智能水产及水质环境自动监控系统.doc

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1、智能水产及水质环境自动监控系统1.系统简介   长期以来，我国水产养殖生产经营者多以追求产量和近期经济效益为目标，养殖密度过高，加上保护养殖环境意识淡薄，养殖病害呈逐年加重之势，随之而来的是药物滥用现象较为普遍，以至于水域环境遭到不同程度的破坏，水产品质量安全得不到有效保障，水产养殖业可持续发展受到严重影响，研究解决水产养殖环境状况已经成为水产养殖业持续健康发展的重要课题。 影响水产养殖环境的关键参数就是水温、光照、溶氧，ph值等，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

2、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。 针对目前水产养殖环境的现状，湖南中本智能科技发展有限公司联合中国农科院及湖南农业大学，在多方养殖专家的技术指导下，并经上百次的实地走访全省各地水产养殖专业户听取建议，成功研制出基于物联网的集约化水产智能养殖系统，本系统可以为用户节省大量人工操作和电力消耗，限制鱼类疾病所造成的损失，减少死亡率。通过长期连续的监测、调节和控制水质，可以显著增加养殖产量。该系统利用智能传感技术、无线传感网络技术、移动通信技术、智能处

3、理与智能控制等物联网技术开发的，集水质环境参数在线采集、无线传输、智能处理、预警信息发布、决策支持、远程与自动控制等功能于一体的水产养殖物联网系统，荣获国家专利，并通过国家教育部科技查新，产品技术领先，填补国家水产养殖自动化空白。  用户可以通过手机、PDA、计算机等信息终端远程查询水质信息，同时也可通过对数据进行分析处理，做出控制决策，远程控制增氧设备。系统（见下图）由智能感知设备、无线传输网络、增氧控制器、监控平台组成。基于物联网的水产智能养殖系统组成框图（1）智能水质传感器本系统针对水产养殖对水质的要求，可同时监测温度、溶解氧、PH、电导率

4、和氨氮五个参数。所采用的传感器可靠性高、易于维护，适合水产养殖领域推广应用。 　　　　（2）无线传感网络无线传感网络可实现2.4GHz短距离通讯，现场无线覆盖范围3公里；采用智能信息采集与控制技术，具有自动网络路由选择、自诊断和智能能量管理功能。（3）增氧控制器      增氧控制器由测控终端和电控箱等构成，是实现增氧控制的关键部分，它可以驱动叶轮式、水车式或微孔曝气空压机等多种增氧设备。测控终端可以根据需要配置成无线数据采集节点及无线控制节点。（4）监控平台       用户通过监控平台（见下图）可以实施监测水质参数，同时监控计算机对数据进行分

5、析处理，做出控制决策，通过无线接入点向配电箱发送控制指令。监控平台1.需求分析我国水产养殖业的集约化、设施化、信息化水平很低，主要沿用大量消耗资源和粗放式经营的传统养殖模式。这一模式导致生态失衡、资源枯竭、环境恶化的问题日益显现；细菌、病毒、寄生虫等大量滋生和有害物质积累给水产养殖业带来很大的经济风险和管理困难；不合理的投饵、施药、施肥等恶化了水产品的生长环境，导致食品安全问题严重。随着经济社会的进步和现代农业的发展，特别是社会各界对食品安全问题的高度关注，水产养殖业必须加快产业转型与升级。标准化生产、规范化操作、信息化管理的集约化、智能化健康养

6、殖方式是今后水产养殖业发展的必然方向。基于物联网的集约化水产智能养殖系统，可以使养殖企业有效应用现代信息技术，由传统粗放型、经验型的养殖模式转变为精细化、网络化和智能化管理的现代水产养殖模式，促进渔业生产方式转变，可实现对水产养殖全过程的自动控制及科学管理，包括水质监控、精细投喂、病害防治等环节，有效增加产量、缩短养殖周期、减少养殖风险、降低生产成本、提升水产品品质控制能力，同时可以减轻劳动强度、扩大生产规模、提高生产管理的自动化程度，对现代水产养殖业发展具有重要的推动作用。2.系统架构及功能本系统以物联网的DCM三层架构来建立完整的水产物联网应

7、用，每层架构应用最先进的物联网技术，并始终体现云计算和云服务的思想，并实现效果和设计理念上体现“可视化、泛在化、智能化、个性化、一体化的特点。系统的整体技术架构如下图所示。系统技术架构图　　　水产养殖环境智能监控系统是该项目的核心，它由水质监测、无线传感网络、增氧控制站、应用系统、现场及远程监控中心等子系统组成。1.1水质监测本系统针对水产养殖对水质的要求，可同时监测温度、溶解氧、pH、电导率和氨氮五个参数。所采用的传感器均为自主研发的水质传感器，可靠性高、易于维护、成本相对较低，适合水产养殖领域推广应用。1.2 无线传感网络        无线

8、传感网络可实现2.4GHz短距离通讯和GPRS通信，现场无线覆盖范围3公里；采用智能信息采集与控制技术，具有自动网络路由选择、自诊断和智