于水中的分子態(tài)氧，是水中生物和植物生存不可缺少的條件。我國(guó)養(yǎng)殖的幾種主要魚(yú)類(lèi)，在成魚(yú)階段可允許的溶氧量為3mg／L以上。當(dāng)溶氧降低到2mg／L以下時(shí)，就會(huì)發(fā)生輕度浮頭；降到0．8—0．6mg／L時(shí)，出現(xiàn)嚴(yán)重浮頭(魚(yú)類(lèi)發(fā)生一次嚴(yán)重浮頭就像生一場(chǎng)大病一樣)；降到0．5—0．3mg／L時(shí)，魚(yú)就會(huì)窒息而死[2]。為此能有效地監(jiān)測(cè)和控制水中溶氧量成為水產(chǎn)養(yǎng)殖急需解決的問(wèn)題。魚(yú)池水質(zhì)管理，直接影響?zhàn)B魚(yú)效益。衡量魚(yú)池水質(zhì)好壞的指標(biāo)主要有：池水溫度、酸堿度(PH值)、溶氧值和透明度?，F(xiàn)將其測(cè)試技術(shù)簡(jiǎn)介如下： 1.溫度測(cè)試

不同魚(yú)類(lèi)對(duì)水溫的要求不同。鰱、鳙、草、鯉、團(tuán)頭魴等屬溫水魚(yú)類(lèi)，適宜生活的水溫為20℃～30℃。羅非魚(yú)屬熱帶魚(yú)類(lèi)，適宜水溫為25℃～34℃。為了給魚(yú)創(chuàng)造最適宜的溫度環(huán)境，就要隨時(shí)掌握池水的溫度變化。監(jiān)測(cè)水溫最常用的是水銀溫度計(jì)，但只能測(cè)得表層水溫。水質(zhì)分析儀和溶氧測(cè)定儀，均有水溫測(cè)試功能，且可測(cè)定不同水層的水溫。2.酸堿度測(cè)試

池水的酸堿度(PH值)既影響?hù)~(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)生活，又影響到池水中的營(yíng)養(yǎng)素，因此人們常用石灰來(lái)調(diào)節(jié)魚(yú)池水的酸堿度。對(duì)于鰱、鳙、草、鯉、團(tuán)頭魴等溫水魚(yú)類(lèi)，喜偏堿性水，其適宜PH值為7.5～8.5。測(cè)定池水酸堿度最簡(jiǎn)單可靠的方法，是使用石蕊試紙。測(cè)定時(shí)，將一張?jiān)嚰埥胨?～3分鐘后取出，再與酸堿度色譜對(duì)照，找到其中與試紙顏色相同的一段，就能知道池水的酸堿度了。3.溶氧值測(cè)試

一般魚(yú)類(lèi)適宜的溶氧值為3毫克/升以上，當(dāng)水中溶氧值小于3毫克/升時(shí)，魚(yú)停止攝食和生長(zhǎng)；溶氧值小于2毫克/升時(shí)，魚(yú)就會(huì)浮頭；在0.6～0.8毫克/升時(shí)開(kāi)始死亡。過(guò)去測(cè)試溶氧值大多采用化學(xué)方法，即磺量法，這種方法雖然準(zhǔn)確性較高，但既麻煩難度又大，一般養(yǎng)魚(yú)戶(hù)難以掌握。近年來(lái)已有不少測(cè)量溶氧值的電子儀器投放市場(chǎng)，如水質(zhì)分析儀、溶氧測(cè)定儀等。這些儀器都有一個(gè)專(zhuān)用探頭，只要把探頭放到水中，將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥到測(cè)氧檔，經(jīng)過(guò)大約1～2分鐘，儀表頭上的指針就會(huì)指出水中的溶氧值。4.透明度測(cè)試

所謂透明度，就是陽(yáng)光透入水中的程度。透明度與水色直接相關(guān)，而水色又標(biāo)志著水的肥瘦程度和水中浮游生物的多少。測(cè)定透明度可以自己制作一只黑白盤(pán)：用薄鐵皮剪成直徑為20厘米的圓盤(pán)，用鐵釘在圓盤(pán)中心打一個(gè)小孔，再用黑色和白色油漆把圓盤(pán)漆成黑白相間的顏色，在圓盤(pán)中心穿一根細(xì)繩，并在繩上劃上升度記號(hào)。將黑白盤(pán)浸入魚(yú)池水中，至剛好看不見(jiàn)圓盤(pán)平面時(shí)為止，這時(shí)繩子在水面處的長(zhǎng)度標(biāo)記值就是池水的透明度。如果透明度大于35厘米，說(shuō)明池水太瘦了，要追肥，可多投飼料；如果透明度小于25厘米，說(shuō)明池水太肥，要少投飼料，并加注新水。

設(shè)計(jì)單位：廣州萊安智能化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)有限公司

地址：廣州市天河區(qū)中山大道建中路11號(hào)103

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第三篇：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的作用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在漁業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

――青島勵(lì)圖高科

一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things)，即“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，包括兩層含意：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶(hù)端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間，進(jìn)行信息交換和通信

目前較普遍公認(rèn)的物聯(lián)網(wǎng)的定義是：通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

隨著漁業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在漁業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，逐漸緊密結(jié)合，形成了漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)包括：

1．信息感知技術(shù)。它是整個(gè)漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)鏈條上最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)。主要涉及傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、GPS 技術(shù)等。傳感器技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中常用于測(cè)定水體溶解氧、酸堿度、氨氮、電導(dǎo)率和濁度等參數(shù)。RFID 技術(shù)即Radio Frequency Identification(射頻識(shí)別)，俗稱(chēng)電子標(biāo)簽，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。該技術(shù)在水產(chǎn)品質(zhì)量追溯中有著廣泛的應(yīng)用。GPS 技術(shù)基于新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，具備進(jìn)行海、陸、空全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力，具有全天候、高精度、自動(dòng)化和高效益等顯著特點(diǎn)。GPS 技術(shù)運(yùn)用到漁業(yè)中，利用其實(shí)時(shí)三維定位和精確定時(shí)功能，可以對(duì)養(yǎng)殖情況、產(chǎn)品流向、產(chǎn)量等進(jìn)行實(shí)時(shí)描述和跟蹤。在現(xiàn)有信息感知技術(shù)的基礎(chǔ)上，目前正在研發(fā)基于EPC的物聯(lián)網(wǎng)，是指在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用全球統(tǒng)一的物品編碼技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的單件產(chǎn)品的跟蹤與追溯，相信該技術(shù)將很快應(yīng)用于漁業(yè)生產(chǎn)。

2．信息傳輸技術(shù)。它是漁業(yè)信息傳輸?shù)谋厝宦窂?。目前運(yùn)用最廣泛的是無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN)，是以無(wú)線(xiàn)通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的傳感器節(jié)點(diǎn)組成，負(fù)責(zé)感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀(guān)察者。如ZigBee 技術(shù)是基于IEEE802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)于無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)、安全和應(yīng)用等方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，被廣泛應(yīng)用在無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的組建中，如水環(huán)境監(jiān)測(cè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖和產(chǎn)品質(zhì)量追溯等。其次，基于Android 等移動(dòng)手機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等功能的信息傳輸技術(shù)開(kāi)發(fā)，將使得針對(duì)多控制節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)程控制更為方便快捷。

3．信息處理技術(shù)。它是實(shí)施漁業(yè)自動(dòng)化控制的技術(shù)基礎(chǔ)，主要涉及云計(jì)算、GIS、專(zhuān)家系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)等信息技術(shù)。其中云計(jì)算(Cloud Computing)是指將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間和各種軟件服務(wù)。GIS 主要用于空間信息數(shù)據(jù)庫(kù)和進(jìn)行空間信息的地理統(tǒng)計(jì)處理、圖形轉(zhuǎn)換與表達(dá)等，為分析差異性和實(shí)施調(diào)控提供處方?jīng)Q策方案。專(zhuān)家系統(tǒng)(Expert System，簡(jiǎn)稱(chēng)ES)，指運(yùn)用特定領(lǐng)域的專(zhuān)門(mén)知識(shí)，通過(guò)推理來(lái)模擬通常由人類(lèi)專(zhuān)家才能解決的各種復(fù)雜的、具體的問(wèn)題，達(dá)到與專(zhuān)家具有同等解決問(wèn)題能力的計(jì)算機(jī)智能程序系統(tǒng)。決策支持系統(tǒng)(Decision Support System，簡(jiǎn)稱(chēng)DSS)，是輔助決策者通過(guò)數(shù)據(jù)、模型和知識(shí)，以人機(jī)交互方式進(jìn)行半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化決策的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。

智能控制技術(shù)(Intelligent Control Technology，簡(jiǎn)稱(chēng)ICT)，是控制理論發(fā)展的新階段，主要用于解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問(wèn)題。智能信息處理技術(shù)研究?jī)?nèi)容主要包括 4 個(gè)方面：人工智能理論研究，即智能信息獲取的形式化方法、海量信息處理的理論和方法以及機(jī)器學(xué)習(xí)與模式識(shí)別；先進(jìn)的人－機(jī)交互技術(shù)與系統(tǒng)，即聲音、視頻、圖形、圖像及文字處理以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與流媒體技術(shù)；智能控制技術(shù)與系統(tǒng)，即給物體賦予智能，以實(shí)現(xiàn)人與物或物與物之間互相溝通和對(duì)話(huà)，如準(zhǔn)確的定位和跟蹤目標(biāo)等；智能信號(hào)處理，即信息特征識(shí)別和數(shù)據(jù)融合技術(shù)。

二、漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域

漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)目前已延伸到漁業(yè)行業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)：水產(chǎn)養(yǎng)殖管理、水產(chǎn)品質(zhì)量溯源、水產(chǎn)品供應(yīng)鏈、水產(chǎn)品加工、海洋漁業(yè)資源監(jiān)控、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、漁港監(jiān)管、漁船活動(dòng)信息收集、漁具輔助設(shè)備等。

1．水產(chǎn)養(yǎng)殖管理。在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面，傳感器可以用于水體溫度、pH 值、溶解氧、鹽度、濁度、氨氮、COD 和BOD等對(duì)水產(chǎn)品生長(zhǎng)環(huán)境有較大影響的水質(zhì)參數(shù)及環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)采集，進(jìn)而為水質(zhì)控制提供科學(xué)依據(jù)。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)李道亮團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖智能管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)溶解氧、pH 值、氨氮等水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)參數(shù)的監(jiān)測(cè)和智能調(diào)控，并在全國(guó)十幾個(gè)省市開(kāi)展了應(yīng)用示范（圖１），廣東也是示范省之一。2．農(nóng)產(chǎn)品安全溯源。能夠利用RFID 技術(shù)快速反應(yīng)、追本溯源，確定農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題所在。由于“多寶魚(yú)”、“瘦肉精豬肉”等農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全事故頻發(fā)，在北京、上海、南京等地已開(kāi)始采用條碼、IC卡和RFID 等技術(shù)建立農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)。一些單位開(kāi)始研究適合中國(guó)國(guó)情的基于物聯(lián)網(wǎng)的可追溯技術(shù)和架構(gòu)方法并部分實(shí)現(xiàn)了集成應(yīng)用。如楊信廷等將RFID 技術(shù)與傳感器技術(shù)有效結(jié)合，對(duì)水產(chǎn)品供應(yīng)鏈中的物流環(huán)節(jié)進(jìn)行全程監(jiān)控與追蹤。

3．基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)品供應(yīng)鏈。在水產(chǎn)品供應(yīng)鏈中引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，作為新式的信息技術(shù)手段，物聯(lián)網(wǎng)不僅能提高水產(chǎn)品供應(yīng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的作業(yè)效率與質(zhì)量，還集成了供應(yīng)鏈中各環(huán)節(jié)主體的生產(chǎn)運(yùn)作信息，包括水產(chǎn)品生產(chǎn)者、加工企業(yè)以及經(jīng)銷(xiāo)商之間的信息，實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫銜接，提高了每個(gè)個(gè)體對(duì)供應(yīng)鏈整體即時(shí)信息的可見(jiàn)度，有效地控制了供應(yīng)鏈中的信息流，提升了供應(yīng)鏈管理的柔性。以冷鏈運(yùn)輸控制為例：通過(guò)實(shí)現(xiàn)對(duì)水產(chǎn)品在運(yùn)輸過(guò)程中的溫度、光照等環(huán)境的智能控制，從而降低貨損率。在車(chē)廂中安置車(chē)廂控制單元TCU,采用ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)車(chē)廂內(nèi)部傳感器與RFID采集數(shù)據(jù)的傳輸，并將其傳遞給車(chē)頭控制單元OBU，而在OBU中裝有全球定位系統(tǒng)、基于RFID/NFC的司機(jī)身份驗(yàn)證系統(tǒng)、ZigBee模塊和其他管理功能模塊，它將采集到的TCU數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)到的車(chē)輛速度、位置、轉(zhuǎn)速等信息以及RFID掃描的司機(jī)識(shí)別信息通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳遞給分布式數(shù)據(jù)采集邏輯單元處理，構(gòu)建起水產(chǎn)品冷鏈在途運(yùn)輸?shù)臒o(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)，最終實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心對(duì)車(chē)輛的在途運(yùn)輸實(shí)時(shí)智能監(jiān)控，保持運(yùn)輸過(guò)程的低溫等環(huán)境，有效降低水產(chǎn)品的在途貨損率，如圖２所示。

4．在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用。一是原材料入庫(kù)環(huán)節(jié),從生產(chǎn)基地運(yùn)送到加工廠(chǎng)的活體水產(chǎn)品外包裝上貼有RFID電子標(biāo)簽，標(biāo)簽中記錄了當(dāng)前批次的生長(zhǎng)信息以及健康狀況，加工廠(chǎng)檢測(cè)人員通過(guò)掃描電子標(biāo)簽中的信息，對(duì)水產(chǎn)品進(jìn)行篩選和分類(lèi)，記錄原材料檢測(cè)結(jié)果和入庫(kù)信息，并將讀取到的信息傳遞到生產(chǎn)管理系統(tǒng)中。二是在加工過(guò)程中，RFID系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整條生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)識(shí)別和跟蹤，及時(shí)獲得產(chǎn)品數(shù)量、傳送路線(xiàn)、質(zhì)量水平等與生產(chǎn)工藝直接相關(guān)的數(shù)據(jù)，從而確保整個(gè)生產(chǎn)計(jì)劃的順利進(jìn)行。三是當(dāng)水產(chǎn)品加工完畢后，將會(huì)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行冷藏。冷藏間的貨架上將貼有RFID/EPC標(biāo)簽，水產(chǎn)品成品入庫(kù)時(shí)將會(huì)掃描托盤(pán)上的RFID/EPC標(biāo)簽，系統(tǒng)將找出對(duì)應(yīng)的貨架位置進(jìn)行存放，在冷藏間還裝配數(shù)個(gè)溫度傳感器，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可多點(diǎn)定時(shí)采集冷藏間的溫度，如果溫度超出設(shè)定安全范圍將自動(dòng)報(bào)警信息。當(dāng)需要查找產(chǎn)品時(shí)，只要在系統(tǒng)中輸入產(chǎn)品的名稱(chēng)或條碼信息，就可以很快通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)系統(tǒng)找到貨物存放的位置，方便貨物出庫(kù)。

5．海洋漁業(yè)資源監(jiān)測(cè)。在沿海大陸架水域，寒、暖流交匯水域，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)部署環(huán)境參數(shù)傳感器、實(shí)時(shí)圖像采集系統(tǒng)、與海事通訊衛(wèi)星、遠(yuǎn)洋監(jiān)測(cè)船、遙感航空器、全自動(dòng)海洋監(jiān)測(cè)站共同組成立體數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)檢測(cè)海洋水體溫度、鹽度、溶解氧含量、浮游生物種類(lèi)等環(huán)境數(shù)據(jù)，處理后得出漁業(yè)生物生長(zhǎng)狀況資料，為漁業(yè)決策部門(mén)提供實(shí)時(shí)海洋漁業(yè)資源狀況信息。

6．海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)。海洋面積占地球表面積的71%，海水面積廣闊。受監(jiān)測(cè)活動(dòng)區(qū)域范圍、海上交通和人力的限制，海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)檢測(cè)很難做到全面、及時(shí)、詳盡。物聯(lián)網(wǎng)以微波通訊和衛(wèi)星通訊為數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，打破了地域、時(shí)間限制，數(shù)據(jù)通過(guò)衛(wèi)星實(shí)時(shí)傳輸，以傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，建立自動(dòng)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)站，在海洋監(jiān)測(cè)船無(wú)法到達(dá)或不能長(zhǎng)期駐留地區(qū)對(duì)周?chē)h(huán)境進(jìn)行24h 不間斷監(jiān)測(cè)并實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)反饋污染性質(zhì)、污染物種類(lèi)、污染狀況、污染來(lái)源等一系列信息,提供環(huán)境預(yù)警信息，為治理和改善海洋環(huán)境污染、應(yīng)對(duì)突發(fā)海洋環(huán)境污染事件、有效保護(hù)漁業(yè)資源提供幫助。

7．漁港監(jiān)管。通過(guò)射頻識(shí)別系統(tǒng)、GPS 全球定位系統(tǒng)、漁港設(shè)施監(jiān)管系統(tǒng)等技術(shù)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜漁港信息的實(shí)時(shí)交換和定位跟蹤、監(jiān)控和智能管理。利用互聯(lián)網(wǎng)，整合冷凍倉(cāng)儲(chǔ)電子化管理系統(tǒng)和漁船生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)，為漁港管理提供各類(lèi)監(jiān)管和生產(chǎn)信息。

8．漁船活動(dòng)信息收集。漁船是漁業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的重要組成部分，漁船信息的收集主要采用漁船身份識(shí)別傳感、漁船載重傳感、GPS 定位、視頻采集等技術(shù)。通過(guò)漁船裝備內(nèi)嵌式智能芯片，傳感器識(shí)別和記錄漁船類(lèi)型、載重噸位、牌號(hào)、所屬公司等相關(guān)信息，方便漁業(yè)管理部門(mén)和貨主監(jiān)管、查詢(xún)。載重傳感器識(shí)別和記錄漁船的漁獲量，及時(shí)為港口冷凍加工、運(yùn)輸提供相關(guān)信息。

9．漁具輔助設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)。漁具輔助設(shè)備泛指漁業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中為提高捕撈效率而為漁具配置的儀器、儀表等輔助設(shè)備，其中主要是魚(yú)情探測(cè)設(shè)備。在捕撈區(qū)域部署水下傳感器、水下雷達(dá)、水下視頻采集設(shè)備等監(jiān)控魚(yú)類(lèi)活動(dòng)，實(shí)時(shí)向漁船發(fā)送魚(yú)群規(guī)模、魚(yú)群種類(lèi)、魚(yú)群活動(dòng)范圍數(shù)據(jù)，為選擇捕撈地點(diǎn)、捕撈時(shí)機(jī)、捕撈方式提供數(shù)據(jù)幫助。

第四篇：水產(chǎn)養(yǎng)殖智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

水產(chǎn)養(yǎng)殖智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

引言

工廠(chǎng)化水產(chǎn)養(yǎng)殖具有穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)、品質(zhì)好、耗水少等優(yōu)點(diǎn)，能有效檢測(cè)與控制養(yǎng)殖水中的各種環(huán)境參數(shù)，建立適于魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)的最佳環(huán)境。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)水產(chǎn)品生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)需求的分析和研究，已得到了很多水產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)需求的數(shù)據(jù)。國(guó)內(nèi)養(yǎng)殖場(chǎng)通常利用這些數(shù)據(jù)結(jié)合養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行投喂決策，但是如何以最低成本實(shí)現(xiàn)最佳的投喂仍然是亟待解 決的問(wèn)題。

分析國(guó)內(nèi)外學(xué)者在水產(chǎn)品智能化養(yǎng)殖方面的研究工作，本文基于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)智能化水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控系統(tǒng)，采用無(wú)線(xiàn)傳感器、ＲＦＩＤ、智能化自動(dòng)控制等先進(jìn)的信息技術(shù)和管理方法對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境、水質(zhì)、魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)狀況、藥物使用、廢水處理等進(jìn)行全方位的管理和監(jiān)測(cè)。

方法與過(guò)程

基本原理

系統(tǒng)總體硬件架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)智能化養(yǎng)殖監(jiān)控系統(tǒng)主要有水質(zhì)監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制、短信通知等功能，該系統(tǒng)綜合利用電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖各階段的水溫、ｐＨ值和溶氧量等各項(xiàng)基本參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，能及時(shí)自動(dòng)處理或短信通知相關(guān)人員。通過(guò)一些控制措施來(lái)調(diào)節(jié)水產(chǎn)養(yǎng)殖的溶解氧、溫度、ｐＨ值和水位等養(yǎng)殖水質(zhì)的環(huán)境因子，同時(shí)根據(jù)水產(chǎn)品不同生長(zhǎng)階段的需求制定出測(cè)控標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的實(shí)時(shí)檢測(cè)，將測(cè)得參數(shù)和系統(tǒng)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比較后自動(dòng)調(diào)整水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境各控制設(shè)備的狀態(tài)，以使各項(xiàng)環(huán)境因子符合既定要求。如圖 ２所示，本系統(tǒng)采取分散監(jiān)控、集中操作、分級(jí)管理的方法，硬件架構(gòu)主要包括 ３部分：信息采集模塊、信息處理模塊、輸出及控制模塊。

信息采集模塊

已有的水產(chǎn)品智能養(yǎng)殖監(jiān)控系統(tǒng)都只是用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，而沒(méi)有結(jié)合之后水產(chǎn)品加工、運(yùn)輸、銷(xiāo)售環(huán)節(jié)的一個(gè)追溯需求來(lái)對(duì)養(yǎng)殖環(huán)節(jié)中水產(chǎn)品的魚(yú)種、用藥情況、飼料情況、患病情況進(jìn)行記錄和做出相關(guān)的應(yīng)對(duì)措施。針對(duì)上述情況，系統(tǒng)采用 ＺｉｇＢｅｅ技術(shù)構(gòu)建一個(gè)信息集輸入模塊，使無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)和 ＲＦＩＤ系統(tǒng)互不干擾。由于 ＺｉｇＢｅｅ技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)，它與 ＧＰＲ組成的混搭型環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是目前比較流行和有發(fā)展?jié)摿Φ募軜?gòu)。在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，采集終端采用 ＺｉｇＢｅｅ技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)匯集于網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)后通過(guò) ＧＰＲＳ與服務(wù)器相連，將數(shù)據(jù)上傳到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。信息采集輸入模塊的結(jié)構(gòu)如圖 ４所示。

信息處理模塊、輸出及控制模塊

信息處理模塊是整個(gè)系統(tǒng)的智能中心。用戶(hù)無(wú)論是在現(xiàn)場(chǎng)還是在外地，都可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制中心、遠(yuǎn)程 ＰＣ機(jī)控制或者通過(guò)短信和電話(huà)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)做出控制，實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的智能化和自動(dòng)化。

監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)所有數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)、發(fā)送收集命令、組網(wǎng)、接收來(lái)自網(wǎng)關(guān)的各種數(shù)據(jù)，其中包括匯聚節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)、匯聚節(jié)點(diǎn)采集回來(lái)的數(shù)據(jù)等。服務(wù)器連上有公網(wǎng)靜態(tài)ＩＰ的 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，與現(xiàn)場(chǎng)控制中心的 ＰＣ機(jī)連，把收集到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入 ＰＣ機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，經(jīng)化控制系統(tǒng)處理后，給出相應(yīng)的控制信號(hào)。研究過(guò)程

試驗(yàn)主要是以羅非魚(yú)為試驗(yàn)對(duì)象，試驗(yàn)的養(yǎng)殖魚(yú)池規(guī)格為 ５０ｍ２的養(yǎng)殖魚(yú)池，魚(yú)池水深 １５ｍ，大棚環(huán)境溫度為 ２３～２８℃。試驗(yàn)分為 ２部分：①驗(yàn)證 ＺｉｇＢｅｅ無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)采集養(yǎng)殖環(huán)境因子的數(shù)據(jù)檢測(cè)和傳輸誤差是否滿(mǎn)足項(xiàng)目需要，即數(shù)據(jù)檢測(cè)和傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。②驗(yàn)證進(jìn)行閉環(huán)控制后，各環(huán)境因子的變化范圍是否滿(mǎn)足項(xiàng)目需要，即控制精度問(wèn)題。選擇試驗(yàn)魚(yú)池中溶氧量數(shù)據(jù)為代表，進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)和傳輸誤差試驗(yàn)。ＺｉｇＢｅｅ無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的匯聚節(jié)點(diǎn)和終端數(shù)據(jù)誤差均在 ±０４ｍｇ／Ｌ范圍內(nèi)，表明無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)檢測(cè)和傳輸基本能夠滿(mǎn)足實(shí)際需要。

養(yǎng)殖魚(yú)池環(huán)境因子參數(shù)設(shè)置為：溫度 ２３℃、溶氧量 ７ｍｇ／Ｌ、ｐＨ值 ７５。水中溶氧量采用微孔曝氣式增氧機(jī)進(jìn)行增氧，水溫由電磁閥引入熱水或冷水進(jìn)行調(diào)節(jié)，ｐＨ值由系統(tǒng)控制 ｐＨ值電磁閥來(lái)完成。

數(shù)據(jù)表明，２４ｈ內(nèi)溫度誤差在 ±０.５℃范圍內(nèi)，溶氧量誤差在 ±０.３ｍｇ／Ｌ范圍內(nèi)，ｐＨ值誤差在 ±０.３范圍內(nèi)，閉環(huán)控制力度達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)，基本 滿(mǎn)足實(shí)際項(xiàng)目的需要。

在試驗(yàn)魚(yú)池中分別布置了溫度傳感器、溶氧量傳感器和 ｐＨ值傳感器各 ３個(gè)，匯聚節(jié)點(diǎn) １個(gè)，其中每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)能以多跳自組織的方式將數(shù)據(jù)傳送到匯節(jié)點(diǎn)。試驗(yàn)證實(shí)，系統(tǒng)測(cè)試中節(jié)點(diǎn)之間的通信距離可達(dá)到 １５０ｍ以上，系統(tǒng)啟動(dòng)后 １０ｓ內(nèi)可完成節(jié)點(diǎn)的綁定，形成自組織網(wǎng)絡(luò)。

該系統(tǒng)將 ＲＦＩＤ與無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的智能化監(jiān)控過(guò)程中，替代了傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)繙y(cè)法和固定點(diǎn)參數(shù)采集法。通過(guò)采集到的精確數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化養(yǎng)殖，通過(guò)智能化控制系統(tǒng)的使用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化養(yǎng)殖。

結(jié)果與分析

當(dāng)預(yù)先設(shè)定的采樣時(shí)間結(jié)束后，采樣數(shù)據(jù)在３０ｓ內(nèi)可傳輸完畢，而本系統(tǒng)設(shè)定匯聚節(jié)點(diǎn)每３ｍｉｎ采集一次終端無(wú)線(xiàn)傳感器的數(shù)據(jù)，這里存在一定的延時(shí)性，所以在數(shù)據(jù)檢測(cè)試驗(yàn)中，數(shù)據(jù)都滯后了３ｍｉｎ，而且部分?jǐn)?shù)據(jù)會(huì)受到系統(tǒng)的一些干擾，使得數(shù)據(jù)傳輸不可能1００％的正確，不過(guò)試驗(yàn)結(jié)果表明傳輸?shù)臄?shù)據(jù)正確率在９８％以上，能達(dá)到預(yù)期的要求。

在 ＲＦＩＤ系統(tǒng)方面，并沒(méi)有加入試驗(yàn)部分，考慮到其數(shù)據(jù)并不會(huì)在傳輸過(guò)程中受到系統(tǒng)的干擾，而且項(xiàng)目并不需要它具有實(shí)時(shí)性，只需它具有完整性和準(zhǔn)確性。

結(jié)論

（１）通過(guò)與現(xiàn)有的水產(chǎn)品智能化養(yǎng)殖系統(tǒng)的對(duì)比研究，提出了適合水產(chǎn)養(yǎng)殖的基于 ＲＦＩＤ與無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的智能控制系統(tǒng)架構(gòu)。該系統(tǒng)架構(gòu)通過(guò)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)，真正地實(shí)現(xiàn)了水產(chǎn)養(yǎng)殖的智能化監(jiān)測(cè)與控制，滿(mǎn)足了水產(chǎn)養(yǎng)殖的及時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)調(diào)整其生態(tài)環(huán)境的要求，該模式可以廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)，并可以向其他農(nóng)產(chǎn)品行業(yè)推廣。

（２）在提出水產(chǎn)養(yǎng)殖智能化監(jiān)控系統(tǒng)方案的基礎(chǔ)上，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況，以羅非魚(yú)為例，結(jié)合羅非魚(yú)智能高密度養(yǎng)殖的具體流程對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施方案進(jìn)行了詳細(xì)分析，同時(shí)介紹了水產(chǎn)養(yǎng)殖智能化監(jiān)控系統(tǒng)的各功能模塊，根據(jù)水產(chǎn)品不同生長(zhǎng)階段的需求制定出測(cè)控標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)水產(chǎn)品養(yǎng)殖環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將測(cè)得參數(shù)和系統(tǒng)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比較后自動(dòng)調(diào)整水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境，試驗(yàn)結(jié)果表明溫 度 誤 差 在 ±０.５℃ 范 圍 內(nèi)，溶 氧 量 誤 差 在±０.３ｍｇ／Ｌ范圍內(nèi)，ｐＨ值誤差在 ±０.３范圍內(nèi)，系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的正確率在９８％以上。

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第五篇：生豬養(yǎng)殖與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合

生豬養(yǎng)殖過(guò)程中的物聯(lián)網(wǎng)需求分析

當(dāng)前我國(guó)生豬養(yǎng)殖對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的需求突出表現(xiàn)在以下七個(gè)方面：

（1）豬舍環(huán)境缺乏有效及時(shí)的監(jiān)測(cè)和控制手段；

（2）部分養(yǎng)殖場(chǎng)豬舍已配備空氣溫度濕度、氨氣等傳感器，但還不能完全滿(mǎn)足封閉式全面控制的需求，對(duì)性?xún)r(jià)比高的傳感器需求強(qiáng)烈；

（3）生豬養(yǎng)殖疫病呈多發(fā)態(tài)勢(shì)，常見(jiàn)生豬疫病的及時(shí)診斷對(duì)減少養(yǎng)殖企業(yè)損失意義重大，因此有關(guān)疫病的防控受到重要關(guān)注；

（4）生豬養(yǎng)殖廠(chǎng)缺乏對(duì)生豬個(gè)體的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，難以實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)生豬活動(dòng)狀況；

（5）生豬喂養(yǎng)過(guò)程中缺乏針對(duì)生豬個(gè)體的信息統(tǒng)計(jì)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)精細(xì)飼喂和產(chǎn)品追溯，且缺乏相關(guān)的飼喂模型；

（6）生豬糞便對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清理；

（7）缺乏生豬養(yǎng)殖環(huán)境感知、傳輸、控制和應(yīng)用的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

豬舍環(huán)境監(jiān)控

豬舍環(huán)境監(jiān)控通過(guò)在豬舍內(nèi)部署 CO2、氨氮、H2S、溫度、濕度等各類(lèi)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器，將各類(lèi)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)各種環(huán)境傳感器采集養(yǎng)殖場(chǎng)所的主要環(huán)境因子數(shù)據(jù)，并結(jié)合季節(jié)、豬品種及生理等特點(diǎn)，制定有效的豬舍環(huán)境信息采集及調(diào)控程序，達(dá)到自動(dòng)完成環(huán)境控制的目的。

基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境感知測(cè)控技術(shù)與養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境控制裝備結(jié)合，可有效的提升養(yǎng)殖場(chǎng)管理及技術(shù)水平。

生豬疾病診斷

生豬疾病診斷涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要包括疫病診斷模型，其對(duì)生豬養(yǎng)殖過(guò)程中常見(jiàn)疫病的病癥進(jìn)行采集、分析和收集整理，建立豬病診治模型、豬病預(yù)警模型和專(zhuān)家會(huì)診算法；疫情疫病疾病遠(yuǎn)程診斷，遠(yuǎn)程診斷采用 3G、M2M、呼叫中心等現(xiàn)代信息技術(shù)與生豬疫病專(zhuān)家相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上診斷決策系統(tǒng)、遠(yuǎn)程會(huì)診等多種模式的豬病診斷，診斷方式支持網(wǎng)絡(luò)、電話(huà)、手機(jī)、短信等多種交流方式；生豬疫情預(yù)警模型，利用生物傳感器及圖像信息對(duì)可能發(fā)生疫病的生豬進(jìn)行早期診斷，做到疫情早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)警，以控制各種傳染病的蔓延。

生豬個(gè)體行為視頻監(jiān)測(cè)

對(duì)與生豬個(gè)體行為進(jìn)行自動(dòng)視頻監(jiān)控，是分析和發(fā)現(xiàn)生豬養(yǎng)殖過(guò)程中的異常狀況，判斷個(gè)體生豬發(fā)情、進(jìn)食、生病等行為的有效技術(shù)手段。豬舍視頻監(jiān)控主要實(shí)現(xiàn)對(duì)豬舍環(huán)境的遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)管理。視頻監(jiān)控適應(yīng)于現(xiàn)代集約化養(yǎng)豬場(chǎng)對(duì)養(yǎng)豬過(guò)程封閉管理的要求，有利于生豬的安全生產(chǎn)，可有效降低現(xiàn)有養(yǎng)殖模式中養(yǎng)殖人員介入過(guò)多對(duì)生豬生長(zhǎng)的不利影響。為方便及時(shí)觀(guān)測(cè)生豬個(gè)體的行為，需在養(yǎng)殖場(chǎng)布設(shè)固定或者可移動(dòng)視頻檢測(cè)設(shè)備，利用視頻攝像頭的動(dòng)態(tài)可視化特點(diǎn)，將生豬養(yǎng)殖過(guò)程予以實(shí)時(shí)監(jiān)控。

生豬個(gè)體行為視頻監(jiān)測(cè)主要涉及視頻數(shù)據(jù)的采集，視頻數(shù)據(jù)的傳輸，視頻數(shù)據(jù)的分割、邊緣提取、形態(tài)識(shí)別、跟蹤等處理過(guò)程，用以得到豬只的不同行為與生長(zhǎng)狀況等信息。視頻數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到計(jì)算機(jī)、手機(jī)等終端用以實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖場(chǎng)的異地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

精細(xì)喂養(yǎng)

目前，國(guó)外已有多家公司開(kāi)發(fā)了自動(dòng)化的養(yǎng)豬系統(tǒng)，并已成功應(yīng)用于很多繁殖養(yǎng)豬場(chǎng)甚至商品豬場(chǎng)，取得了十分可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，中國(guó)也有多家先進(jìn)的養(yǎng)豬企業(yè)引進(jìn)了國(guó)外的自動(dòng)化養(yǎng)豬系統(tǒng)。

荷蘭Nedap 公司的 Velos系統(tǒng)打破了定位欄養(yǎng)豬模式，締造了全新高效的智能化福利養(yǎng)豬模式，大群母豬在一個(gè)圈里飼養(yǎng)，可以做到單體母豬的精確飼喂，24小時(shí)自動(dòng)檢測(cè)母豬是否發(fā)情，自動(dòng)分離發(fā)情母豬。

法國(guó) ACEMO MF24母豬多功能自動(dòng)飼喂系統(tǒng),1 臺(tái)電腦可以控制1~24欄，每欄能夠飼養(yǎng)50~60 頭母豬，其主要功能有:1供應(yīng)飼料，單獨(dú)定量供應(yīng)1~2 種飼料;2飲水，供料時(shí)，還可供水同步;3供應(yīng)激素，便于控制同步發(fā)情;4發(fā)情識(shí)別，自動(dòng)記錄母豬訪(fǎng)問(wèn)公豬的次數(shù)、日期及訪(fǎng)問(wèn)的時(shí)間，處理這些數(shù)據(jù)可用來(lái)鑒定母豬發(fā)情;5母豬自動(dòng)篩選與分隔;6噴色分類(lèi)，根據(jù)不同類(lèi)型氣壓噴色(3 種顏色)。

美國(guó)奧斯本工業(yè)公司生產(chǎn)全自動(dòng)母豬飼喂站(TEAM)包括妊娠站和發(fā)情探測(cè)站。TEAM系統(tǒng)利用電子控制的飼喂站管理群體飼養(yǎng)母豬中的個(gè)體采食。飼喂站通過(guò)每頭母豬佩戴的電子耳牌識(shí)別母豬，并根據(jù)其胎次、膘情體況和妊娠日齡等相關(guān)信息投放相應(yīng)數(shù)量和種類(lèi)的飼料。電子發(fā)情探測(cè)站用于檢測(cè)母豬群體中處于發(fā)情狀態(tài)的母豬，其檢測(cè)的準(zhǔn)確率比人工檢測(cè)提高 7%。自動(dòng)分離站(分欄門(mén))用于將需要處理的母豬自動(dòng)分離到隔離欄。TEAM系統(tǒng)的軟件用于收集、傳送與母豬相關(guān)的數(shù)據(jù)并據(jù)此控制飼喂站、發(fā)情探測(cè)站及自動(dòng)分離站的工作，同時(shí)根據(jù)操作人員的需要形成各種各樣的數(shù)據(jù)報(bào)告和圖表，幫助管理者提高對(duì)母豬的管理水平，進(jìn)而有效地提高各豬場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。

國(guó)外系統(tǒng)由于技術(shù)的壟斷，特別是 RFID 技術(shù)的高度保密，使得他們可以隨意定價(jià)，比如 VELOS 系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的價(jià)格超過(guò)30 萬(wàn)，而 TEAM 系統(tǒng)和法國(guó)ACE-MOMF24 母豬多功能自動(dòng)飼喂系統(tǒng)的價(jià)格更是在百萬(wàn)以上，這對(duì)于國(guó)內(nèi)的中小型養(yǎng)豬場(chǎng)而言是十分昂貴的，使國(guó)內(nèi)很多養(yǎng)豬戶(hù)望而卻步。

生豬糞便自動(dòng)清理

生豬排泄物較多，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，建立生豬糞便自動(dòng)清理模塊，能夠降低糞便對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)集中糞污處理，對(duì)提高疫病控制和污染治理是非常重要的。

生豬糞便自動(dòng)清理技術(shù)涉及關(guān)鍵技術(shù)包括：糞便自動(dòng)收集，宜采用機(jī)械類(lèi)設(shè)備對(duì)糞便進(jìn)行收集，不僅可以節(jié)省清洗豬舍的人力與用水，而且可以消除養(yǎng)豬場(chǎng)的臭味，實(shí)用方便，效果良好；豬舍空氣自動(dòng)凈化，根據(jù)豬舍環(huán)境的實(shí)際情況，對(duì)豬舍空氣進(jìn)

行凈化，可降低全封閉豬舍微生物濃度。同時(shí)該模塊與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)可以有效結(jié)合，保持良好的豬舍環(huán)境。

生豬排泄物無(wú)害化處理和綜合應(yīng)用

我國(guó)生豬養(yǎng)殖業(yè)的管理相對(duì)落后、大量的養(yǎng)殖廢棄物排放給周?chē)h(huán)境帶來(lái)了較大的壓力等問(wèn)題，生豬養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)采用信息技術(shù)、生物化學(xué)、智能環(huán)保等多種技術(shù)，根據(jù)豬場(chǎng)環(huán)保建設(shè)和運(yùn)營(yíng)模式，可以建立生豬排泄物無(wú)害化處理和綜合應(yīng)用模塊。生豬排泄物無(wú)害化處理和綜合應(yīng)用涉及關(guān)鍵技術(shù)包括區(qū)域生豬養(yǎng)殖污染排放預(yù)警與控制，建立基于BOD 傳感器、COD 傳感器、總P傳感器以及氨氮傳感器的報(bào)警裝置；根據(jù)生豬養(yǎng)殖場(chǎng)分布特點(diǎn)計(jì)算各養(yǎng)殖場(chǎng)污染物允許排放量；建立區(qū)域生豬養(yǎng)殖污染排放的預(yù)警與控制模型；養(yǎng)殖管理者可以根據(jù)具體情況對(duì)部分或者全部的養(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行調(diào)控；生豬養(yǎng)殖污染排放控制與方案優(yōu)化決策管理系統(tǒng)，根據(jù)在線(xiàn)檢測(cè)獲得的不同水系、不同位置養(yǎng)殖場(chǎng)污染物排放總量和分布特性啟動(dòng)相應(yīng)養(yǎng)殖場(chǎng)污染物排放控制系統(tǒng)，減少全區(qū)域排放量。對(duì)不同調(diào)控途徑的控制方法進(jìn)行方案（均攤減排、重點(diǎn)減排或者動(dòng)態(tài)減排）篩選和評(píng)估，擇優(yōu)選擇有利于養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和區(qū)域環(huán)境保護(hù)的措施。

注：

BOD（Biochemical Oxygen Demand的簡(jiǎn)寫(xiě)）：生化需氧量或生化耗氧量(五日化學(xué)需氧量)，表示水中有機(jī)物等需氧污染物質(zhì)含量的一個(gè)綜合指示。說(shuō)明水中有機(jī)物由于微生物的生化作用進(jìn)行氧化分解，使之無(wú)機(jī)化或氣體化時(shí)所消耗水中溶解氧的總數(shù)量。

COD往往作為衡量水中有機(jī)物質(zhì)含量多少的指標(biāo)，COD值越大，說(shuō)明水體受有機(jī)物的污染越嚴(yán)重。