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海水水產養殖水質在線監測系統方案

2025-02-14 11:46:17 admin
一、系統目標
為海水養殖(如魚類、貝類、海參等)提供實時、精準的水質監測,優化養殖環境,預防病害,提升產量和質量,降低人工巡檢成本。
二、核心監測參數
參數 檢測意義 傳感器類型
溶解氧(DO) 影響生物呼吸和生長,需維持4-8 mg/L 光學/電化學傳感器
溫度 影響代謝和繁殖,需根據物種設定閾值(如15-30℃) 數字溫度傳感器
鹽度 海水養殖核心指標,通常25-35‰ 電導率傳感器
pH值 影響生物酶活性,適宜范圍7.5-8.5 玻璃電極傳感器
氨氮(NH?-N) 毒性物質,濃度需<0.02 mg/L 離子選擇性電極/光學傳感器
亞硝酸鹽(NO??) 高濃度導致缺氧,建議<0.1 mg/L 分光光度法傳感器
濁度 反映水體懸浮物,影響透光性和生物行為 光學散射傳感器
葉綠素a 監測藻類密度,預防赤潮 熒光傳感器
三、系統架構
感知層
傳感器網絡:部署于養殖池、進排水口等關鍵節點,支持防腐蝕設計(如鈦合金外殼)。
供電方案:太陽能+鋰電池(離岸場景)或市電(近岸)。
抗干擾設計:防生物附著涂層,自動清潔裝置。
傳輸層
通信方式:
短距離:LoRa、ZigBee(適用于集中式養殖場)。
長距離:4G/5G、NB-IoT(適合分散式或離岸場景)。
邊緣計算網關:本地數據預處理(濾波、異常值剔除),降低云端負載。
平臺層
云端服務器:存儲歷史數據,支持AI分析(如預測溶氧變化趨勢)。
本地服務器(可選):保障網絡中斷時基礎功能運行。
應用層
可視化平臺:實時儀表盤、數據曲線、多參數關聯分析。
移動端APP:報警推送(短信/微信)、遠程控制增氧機/投餌機。
四、核心功能
實時監測與報警
自定義閾值報警(如溶解氧低于3mg/L觸發聲光報警并啟動增氧機)。
多級預警機制(提醒、緊急、災難級)。
數據分析與決策支持
自動生成水質日報/周報,對比歷史數據。
AI模型預測溶氧波動、藻類爆發風險。
設備聯動控制
根據水質參數自動調節增氧機、水泵、投餌機。
支持手動/自動模式切換。
權限管理與追溯
多角色權限(管理員、技術員、養殖工)。
數據區塊鏈存證(可選),滿足合規要求。
五、實施步驟
現場勘察:確定監測點密度、通信信號覆蓋、供電條件。
硬件部署:安裝傳感器、網關、供電設備,防雷擊設計。
軟件配置:云端平臺對接、報警規則設定、用戶權限分配。
聯調測試:模擬極端場景(如斷網、參數超標),驗證系統穩定性。
培訓與交付:操作手冊、故障排查指南、定期回訪。
 
七、優勢與創新點
精準性:多傳感器數據融合+AI校正,減少誤差。
擴展性:支持添加新參數(如重金屬監測模塊)。
低功耗:NB-IoT模塊待機功耗<5mA,適合太陽能供電。
災備設計:本地緩存數據,網絡恢復后自動同步。
八、應用案例
山東某海參養殖場:部署后溶氧超標事件減少70%,年度增產15%。
福建大黃魚深海網箱:通過葉綠素a監測提前預警赤潮,避免損失200萬元。
通過該系統,養殖戶可實現從“經驗驅動”到“數據驅動”的轉型,顯著提升管理效率和經濟效益。


  

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