渔业养殖厂水质在线监控方案系统

　　一、水产养殖自动监控系统简介

　　目前，除少数水产学院和水产研究机配备了自动水质监测仪外，一般单位尚未使用。原因是市场上的水质监测(分析)仪器价格昂贵。在目前人力相对便宜的情况下，这种监测仪器一般不使用。然而，随着水产养殖业的发展，整个水产养殖业将在不久的将来彻底改变其经营理念，并逐步选择先进的水质监测系统为水产养殖经营流程服务。

　　在水产养殖生产中，需要对池塘、水库、工厂鱼塘等水质进行实时监测，如农场、苗圃水源必须检测，确定无化学污染源;在养殖过程中，为了预测水质变化趋势，及时调整水质，每天多次测量温度，pH溶解氧、氨氮、亚硝酸盐、硫化物等水质指标。国内水产养殖水质检测仪器一般是离线实验室检测方法，需要取样，检测结果反馈周期长，不能根据结果自动调整水质，一方面，反馈周期长，难以保证水产养殖的安全，另一方面，水产养殖人员掌握足够的水产养殖知识，熟悉大量的比较数据，制定适当的水质调节控制方案，要求水产养殖人员具有较高的质量，定期干预。由此可见，由于周期长、数据反馈速度慢等原因，传统的水质监测方法已不能满足水产养殖快速发展的需要。

　　实时、系统、智能、分布式水质监测调节系统是生产、质量、稳定的系统，集生物、物理、化学净化、电子信息技术为一体，充分发挥水质净化单元的作用，能满足不同育种对象对水质的要求，具有很大的应用价值和市场前景。

　　无线传感器网络技术设计，拥有多项专利技术。传统的监控系统采用铺设电缆的方式收集数据，工程量大，成本高。同时，由于大多数传感器通过微电压收集数据，电缆铺设过长会导致数据误差较大。该系统包含3G**和2公里ZIGBEE节点形成多点多跳的星形网络。独特的电源管理系统结合超低功耗芯片设计，使整个系统只需要太阳能供电，并能保证连续几个月雨天的长期稳定运行。该系统还具有特殊的自动清洗装置和先进的光学溶解氧传感器。

　　二、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是水温、光照、溶解氧、氨氮、硫化物、亚硝酸盐等，但这些关键因素难以准确把握。现有的水产管理以养殖经验为指导，即一般的养殖规律，难以准确可靠，产量难以保证。随着水产养殖业的不断发展，市场调整失控，竞争日益激烈。必须掌握准确可靠的育种数据，科学育种，提高产量和质量。

　　根据水产养殖环境对象的多样性、多变性和偏远分散性，提出了基于无线移动通信和测控技术的远程数据采集和信息发布系统方案。该系统可以为用户节省大量的人工操作和电力消耗，限制鱼类疾病造成的损失，降低死亡率。通过长期持续的监督、调整和控制水质，可以显著提高水产养殖产量。

　　三、水产养殖自动监控系统运行系统图

　　四、水产养殖自动监测系统介绍

　　水产养殖环境远程智能监测系统由前端部分完成环境监测因素含量的监测、汇总、转换和传输。监测因素包括水温、光照、溶解氧、氨氮、硫化物、亚硝酸盐等。这些监测因素通过数据采集终端通过不同的方法进行测量，获得非常准确的测量数据。在线监控数据传输平台实现数据接收、过滤、存储、处理、统计分析，并提供实时数据查询。整个系统可以在管理者面前展示真实的水产养殖环境信息，安全、可靠、准确、实时、全面、快速、高效。

　　五、由水产养殖自动监测系统组成

　　该系统利用传感器测量出水中相应的环境因素(如PH值、溶解氧、温度等。)，然后使用相应参数的在线仪器读取传感器传输的信号，并将其转换为数字信号或模拟电流信号，并传输到现场PLC通过编制的软件，控制系统和终端实现数据整理和数据分析，并实施预警预报。

　　水产养殖环境远程智能监测系统由数据中心、水产养殖监测点三部分组成

　　1、数据中心：

　　主要由机器和上位机软件组成，实现数据接收、存储、显示、数据请求、曲线显示、报表打印输出等信息管理，监控中心通过客户端软件进行预警，方便访问实时和历史数据。

　　2、空气质量监测点：

　　水温、光照、溶解氧、氨氮、硫化物、亚硝酸盐等数据实时收集到数据收集终端，并根据实时数据实现收集点的自动报警，防止事故发生。(并预留监控点的控制接口)

　　3.用户手机：

　　通过智能手机访问数据中心收集能手机访问数据中心发送到数据采集终端采集实时数据。

　　六、水产养殖自动监控系统的主要功能：

　　该系统的主要功能包括作为下位机的分析仪和现场PLC控制系统和作为上位机的终端电脑应用程序的一部分，能监测多种水质参数：水温、水深、酸度、盐度、含氧量等。

　　利用分析仪实现数据采集。分析仪的传感器测量原始数据，并通过信号分析获得测量参数值。一个或多个分析仪传感器可以放置在车间的每个水产养殖池中，并在每个分析仪之间使用网络连接可以连续收集车间养殖池中水环境的多个参数。

　　终端电脑和下位机的通信采用"主-从"上位机通过通信方式RS接口主动发出命令或数据，下位机被动响应。

　　系统对养殖池进行分类，分别设置不同的标准参数，收集到的鱼池参数超标时可报警，实现水质的实时监测。

　　终端计算机上的软件可以自动监控连接的水产养殖池的水质。自动监控是根据设定的时间间隔对一组分析仪(即多个水产养殖池)进行数据采集，存储在数据库中，并与标准值进行比较和监控;手动监控是根据设定的时间间隔对指定的分析仪进行数据采集和监控。

　　每个分析仪的参数也可以在系统中校正，以确保数据采集的准确性和有效性;可修改分析仪ID数字、位置信息等，便于分析仪和数据信息的管理和使用。

　　◆水温、光照、溶解氧、氨氮、硫化物、亚硝酸盐等参数可在线实时24小时连续收集和记录监测点，并通过数字、图形、图像等方式实时显示和记录存储监测信息，监测点可扩展数千点。

　　◆水温、光照、溶解氧、氨氮、硫化物、亚硝酸盐等报警限值可设置在各监测点。当监测点数据异常时，报警信号可自动发出。报警方式包括：现场多媒体声光报警、网络客户报警、电话语音报警、手机短信报警等。上传报警信息并进行本地和远程监控，系统可以在不同时间通知不同的值班人员。

　　◆数据中心软件采用标准全中文图形界面，实时显示和记录各监测点水温、光照、溶解氧、氨氮、硫化物、亚硝酸盐等曲线变化，统计水温、光照、溶解氧、氨氮、硫化物、亚硝酸盐等数据的历史数据、最大值、最小值和平均值，累积数据和报警图片。

　　◆监控主机可随时打印水温、光照、溶氧、氨氮、硫化物、亚硝酸盐等数据和运行报告。

　　◆强大的数据处理和通信能力，使用计算机网络通信技术，局域网中的任何计算机都可以访问监控计算机，在线查看监控点的温度和湿度变化，实现远程监控。该系统不仅可以在值班室进行监控，而且领导还可以在办公室和智能手机上进行非常方便的观看和监控。

　　◆系统可扩展各种记录数据分析处理软件，可绘制棒图、饼图、曲线拟合等处理，可按格式输出，也可进入EXCEL电子表格等office数据处理软件。

　　◆系统设计中预留界面，可随时增加硬化软件设备。只要系统做了少量的改变，就可以在很短的时间内完成。新内容可以根据政策法规的变化随时添加。

　　七、水产养殖自动监测系统的主要特点：

　　◆实用性:水产养殖地理位置分散，需要采用覆盖面广的网络高信号捕捉，以保证网络的正常运行。

　　◆实时性：采用最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。

　　◆系统或模块可以无限扩展，便于长期升级和维护，延长系统的使用寿命。通过更新组件，系统可以永远存在，而不会瘫痪整个系统，造成大量的投资损失。

　　◆易于维护：系统可以执行相应的远程操作命令，包括远程参数设置、远程控制、远程数据复制、远程终端复位、远程终端软件升级等。

　　◆操作简单:系统软件功能完善，模块化，图形化设计，全过程中文帮助，操作简单方便。

　　◆性价比高：该系统专门为水产养殖环境监测量身定制，充分考虑水产养殖环境各环节的业务需求。

　　八、水产养殖自动监控系统传感器

　　九、水产养殖自动监测系统研发前景

　　目前，智能多参数水产养殖水质监测系统的发展仅限于水环境因素的及时监测、预报和预警。随着产品的深入研究和系统功能的不断扩大，将逐步实现：

　　1、养殖宏观化

　　宏观测控对养殖结构的合理化具有深远意义。

　　2、养殖科学化

　　为了节约成本，提高产量和质量，这里主要指饲料和药物的合理性。

　　3.便利科研

　　数据记录贯穿整个繁殖过程。数据不仅为我们的生产提供了宝贵的依据，而且有助于我们今后的研究，提高研究的速度和质量。

　　4.育种信息化

　　为了帮助养殖业主规避风险，提高养殖成活率，通过特定的网络平台提供技术服务。

　　5.规范养殖

　　通过及时了解和科学分析水质环境，便于规范养殖规模和结构，规范养殖各环节，最终目标规范化。

　　6.扩大养殖区

　　智能多参数养殖水质监测系统的远程监测功能将使深海养殖成为现实。

　　十、水产养殖自动监测系统案例说明

　　鱼塘水质管理直接影响养鱼效益。衡量鱼塘水质的主要指标有：池水温度、pH值(PH值)、溶氧值和透明度。技术简介如下:

　　1.温度

　　不同的鱼对水温有不同的要求。鲢鱼、鳙鱼、草、鲤鱼、团头鲷等属于温水鱼，适合生活的水温为20℃～30℃。罗非鱼是热带鱼，水温适宜25℃～34℃。为了为鱼类创造最合适的温度环境，需要随时掌握池水的温度变化。水银温度计是监测水温最常用的方法，但只能测量表面水温。水质分析仪和溶氧测定仪具有水温功能，可测量不同水层的水温。

　　2.酸碱度

　　池水的pH值(PH值)既影响鱼类的生长生活，又影响到池水中的营养素，因此人们常用石灰来调节鱼池水的pH值。对于鲢、鳙、草、鲤、团头鲂等温水鱼类，喜偏碱性水，其适宜PH值为7.5～8.5。

　　测量池水pH值最简单可靠的方法是使用雄蕊试纸。测量时，将试纸浸泡在水中2~3分钟，取出，然后与pH值色谱进行比较，找到与试纸颜色相同的部分，了解池水的pH值。

　　3.溶氧值

　　一般来说，鱼的适宜溶氧值在3毫克/升以上。当水中的溶氧值小于3毫克/升时，鱼停止进食和生长;当溶氧值小于2毫克/升时，鱼会浮头;0.6～0.8毫克/升时开始死亡。过去，溶氧值大多采用化学方法，即磺量法。这种方法虽然精度高，但既麻烦又困难，一般养鱼户很难掌握。近年来，许多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。这些仪器都有一个特殊的探头。只要将探头放入水中，将转换开关拨入氧气测量档，仪表头上的指针在约1~2分钟后指出水中的溶解氧值。

　　4.透明度

　　透明度是阳光进入水中的程度。透明度与水色直接相关，水色标志着水的肥瘦程度和水中浮游生物的数量。

　　为了确定透明度，你可以自己做一个黑白磁盘：用薄铁皮切成直径20厘米的磁盘，用钉子在磁盘中心打一个小孔，然后用黑白油漆将磁盘漆成黑白色，在磁盘中心穿一根绳子，并在绳子上标记升度。将黑白盘浸入鱼池水中，直到圆盘平面刚好看不见，此时水面上绳子的长度标记值就是池水的透明度。如果透明度大于35cm，说明池水太薄，要追肥，可以多投饲料;如果透明度小于25cm，说明池水太肥，要少投饲料，加新水。

　　北京北信科远仪器有限责任公司(以下简称北信科远仪器)是国内工业仪器仪表领域系统集成商，集开发设计、生产、销售、服务、技术支持为一体的高科技企业。公司大量提供国内外各种优秀的在线、离线仪器仪表、机械设备与材料，尤其在水质、土壤、气象环境、工农业专用仪表等领域，与国内外众多专业厂家有密切合作关系。旗下北信科远仪器网，已成为国内工业仪器仪表行业知名的专业采购平台。