第一篇：水產養殖監測系統的構成要素

托普云農——致力于中國農業信息化的發展！

水產養殖監測系統的構成要素

水產行業不管是在內地還是在沿海一代都是我國發展的重點對象，本身水產養殖對于水中的各項參數指標就要求很嚴格，再加上水里所含物質的監測本身比較困難，所以現階段的淡水魚養殖對養殖監控系統的要求時越來越高。

水產養殖監測系統主要有水質監測、環境監測、視頻監測、遠程控制、短信通知等功能，水產養殖監測系統綜合利用電子技術、傳感器技術、計算機與網絡通信技術，實現對水產養殖各階段的水溫、ｐＨ值和溶氧量等各項基本參數進行實時監測與預警，一旦發現問題，能及時自動處理或短信通知相關人員。通過一些控制措施來調節水產養殖的溶解氧、溫度、ｐＨ值和水位等養殖水質的環境因子，同時根據水產品不同生長階段的需求制定出測控標準，通過對水產養殖環境的實時檢測，將測得參數和系統設定的標準參數進行比較后自動調整水產養殖生態環境各控制設備的狀態，以使各項環境因子符合既定要求。

方法與過程：

水產養殖監測系統總體硬件架構：

水產養殖監測系統主要有水質監測、環境監測、視頻監測、遠程控制、短信通知等功能，該系統綜合利用電子技術、傳感器技術、計算機與網絡通信技術，實現對水產養殖各階段的水溫、ｐＨ值和溶氧量等各項基本參數進行實時監測與預警，一旦發現問題，能及時自動處理或短信通知相關人員。通過一些控制措施來調節水產養殖的溶解氧、溫度、ｐＨ值和水位等養殖水質的環境因子，同時根據水產品不同生長階段的需求制定出測控標準，通過對水產養殖環境的實時檢測，將測得參數和系統設定的標準參數進行比較后自動調整水產養殖生態環境各控制設備的狀態，以使各項環境因子符合既定要求。如圖２所示，本系統采取分 托普云農——致力于中國農業信息化的發展！

散監控、集中操作、分級管理的方法，硬件架構主要包括３部分：信息采集模塊、信息處理模塊、輸出及控制模塊。

水產養殖監測系統信息采集模塊：

已有的水產養殖監測系統都只是用無線傳感器網絡對水產養殖的環境進行監控，而沒有結合之后水產品加工、運輸、銷售環節的一個追溯需求來對養殖環節中水產品的魚種、用藥情況、飼料情況、患病情況進行記錄和做出相關的應對措施。針對上述情況，系統采用 ＺｉｇＢｅｅ技術構建一個信息集輸入模塊，使無線傳感器網絡和 ＲＦＩＤ系統互不干擾。由于 ＺｉｇＢｅｅ技術的諸多優點，它與 ＧＰＲ組成的混搭型環境監測系統是目前比較流行和有發展潛力的架構。在監測現場，采集終端采用 ＺｉｇＢｅｅ技術，實現設備的互聯互通，數據匯集于網關節點后通過 ＧＰＲＳ與服務器相連，將數據上傳到后臺數據庫服務器。

信息采集輸入模塊的結構如圖 ４所示。托普云農——致力于中國農業信息化的發展！

信息處理模塊、輸出及控制模塊：

信息處理模塊是整個系統的智能中心。用戶無論是在現場還是在外地，都可以通過現場控制中心、遠程 ＰＣ機控制或者通過短信和電話對現場做出控制，實現水產養殖的智能化和自動化。

水產養殖監測系統服務器是整個系統的控制中心，負責協調所有數據、轉發數據、發送收集命令、組網、接收來自網關的各種數據，其中包括匯聚節點的狀態、匯聚節點采集回來的數據等。服務器連上有公網靜態ＩＰ的 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，與現場控制中心的 ＰＣ機連，把收集到的數據導入 ＰＣ機監控系統的數據庫，經化控制系統處理后，給出相應的控制信號。

研究過程：

試驗主要是以羅非魚為試驗對象，試驗的養殖魚池規格為 ５０ｍ２的養殖魚池，魚池水深 １５ｍ，大棚環境溫度為２３～２８℃。試驗分為２部分：①驗證ＺｉｇＢｅｅ無線傳感網絡采集養殖環境因子的數據檢測和傳輸誤差是否滿足項目需要，即數據檢測和傳輸的準確性。②驗證進行閉環控制后，各環境因子的變化范圍是否滿足項目需要，即控制精度問題。選擇試驗魚池中溶氧量數據為代表，進行數據檢測和傳輸誤差試驗。ＺｉｇＢｅｅ無線傳感網絡的匯聚節點和終端數據誤差均在 ±０４ｍｇ／Ｌ范圍內，表明無線傳感網的數據檢測和傳輸基本能夠滿足實際需要。

養殖魚池環境因子參數設置為：溫度２３℃、溶氧量 ７ｍｇ／Ｌ、ｐＨ值７５。水中溶氧量采用微孔曝氣式增氧機進行增氧，水溫由電磁閥引入熱水或冷水進行調節，ｐＨ值由系統控制 ｐＨ值電磁閥來完成。

數據表明，２４ｈ內溫度誤差在 ±０.５℃范圍內，溶氧量誤差在±０.３ｍｇ／Ｌ范圍內，ｐＨ值誤差在±０.３范圍內，閉環控制力度達到了設計目標，基本滿足實際項目的需要。

在試驗魚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，匯聚節點１個，其中每個傳感器節點能以多跳自組織的方式將數據傳送到匯 托普云農——致力于中國農業信息化的發展！

節點。試驗證實，系統測試中節點之間的通信距離可達到１５０ｍ以上，系統啟動后１０ｓ內可完成節點的綁定，形成自組織網絡。

該系統將 ＲＦＩＤ與無線傳感網絡技術應用于水產養殖的智能化監控過程中，替代了傳統的經驗目測法和固定點參數采集法。通過采集到的精確數據，實現數字化養殖，通過智能化控制系統的使用，實現自動化養殖。

結果與分析：

當預先設定的采樣時間結束后，采樣數據在３０ｓ內可傳輸完畢，而本系統設定匯聚節點每３ｍｉｎ采集一次終端無線傳感器的數據，這里存在一定的延時性，所以在數據檢測試驗中，數據都滯后了３ｍｉｎ，而且部分數據會受到系統的一些干擾，使得數據傳輸不可能1００％的正確，不過試驗結果表明傳輸的數據正確率在９８％以上，能達到預期的要求。

在ＲＦＩＤ系統方面，并沒有加入試驗部分，考慮到其數據并不會在傳輸過程中受到系統的干擾，而且項目并不需要它具有實時性，只需它具有完整性和準確性。

水產養殖監測系統功能特點：

1.通過傳感器技術、傳感器網絡技術和無線通信技術實時在線監測水質參數，包括：氧溶解量、水中PH值、水中氨氮值、亞硝酸鹽值、硫化氫值、鹽度值、水溫等參數，并且系統會將這些參數傳輸到用戶端，用戶可以很方便的觀察這些參數變化。

2.用戶可以通過視頻監控查看養殖場所當前的情況，防止盜竊、偷釣等行為 托普云農——致力于中國農業信息化的發展！的發生。

3.遠程監控技術可以使得管理人員僅僅是在辦公室的PC機上或者個人手機App上直接查看當前系統參數，并且可以控制養殖現場設備的開關。這給養殖帶來了很大方便。

4.如果是在夏季傍晚池內缺氧，在傳統的養殖中，必須要人工半夜起來查看是否有缺氧跡象，如果某天晚上出現了缺氧現象而值班人員卻沒有驚醒，那么將會釀成嚴重的后果。那么我們的養殖監控系統在監測到水中溶解氧濃度過低時就會像管理人員發出報警信息，提醒管理人員打開增氧設備。這樣就會避免因為值班人員的一時疏忽而造成不必要的損失。

5.系統能夠將采集的數據信息和視頻信息存儲在移動設備里，管理人員可以通過有效的數據信息來分析養殖需求，總結養殖經驗教訓。

6.系統預留端口，便于以后對于更多參數的監測。比如硫化氫監測、鹽度監測、濁度監測、葉綠素a監測、重金屬離子監測、總磷監測、總氮監測、氨氮等監測。

結論：

（１）通過與現有的水產品智能化養殖系統的對比研究，提出了適合水產養殖的基于 ＲＦＩＤ與無線傳感網絡的智能控制系統架構。該系統架構通過應用物聯網，真正地實現了水產養殖的智能化監測與控制，滿足了水產養殖的及時監控和自動調整其生態環境的要求，該模式可以廣泛應用于水產養殖行業，并可以向其他農產品行業推廣。托普云農——致力于中國農業信息化的發展！

（２）在提出水產養殖智能化監控系統方案的基礎上，結合企業的實際情況，以羅非魚為例，結合羅非魚智能高密度養殖的具體流程對監控系統的實施方案進行了詳細分析，同時介紹了水產養殖智能化監控系統的各功能模塊，根據水產品不同生長階段的需求制定出測控標準，通過對水產品養殖環境的實時監測，將測得參數和系統設定的標準參數進行比較后自動調整水產養殖生態環境，試驗結果表明溫 度 誤 差 在 ±０.５℃ 范 圍 內，溶 氧 量 誤 差 在±０.３ｍｇ／Ｌ范圍內，ｐＨ值誤差在 ±０.３范圍內，系統傳輸數據的正確率在９８％以上。

第二篇：水產養殖水質物聯網監測管理系統

魚類養殖水質監測管理系統

魚 類 養 殖 水 質 監 測 管 理 系 統

設計單位：廣州萊安智能化系統開發有限公司

地址：廣州市天河區中山大道建中路11號103

歡迎來電索取詳細方案或來電洽談機房、機房監控、機房建設、樓宇智能化等各類機房設備業務，免費提供設計方案，價格實惠

目錄：

一、魚類養殖管理監測系統背景............................4

二、魚類養殖管理監測系統概述............................4

三、建設魚類養殖水質監測系統目的........................4

四、魚類養殖水質監測管理系統構成........................5

五、魚類養殖水質監測管理系統主要功能....................5

六、信息化水產養殖系統的優點............................6

七、水產養殖智能檢測系統................................7

八、魚類養殖中需要監測的幾個方面.....................10

九、魚類養殖需要的環境.................................11

一、魚類養殖管理監測系統背景

由于魚塘的地理位置偏僻，經常出現一些偷釣、偷捕的情況，甚至出現了不少魚塘遭到投毒的惡意事件，不僅給魚塘養殖戶帶來的重大損失，并且對當地治安管理來說產生了很大影響。

魚類養殖已經是十分普遍的養殖項目，但因其肉類鮮美，營養豐富，種類繁多，養魚業不僅沒被眾多水產養殖業淘汰，反而呈現出發展上升的態勢。隨著自然環境的改變，很多珍惜魚類瀕臨滅絕，如：娃娃魚、中華鱘魚……人工養殖漁業不僅成為滿足市場需求的做法，更是保存物種多樣性的最佳方式。

隨著科技的發展，物聯網養殖的出現，傳統的養殖模式開始向這一新型養殖方式靠攏。物聯網采用無線傳感技術、網絡化管理等先進管理方法對養殖環境、水質、魚類生長狀況、藥物使用、廢水處理等進行全方位管理、監測，具有數據實時采集分析、食品溯源、生產基地遠程監控等功能。在保證質量的基礎上大大提高了產量。

中國水產養殖產量占到了全世界總產量的73%，是名符其實的水產養殖大國。隨著物聯網養殖技術的出現，傳統的養殖模式開始向這一新興養殖模式靠攏。國家農業智能裝備工程技術研究中心農業物聯網集成智能水質傳感器、無線傳感網、無線通信、智能管理系統和視頻監控系統等專業技術，對養殖環境、水質、魚類生長狀況等進行全方位監測管理，最終實現節能降耗、增產增收的目標。

二、魚類養殖管理監測系統概述

目前國內的水產養殖業其水質監測基本上仍處于人工取樣、化學分析的人工監測階段，其耗時費力、精確度不高，并且需要有專業人員進行操作。我們開發的水質監測系統操作簡單、數值輸出快而精確，并且可以實現水產養殖全過程的連續或適時監測，對于預防極端氣候造成極端水質物理指標及各水環境因子綜合的病害機理具有重要意義，可以指導我們的水產養殖業規避風險，帶來利潤。

目前各水產院校、水產研究機構和水產養殖公司除極少數已配備了水質自動監測儀以外，一般單位并沒有采用，其原因多是市場上的水質監測（分析）儀器價格昂貴，在目前人力相對廉價的情況下，一般不會采用這種監測儀器。但是隨著水產養殖業的發展，整個水產行業在不久的將來必將發生經營觀念上的徹底轉變，也必將會逐步選擇先進的水質監測系統服務于養殖作業流程。

三、建設魚類養殖水質監測系統目的

對于養殖戶來說，魚塘的安全生產問題必須要高度重視和盡快采取有效的方法手段來解決這一難題。目前養殖戶普遍采取的手段是增加人手進行巡邏預防，然而起到的效果有限。利用現代安防科技及物聯網，我們可以建立一套安全防范管理及水質監控系統，結合人防與技防手段，實現魚塘的7X24模式實時監控以達到安全生產的目的

四、魚類養殖水質監測管理系統構成

魚類養殖水質監測管理系統利用傳感器測量出水中相應的環境因子（如ph值，溶解氧，溫度等），然后利用相應參數的在線儀表讀出傳感器傳出的信號，并可將這些信號轉化為數字信號或者模擬電流信號，傳入現場plc控制系統以及終端，再通過編制的軟件實現數據整理和數據分析，并實施預警預報。

（1）、信息采集系統：溫度傳感器、光照強度傳感器，水體溶解氧、PH值、氨氮含量、亞硝酸鹽含量、水溫探頭。用途：用于監測水域影響魚類生長的各類信息參數，及時消除不利因數。

（2）、無線傳輸系統

用途：用于遠程無線傳輸數據采集。

（3）、自動控制系統:水口電磁閥、增氧泵、天窗自動開啟和關閉。

（4）、軟件平臺：遠程數據實時查看功能；自動化控制功能；各類預警功能；

五、魚類養殖水質監測管理系統主要功能 魚類養殖水質監測管理系統目前已完成和實現的

（2）主要功能包括作為下位機的分析儀、現場控制器和作為上位機的終端電腦應用程序的一部分，能監測多種水質參數：水溫、水深、酸度、鹽度、含氧量等。

使用分析儀來實現數據采集，分析儀的傳感器測得原始數據，通過信號分析獲得測量的參數值。車間里每個養殖池可放置一個或多個分析儀的傳感器，各分析儀之間利用485網絡連接，從而可將車間里各養殖池中水環境的多項參數連續不斷的采集起來。

終端電腦和下位機的通訊采用的是“主－從”式通訊方式，上位機通過rs232接口主動發出命令或數據，下位機被動響應。

系統對養殖池分類，分別設定不同的標準參數，在采集到的魚池5參數超出標準時可進行報警，從而實現水質的實時監控。

終端電腦上的軟件對連接的養殖池水質可進行自動監測和手動監測。自動監測是對一組分析儀（也就是多個養殖池）根據設定的時間間隔，按順序逐一進行數據采集，存入數據庫，同時和標準值進行比較，進行監測；手動監測是根據設定的時間間隔對一個指定的分析儀進行數據采集，進行監測。

在魚類養殖水質監測管理系統中還可對各個分析儀進行參數校正，以確保采集數據的準確有效；可修改分析儀的id號，位置信息等，方便分析儀和數據信息的管理與使用。

六、信息化水產養殖系統的優點

智能化多參數養殖水質監測系統的成功研發是電子信息技術與水產養殖技術的完美結合。該系統的推廣應用將成為利用現代電子手段改造傳統行業的又一成功案例。在水產養殖發展中，隨著人們消費水平和環保意識的提高，綠色水產越來越受到消費者的青睞，傳統的養殖模式存在的種種弊端，已經難以滿足市場的要求。因此發展智能化水產養殖，才能真正從根本上解決現在所面臨的問題。

七、水產養殖智能檢測系統：

采用具有自識別功能的檢測傳感器，對水質、水環境信息（溫度、光照、深度、PH值、溶解氧、濁度、鹽度、氨氮含量等）進行實時采集。

基于現代物聯網信息技術的水產養殖整體解決方案，主要包括三個部分：信息采集、自動控制和信息發布與智能決策。

1、魚類養殖水質監測管理系統：

依據水產品在各養殖階段的長度與重量關系，養殖環境因素與餌料養分的吸收能力、攝取量的關系建立數據庫，進行實施采集。

2、水產養殖視頻監控系統：

采用視頻監控技術，能直觀的把養殖基地的現場情況呈現到我們眼前，為遠程管理提供了直觀的信息。

在水產養殖區域內設置可移動監控設備，可實現：（1）、現場環境實時查看；（2）、遠程實時監控；

（3）、視頻資料可查看、傳輸和存儲，積累養殖經驗。

3、智能化控制系統：

可實現換水、增氧、增溫、喂料等功能。由采集器根據目標參數及與實際參數的偏差以及室內環境的變化進行計算，控制增氧泵、燈光、水泵等設備，可以實現加氧、補光和換水。（1）、增氧、投飼無線遠程控制

采用集散式控制模式，中央控制室和室外分布式網絡節點之間實現無線數據傳輸，可設定或采用專家軟件靈活設定溶氧范圍，實現自動控制增氧；通過控制自動投飼機和增氧機的啟動次數、啟動時間、運行時間長短控制投飼量和增氧量，同時具有遠程控制，數據記錄等功能。

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和投餌機，也可以設定好自動投飼機和增氧機的啟動次數、啟動時間、運行時間長短控制投飼量和增氧量，自動化程度高；數據無線傳輸：可進行遠程無線控制。（2）、智能增氧控制

增氧在線控制：利用水質在線監測系統對溶氧進行監測，根據養殖水體中溶解氧的實際情況，由中央控制室發出無線控制信號，控制增氧機開關。通過控制軟件，可設定增氧機開關的上下閾值。

4、環境采集

通過采集器和環境氣象站可以把水產養殖基地水質的含氧量、溫度、光照等參數和現場氣象參數傳輸到互聯網平臺，通過數據報表、變化曲線和實時圖像方式顯示。用戶登錄環境監測管理平臺就可以查看基地任何時間段內的環境參數，通過對數據圖表的分析可以提供生產管理建議。

5、信息管理平臺：

各省、市相關單位（水產局、畜牧水產局、水產技術服務推廣中心）通過該信息管理平臺可科學化、全方位的進行智能部署，有效減輕管理人員工作量，提升監管工作的及時性、準確性和有效性。

6、、信息發布

信息發布系統分為LED顯示屏和大屏幕顯示電視墻終端。LED顯示屏用于實時顯示養殖基地的環境測量值。監控中心或者調度室主要應用大屏幕顯示電視終端。

7、智能決策 根據采集到的環境參數通過智能決策管理系統，可以設置報警限值，從而實現短信報警、郵件報警和遠程控制。

8、短信報警（可選配置）

當養殖水體中的溶解氧達到臨界值時，報警（觸控鍵入設定每個測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，系統將自動報警）。報警信息以短信的形式發送到用戶手機。短信報警功能具有價格低，實用方便，管理平臺統一、成熟等優點，讓用戶實現養殖設備的遠程管理，使整個自動控制系統更加完善。

八、魚類養殖中需要監測的幾個方面

1、養殖水域環境監測

（1）溫度監測

溫度是影響水產養殖的重要環境因素之一，這其中包括進水口溫度，池內溫度，養殖場空氣溫度等。根據經驗總結，在適合的水溫范圍內：1）水溫越高，魚類攝食量越大，更快生長； 2）水溫越高，孵化時間越短。計算好合適的水溫，對魚的生長起到重要作用。物聯網監測系統可24小時全天候監測養殖水域水體溫度，當溫度高于或低于設定范圍時，系統自動報警，并將現場情況通過短信發到用戶手機上，監控界面彈出報警信息。用戶可通過重新設置，自動打開水溫控制設備，當水溫恢復正常值時，系統又會自動關閉。

（2）光照檢測

光照時間長短、強弱決定著魚類生長的繁殖周期和生產品質，光照系統會自動計算水域養殖時魚類需要的光照時間長短，是否需要開關天窗。

2、養殖水域水質監測

（1）PH值監測

PH值過低，水體呈酸性，會引起魚類魚鰓病變，氧的利用率降低，照成魚類生病或者水中細菌大量繁殖。系統安裝PH值測試探頭，當水體PH值超過正常范圍時，水口閥門自動開啟，進行換水。

（2）溶解氧監測

溶解氧的含量關系著魚類食欲、飼料利用率、魚類生長發育速度等，當水體溶解氧含量降低時，系統會自動打開增氧泵增氧。

（3）氨氮含量監測

魚池塘中的氨氮來源于餌料、水生動物排泄物、肥料及動物尸體分解等，氨氮含量超高，會影響魚類生長，過高則會造成魚類中毒死亡，給生產帶來重大損失。系統監測氨氮含量，超出正常值范圍時，就要對養殖區進行清潔或換水。

九、傳統的水產養殖與現代化水產養殖區別傳統的水產養殖大量使用人工，浪費人力，增加成本。或者因為信息采集不及時和殘缺，導致能源使用的浪費。而物聯網智能系統能更好的規避這些問題：

1、根據水質，自動開啟、關閉水口電磁閥進行換水；

2、自動檢測養殖區含氧量，無需24小時增氧，當氧量不足時，系統會自動打開增氧泵；

3、養殖區溫度過高時，天窗自動開啟散熱。

九、魚類養殖需要的環境

漁業養殖水域是水產養殖動物的生活環境，每一種水產養殖動物都需要有適合其生存的水質環境。水質環境若能滿足要求，水產養殖動物就能生長和繁殖，如果水質環境中的水受到某種污染，某些水質指標超出水產養殖動物的適應和忍耐范圍，輕者水產養殖動物不能正常生長，重者可能造成水產養殖動物大批死亡。

溶解氧是指溶解于水中的分子態氧，是水中生物和植物生存不可缺少的條件。我國養殖的幾種主要魚類，在成魚階段可允許的溶氧量為3mg／L以上。當溶氧降低到2mg／L以下時，就會發生輕度浮頭；降到0．8—0．6mg／L時，出現嚴重浮頭(魚類發生一次嚴重浮頭就像生一場大病一樣)；降到0．5—0．3mg／L時，魚就會窒息而死[2]。為此能有效地監測和控制水中溶氧量成為水產養殖急需解決的問題。魚池水質管理，直接影響養魚效益。衡量魚池水質好壞的指標主要有：池水溫度、酸堿度(PH值)、溶氧值和透明度。現將其測試技術簡介如下： 1.溫度測試

不同魚類對水溫的要求不同。鰱、鳙、草、鯉、團頭魴等屬溫水魚類，適宜生活的水溫為20℃～30℃。羅非魚屬熱帶魚類，適宜水溫為25℃～34℃。為了給魚創造最適宜的溫度環境，就要隨時掌握池水的溫度變化。監測水溫最常用的是水銀溫度計，但只能測得表層水溫。水質分析儀和溶氧測定儀，均有水溫測試功能，且可測定不同水層的水溫。2.酸堿度測試

池水的酸堿度(PH值)既影響魚類的生長生活，又影響到池水中的營養素，因此人們常用石灰來調節魚池水的酸堿度。對于鰱、鳙、草、鯉、團頭魴等溫水魚類，喜偏堿性水，其適宜PH值為7.5～8.5。測定池水酸堿度最簡單可靠的方法，是使用石蕊試紙。測定時，將一張試紙浸入水中2～3分鐘后取出，再與酸堿度色譜對照，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.溶氧值測試

一般魚類適宜的溶氧值為3毫克/升以上，當水中溶氧值小于3毫克/升時，魚停止攝食和生長；溶氧值小于2毫克/升時，魚就會浮頭；在0.6～0.8毫克/升時開始死亡。過去測試溶氧值大多采用化學方法，即磺量法，這種方法雖然準確性較高，但既麻煩難度又大，一般養魚戶難以掌握。近年來已有不少測量溶氧值的電子儀器投放市場，如水質分析儀、溶氧測定儀等。這些儀器都有一個專用探頭，只要把探頭放到水中，將轉換開關撥到測氧檔，經過大約1～2分鐘，儀表頭上的指針就會指出水中的溶氧值。4.透明度測試

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

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第三篇：機電一體化系統構成要素

機電一體化系統構成要素

機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構成一個功能完善的柔性自動化系統。其中計算軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。

（一）、動力源

動力源是機電一體化產品能量供應部分，其作用是按照系統控制要求向機械系統提供能量和動力使系統正常運行。提供能量的方式包括電能、氣能和液壓能，以電能為主。

（二）、機械技術

機械技術是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其它高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求只有機械本體減輕了重量，才有可能實現驅動系統的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現驅動系統的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。在機電一體化系統制造過程中，經典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術，同時采用人工智能與專家系統等，形成新一代的機械制造。

（三）、執行器

執行器的作用是根據電子控制單元的指令驅動機械部件的運動。執行器是運動部件，通常采用電力驅動、氣壓驅動和液壓驅動等幾種方式。

（四）、計算機與信息技術

其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。

（五）、傳感檢測技術

傳感檢測技術是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。現代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環境的考驗，它是機電一體化系統達到高水平的保證。對外部息傳感器來說目前主要發展非接觸型檢測技術。

第四篇：解決方案-注水井動態監測系統構成

解決方案---注水井動態監測系統構成解決方案---

注水

井動態監測

注水層傳感器及拖筒溫度壓力解調儀溫度剖面解調儀吸氣剖面解調儀井筒完整性解調儀光纖接續盒注水層注水層偏心配水器封隔器井口穿越密封組件井下鎧裝光纜光纜保護器Y

Y

型分支器

系統構成類別

組件

闡述

地面部分

地面解調系統

可選用多種不同類型的解調器

井下部分

傳感器

1/4＇直徑鎧裝光纜，光纜本身即分布式傳感器；如需壓力探測，則需要添加壓力傳感探頭

光纜保護器

將傳感光纜固定于每根油管的接箍處固定，分散傳感光纜的重力，并且對傳感光纜提供井下機械保護

解決

方案概要

系統名稱

功能

技術特點

進一步了解

溫度壓力監測

永久式井下光纖溫度-壓力監測系統是一種永久安裝在井下，可實時進行井筒內單／多點溫度-壓力監測，并實時在地面終端顯示和存儲的光纖監測系統

測溫可達

230

度、測壓可達

15000psi；

詳細介紹

溫度剖面監測

儀器系統可以對井下溫度剖面進行實時且全程測量，提供井下全程（井口至井底）每一米的實時溫度數據

測溫可達

300

度，定位精度可達

米；

詳細介紹

注水剖面監

儀器系統可以對井下注水剖面進行

測量精度可達測量

詳細介紹

測

實時的全程測量，提供井下全程每一米的注水剖面（注水體積流）分布

值

10%，測量上限可過

600

噸／天；定位精度可達

米；

應用優勢

類

別

傳統電子監測方法

光纖永久式

實時直讀

長期監測

漂移量低

抗高溫

長壽命（5-10

年）

分布式監測

井下結構簡單

水平井監測能力

小逕向尺寸集成多參量實時監測

效益

1.有助于評價注水是否進入設計層位、是否達到預期效果、配注方案是否合理，達到注好水、注夠水的目的，提高原油采收率，降低安全和環境風險

2.可了解注水管柱的工作情況，為油田有效注水提供了監測手段，可以了解單層的地層壓力、滲透率，了解井下分層吸水情況

3.集流量、壓力、溫度三參數在線實時錄取等功能于一體，可實現封隔器密封性、分層注水量以及注水工況的自動監測與分析

安裝

儀器系統可在新井中或者在大修作業中，隨管柱永久性安裝于環空（通過光纜保護器在每根油管的接箍處固定）。蔚藍仕提供成熟的過封隔器光纜穿越密封方案、以及光纜井口穿越方案、以及光纜級

BOP

整體方案。針對水平井與斜井，蔚藍仕提供成熟的安裝整體方案。

使用

·

自動化運行：安裝后，設備安裝于井口附近的設備間內，可自動化運行，并通過網絡上傳實時數據

第五篇：物聯網水產養殖系統綜述

物聯網水產養殖系統綜述

一、海水養殖的分類

1.工廠化養魚是指運用建筑、機電、化學、自動控制學等學科原理，對養魚生產實行半自動或全自動化管理，始終維持魚類的最佳生理、生態環境，從而達到健康、快速生長和最大限度提高單位水體魚產量和質量，且不產生養殖系統內外污染的一種高效養殖方式。

2.港塭養殖是利用沿海港汊或河口地帶的潮間帶灘涂，筑堤、蓄水、納苗進行水生動物粗養的一種養殖方式。港塭的類型：1.天然盆地魚港2.人工魚港3.鹽田蓄水池作養魚港4.內灣性魚港 3.海水網箱養殖：在海水中設置以竹、木、合成纖維、金屬等材料等裝制成的一定形狀的箱體，將魚等放人其內，投餌養殖的方式。

3.海水池塘養殖：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種，進行半精養或精養的養殖方式。

二、水產養殖重要的水質因子[1]

1、pH值

pH值(酸堿度)是池塘水質的重要指標，不僅直接影響魚類的生理活動，而且還通過改變水體環境中其他理化及生物因子間接作用于魚類。魚類最適宜在pH值為7．8～8．5的中性或微堿性水體中生長，如果pH值低于6或高于10，就會對魚類生長造成危害。pH值過低，酸性水體容易致使魚類感染寄生蟲病，如纖毛蟲病、鞭毛蟲病。其次，水體中磷酸鹽溶解度受到影響，有機物分解率減慢，天然餌料的繁殖減慢。再者，魚鰓會受到腐蝕，魚血液酸性增強，利用氧的能力降低，盡管水體中的含氧量較高，還是會導致魚體缺氧浮頭，魚的活動力減弱，對餌料的利用率大大降低，影響魚類正常生長。pH值過高會增大氨的毒性，同時給藍綠藻水華產生提供了條件，pH值過高也可能腐蝕魚類鰓部組織，引起大批死亡。

2、氨氮

氨氮對水生動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，生長減慢，組織損傷，降低氧在組織問的輸送，魚和蝦均需要與水體進行離子交換(鈉，鈣等)，氨氮過高會增加鰓的通透性，損害鰓的離子交換功能，使水生生物長期處于應激狀態，增加動物對疾病的易感性，降低生長速度，降低生殖能力，減少懷卵量，降低卵的存活力，延遲產卵繁殖。急性氨氮中毒危害為：水生生物表現為亢奮、在水中喪失平衡、抽搐，嚴重者甚至死亡。

3、亞硝酸鹽

當水體中亞硝酸鹽含量過高時，亞硝酸鹽通過水產養殖動物的鰓部進入血液，血液中運輸氧氣的血紅蛋白與亞硝酸鹽結合變成不能運輸氧氣的高鐵血紅蛋白，鰓部組織的分泌物出現應激性增加，如果養殖水體長時間維持高濃度的亞硝酸鹽，則水產養殖動物將出現鰓絲腫脹、黃鰓、爛 鰓等癥狀。養殖水體中氨氮和亞硝酸鹽的積聚會導致水體中藻類非正常死亡，引起水體溶氧急劇下降、有害氣體增多，有害細菌和條件致病菌大量滋生，造成魚、蝦、蟹等養殖動物的體質下降，抗應激能力差，易導致各種病原菌的侵襲，造成養殖動物疾病的大量暴發且難以控制。亞硝酸鹽還可以與水體中溶解的胺類物質結合，形成具有強烈致癌作用的亞硝胺，對水產養殖動物機體造成直接的損害，如對蝦，其主要表現為：多數病蝦在池塘表面緩慢流動或緊靠淺水岸邊，呈現空胃，觸動時反應遲鈍，尾部、足部和觸須略微發紅。剛蛻殼的軟蝦較容易中毒，蛻殼高峰期常出現急性死亡現象。

4、硫化氫

硫化氫有臭蛋味，具刺激、麻醉作用，對魚類有很強的毒性。硫化氫在有氧條件下很不定，可通過化學或微生物作用轉化為硫酸鹽。在底層水中有一定量的活性鐵，可被轉化為無毒的硫或硫化鐵。水體中的硫化氫通過魚鰓表面和黏膜可很快被吸收，與組織中的鈉離子結合形成具有強烈刺激作用的硫化鈉，并還可與呼吸鏈末端的細胞色素氧化酶中的鐵相結合，使血紅素量減少，血液喪失載氧能力，同時可使組織凝血性壞死，導致魚類呼吸困難，嚴重影響魚類的健康生長，有的甚至大批量死亡。中毒魚類的主要癥狀為鰓呈紫紅色，鰓蓋3胸鰭張開，魚體失去光澤，漂浮在水面上。在缺氧條件下，硫化氫的來源途徑有二：一是含硫有機物經過嫌氣細菌分解而成，二是水中硫酸鹽豐富，由于硫酸鹽還原細菌的作用，使硫酸鹽變成硫化物，在缺氧條件下進一步生成硫化氫。

5、水溫

水溫直接影響水產動物的體溫，而體溫直接影響著動物體細胞的活動及體內參與代謝的酶的活力。因而水溫對水產動物具有極其重要的生物學意義。任何水產動物都有極限耐受溫度范圍和最適生長溫度范圍。如果要獲得最佳生產效益就要求養殖水溫控制在最適合生長溫度范圍內。對許多養殖品種，在最適生長溫度范圍內，有可能達到相同的生長速度。另外，魚類疾病對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時就會受到抑制。傳染性造血組織壞死病在水溫高于15℃時，自然發病消失。

6、溶解氧

溶解氧是池塘水產養殖最重要的一個水質因子，決定了魚類的生存、生長、病害控制，影響池塘養殖密度和成活率，是提高魚塘產量的關鍵因素，關系到池塘高密度養殖的成敗。

以上為淡水養殖的幾個重要水質因子，海水養殖的重要水質因子與淡水養殖水質因子類似，具體請參見《漁業水質國家標準》。

以上六個影響水產養殖的水質參數在物聯網技術、傳感器技術發展以前采用試劑或簡單儀器測量方法，準確性實時性均無法保障，24 h監測更無從談起。目前，上述參數都可以通過電極、光電傳感器等探頭24小時不間斷在線檢測，相關傳感器以進口為主，主要生產廠家在德國、奧地利、加拿大、美國等國家。

三、水產養殖監測管理系統

1、基于GSM的溫度、PH、溶解氧測量的海水養殖監測系統[2] 本系統是與GSM 技術結合的監測海水養殖的溫度、PH 值、含氧量的系統，系統綜合了單片機技術、GSM 網絡技術、傳感器技術、控制算法技術等。系統是根據無人值班要求設計，應用成熟的GSM短信息技術，靈活方便，可靠廉價。管理員可以遠程利用手機來查詢現場的溫度或PH等數據，靈活方便。當其值超出系統預設的報警范圍時，還可以通過GSM短信將溫控儀的溫度值和狀態定時發送給指定的手機上。可及時了解現場溫度、PH值以及含氧量等情況并有效預防其大幅度變化帶來的損失，滿足了養殖區域無人堅守的設計需求。

系統具體框圖：

硬件部分主要有：溫度測量模塊、PH 值測量模塊、溶解氧測量模塊、存儲模塊、液晶顯示模塊、鍵盤模塊、SIM300C 通信模塊、控制模塊等。

數據通訊采用SIM300C 無線通信模塊，這是由單片機發送AT 指令來控制GSM 模塊接收和發送手機短消息，我們使用PDU 編碼來控制發送短信的內容，并由單片機進行解讀，實現了信息的實時交互。

存儲模塊使用AT24C02，它存儲身份認證信息，即將養殖業主的手機號碼存入該存儲器中，同時將測得的數據實時存儲起來。當用戶手機號給放置在SIM 卡槽里的卡號打電話時，單片機會從存儲器把實時的數據通過SIM300C 通信模塊發送給養殖業主，從而實現了信息的實時交互。實現了養殖場地無人堅守就可以了解養殖環境的溫度、PH 值、含氧量的性能指標。

顯示模塊采用液晶LCD 顯示器12864 實現溫度、PH 值、含氧量三個數據的實時顯示。鍵盤模塊采用點陣式鍵盤，用于存入和修改用戶手機號，以及寫入溫度、PH 值、溶解氧的上下限的值。寫入兩個溫度傳感器的ID號。

2、工廠化水產養殖溶解氧自動監控系統[3] 為以曝氣增氧方式的養殖系統(養殖平均體重為450 g的虹鱒Oncorhynchusmykiss，養殖密度為27ks／m3)設計了在線自動監控系統，即對水體溶解氧進行在線監測，對增氧設備進行自動控制。該監控系統是以覆膜溶解氧電極作為檢測元件，用組態王軟件設計在上位機中運行的監控系統完成在線檢測，以PLC為下位機直接控制增氧氣泵實現溶解氧控制功能。結果表明：該溶解氧在線自動監控系統能直觀地在計算機屏幕上顯示養殖現場溶解氧的變化情況，并可以儲存、打印、記錄溶解氧的變化數值，為掌握溶解氧的變化規律，分析溶解氧產生變化的原因提供基礎數據。對增氧設備進行控制，可確保水體中的溶解氧維持在適合魚類生長的最佳范圍內，減少了設備的運行時間，降低了生產過程的能源消耗，取得了較好的效果。

系統框圖：

3、水產養殖監管物聯網應用系統

[4] 本文提出并構建了水產養殖生產過程中的4個子系統：水產養殖環境監控系統、水產品健康養殖智能化管理系統、水產養殖對象個體行為視頻監測系統、“氣象預報式”信息服務系統。其中，水產養殖環境監控系統是對養殖環境的測控；水產品健康養殖智能化管理系統可以進行精細投喂和水產品的疾病診斷；水產養殖對象個體行為視頻監測系統可以對水產品個體行為進行遠程測控，進行動物行為診斷；“氣象預報式”信息服務系統可以為水產養殖進行天氣預報式的預測和采取防范措施。

（1）水產養殖環境監控系統

基于智能感知技術的水質及環境信息智能感知技術：采用具有自識別、自標定、自校正、自動補償功能的智能傳感器，對水質和環境信息進行實時采集，全面感知養殖環境的實際情況。

基于無線傳感器網絡的水質及環境信息無線傳輸技術：當前無線傳感網絡對環境的監控基本處于成熟階段，可運用無線通信技術、嵌入式測控技術和計算機技術，實現短距離通訊和無線通信；研制系列無線采集節點、無線控制節點和無線監控中心，開發無線網絡管理軟件，構建適合集約化水產養殖應用的水質及環境信息無線傳輸系統，將有效解決水產養殖領域應用覆蓋范圍大、能耗約束強、環境惡劣和維護能力差等條件下信息的可靠傳輸難題。

水質管理決策模型建設：本系統將根據氣溫對水溫的影響，餌料及水產品的代謝物對養殖水體pH值的影響，養殖密度對日增重量、日生長量和成活率的影響，水體增氧對養殖水體中溶氧量和氨氮的影響，氨氮、亞硝態氮對化學需氧量(COD)的影響，氨氮、亞硝態氮對葡萄糖吸收能力的影響，殘餌、糞便對水質的影響等，建立水質參數預測、生物增長等系列定量關系動力學模型，解決水質動態預測問題，為水質預警控制、飼料投喂和疾病預防預警提供數據支持。

基于智能控制技術的環境設備控制技術：針對現有養殖設備(如增氧機)工作效率低、能耗高、難以用精確數學模型描述等問題，通過分析研究控制措施與參數動態變化規律，動態調整環境控制措施，實現養殖設備的智能控制，以降低能量消耗，節約成本。（2）水產品健康養殖智能化管理系統

自動化投飼系統：利用監控軟件和網絡技術，通過局域網、手機等工具，實現遠程異地監控。在人員不在養殖現場的情況下，能實時掌握投料情況、養殖產品的進食情況。利用遠程控制系統，進行定時定量精準投喂控制，實現自動化定時精準投料養殖，減少飼料損耗。在相對集中的養殖場所建立監控平臺，在零星養殖場所可通過手機進行監控。

水產品疾病診治系統：從水產品疾病早預防、早診治的角度出發，在對氣候環境、水環境和病源與水產品疾病發生關系研究的基礎上，確定各類病因預警指標及其對疾病發生影響的可能程度，建立水產品預警指標體系，根據預警指標的等級和疾病的危害程度，建立水產品疾病預警模型；建立疾病診斷推理網絡關系模型，建立水產品典型病蟲害圖像特征數據庫，實現水產品疾病的早預防、及時預警和精確診治。（3）水產養殖對象個體行為視頻監測系統

①水產環境視頻采集系統，實現現場環境的采集功能；②傳輸系統；③遠程監測系統；④移動終端，通過手機等移動終端可以異地監測水產養殖場的情況。（4）“氣象預報式”信息服務系統

整合當地熱線、農業信息網站資源等的水產養殖技術、水產養殖行業新聞及市場動態信息，利用網格技術、數據庫異構分布技術、中間件技術、云計算技術、人工智能等技術充分融合現有的水產信息資源，采用三網融合技術，為養殖企業和養殖戶提供水產養殖信息服務，解決生產管理、養殖技術推廣、市場信息服務等問題。采用手機報、惠農短信、農林電視節目等信息技術手段，為養殖戶提供適時的水質環境預測預報、應急防范、技術咨詢服務。

4、基于物聯網Android平臺的水產養殖遠程監控系統[5]

該文開發了一種基于物聯網Android平臺的水產養殖遠程監控系統，實現了對多傳感器節點的信息（pH 值、溫度、水位、溶解氧等環境參數）遠程采集和數據存儲功能，實現了對多控制節點的遠程控制。系統不受時間地域限制，用戶可以在任何具備網絡覆蓋的地方從手機上瀏覽并獲取數據，將數據從數據庫中導出到用戶的SD 卡上，以TXT 格式存儲，系統多手機用戶客戶端可以共享一臺服務器，具有很高的性價比。系統采用CC2430 作為底層管理芯片，控制部分采用模糊PID 控制算法，系統通過在江蘇省溧陽長蕩湖實驗基地系統的實際調試，各項指標均達到要求，溫度測量精度達到0.5℃，pH 值測量精度達到0.3，溶解氧的控制精度在±0.3 mg/L 以內，水位波動控制在平均±1 cm 左右，能夠滿足水產養殖的需要。

系統主要分為底層模塊（水質參數實時監測，控制模塊），服務器，本地現場監控，遠程監控以及Android 手機客戶端等模塊。系統架構圖如圖1所示。為了解決系統的野外供電問題，系統采用太陽能供電方式對底層監測模塊進行供電。設計選用了SOC 系統芯片CC2430，模塊主要負責pH 值、溫度、水位、溶解氧等環境參數的實時采集，采用ZigBee協議，將采集到的數據通過無線收發模塊發送，同時接收來自服務器的控制命令；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的E-201-C型pH 復合電極。

系統總體設計圖：

5、構建軟硬結合的水產養殖物聯網解決方案

[6] 通過該系統，養殖戶可以通過手機、PDA、計算機等信息終端，實時掌握養殖水質環境信息，及時獲取異常報警信息，并可以根據水質監測結果，實時自動地調整控制設備，實現水產養殖的科學養殖與管理，最終實現節能降耗、綠色環保和增產增收的目標。

該物聯網系統由水質監測站、增氧控制站、現場及遠程監控中心等子系統組成。

水質監測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，配合智能數據采集器，主要實現對養殖場水質環境參數的在線采集、處理與傳輸。

增氧控制站包括無線控制終端、配電箱、空氣壓縮機與曝氣增氧管道（或增氧機）。無線控制終端匯聚水質監測站采集的信息，根據不同養殖品種對溶解氧的需求，通過算法模型控制增氧設備動作。

現場監控中心包括WSN無線接入點和現場監控計算機。無線控制終端匯聚的數據通過無線接入點匯總到現場監控計算機，用戶可在本地查詢水質參數數據，同時監控計算機對數據進行分析處理，做出控制決策，通過無線接入點向配電箱發送控制指令。

遠程監控中心通過GPRS遠程接入點接收無線控制終端匯聚的數據信息。用戶可以通過手機、PDA、計算機等信息終端遠程查詢水質信息，同時也可通過對數據進行分析處理，做出控制決策，遠程控制增氧設備。

6、基于物聯網的水產養殖環境智能監控系統[7] 系統采用ZigBee技術和GPRS技術實現對養殖水質的各類關鍵指標：溫度、溶解氧含量、pH和濁度的實時采集、遠程顯示和自動報警；同時系統基于養魚知識庫的指導，通過PC或手機終端遠程控制喂食器、加熱器、過濾和增氧機，實現智能化遠程養魚。

（1）ZigBee無線傳感網絡由放置在水中的大量檢測節點和繼電控制節點構成，分別完成溫度、pH、濁度、溶氧等水質參數的采集和對增氧機、投食器等設備的控制。各檢測節點終端的ZigBee和協調監控器中的協調器，經過多跳路由形式構成ZigBee無線傳感自組網絡。所有監控量匯聚到協調監控器內ZigBee協調器。

（2）協調監控器接收到監測數據后進行數據處理，再通過串口與GPRS模塊相連，并通過GPRS網絡，將水質環境檢測數據無線傳輸到監測服務器。

（3）監測服務器除了存儲、發布監測數據外，還建立養魚知識庫，內容包括多個魚種的養殖條件和養殖方法。當養殖環境參數超標時可給出預警并提出指導性建議。

（4）應用層面向養殖戶提供手機遠程監控終端。可通過安裝在手機終端的應用程序對水質環境進行實時監測，并且能夠遠程控制養殖水域內的加熱棒、增氧機、投飼機、過濾器等繼電控制器，完成智能化的遠程水產養殖環境監控。

系統設計圖：

四、水產養殖水質監控技術研究現狀及發展趨勢[8] 隨著我國邁入農業結構調整的關鍵時期，水產養殖業正從傳統的粗放式放養模式逐步向工廠化、集約化養殖模式發展。由于集約化水產養殖密度大，當出現水質問題時，往往已經造成了無可挽回的損失，故水質因素成為集約化水產養殖中最為關鍵的一環。

介紹了水產養殖監控的技術體系，其體系結構分為終端層、傳輸層和管理層３個部分，從國內、外兩方面分析了各部分的發展及應用研究現狀，指出水質參數的采集和處理是目前的攻堅環節，展望了養殖水質監控中感知層的信息融合、遠程視頻傳輸的應用、信息處理技術的集成與智能以及物聯網技術與集約化養殖的結合將是未來的發展趨勢。

1、國內研究現狀

（1）水質參數采集

國內的水質參數采集技術起步較晚，由于設計要求和理念的差距，技術相對落后。我國水質監測儀70％以上來自進口，相當大比例的監測機構仍舊依靠采樣后實驗室分析的方法來對水質進行檢測。我國水質監測儀器的國產化研究和產品開發開始于90年代中期，目前生產技術已取得了較大發展，形成了一定的規模。如西安交大研制了能同時檢測COD、氨氮和PH等３個參數的國內第一臺水質監測樣機；上海雷磁公司研制出可測量水溫、PH、溶氧和電導率等4個參數的便攜式水質檢測儀；北京東方德北科研發中心更是研制出能測量水溫、PH、溶氧、電導率和濁度等5個水質常規參數的水質檢測儀。另外，比較知名的還有江蘇電分析儀器廠、北京北分瑞利分析儀器有限公司和北京豐杰興源科技發展有限公司等生產的水質分析檢測儀器。它們一般都具有自動量程轉換、遙控、標準輸出接口和數字顯示、自動清洗、狀態自檢和報警、斷電保護和來電自動恢復等功能。

（2）水質參數傳輸技術

隨著無線通信技術的發展，無線傳輸在養殖水質監控系統的應用越來越普遍。Lopez等[9]于2009建立了工廠化養魚環境PH、氨氮和溫度的無線傳感網絡監測系統。Zhu等[10]在2010年建立了集約化養魚水質遠程無線傳感器網絡系統，該系統可根據水質含氧量的歷史數據進行預警預報。陸衛忠等[11]開展了基于GPRS的水產養殖水質監控系統的設計的研究，通過GPRS終端，利GPRS和Internet實現在控制范圍較廣、工作環境較惡劣條件下的遠程數據采集與控制。李道亮等[12]將無線傳感器網絡應用于宜興河蟹養殖系統中，整個無線監測系統包括農用無線氣象站、水質監測站、溶解氧控制站，并且開發了水產養殖行業應用平臺，實現了溶解氧從測量、預測到控制等功能。可見，無線傳輸以其傳輸距離遠、布置靈活、抗干擾和穩定性強等優勢，將成為未來農業信息傳輸的趨勢。（3）水質監控專家系統

20世紀70年代末至80年代初，隨著人工智能技術的發展，美國誕生了世界上第一個農業生產管理專家系統。我國水產養殖專家系統的研究開始于20世紀90年代，主要應用于水產養殖病害的預測、診斷和防治以及水產養殖管理、運輸等方面[13]，如網絡化淡水蝦養殖專家系統、漁業資源評估專家系統、鱘魚養殖專家系統等，在系統的功能、操作性和通用性方面取得了一些進展。2003年，丁文等[14]開發了魚病診斷專家系統設計，為養魚戶和生產管理部門提供了魚病診斷與防治的輔助決策工具。2008年，北京林業大學溫繼文等[15]開發了基于UML的魚病遠程監測預警與診斷系統。該系統主要通過監測水環境，結合魚得病率和死亡率等指標和專家經驗，運用定量方法預報魚病發生的程度。總而言之，管理層專家系統的對象由單一到全面，適應性由個體到綜合，訪問平臺由單一的PC機拓展到手機，開發工具由Basic、C語言等傳統語言到Prolog、OKPS等專門開發工具。可見，開發更加專業、綜合和實用的專家系統將是未來的趨勢。

3、發展趨勢

（1）信息融合與養殖水質監控的結合

感知層傳感器作為獲取水質信息的唯一途徑，采集信息的準確性、穩定可靠性、實時性和抗干擾性等將直接影響到控制器對信息的處理和傳輸，對整個系統的性能至關重要。多傳感器信息融合是指對多個傳感器的數據進行多級別、多層次、多方面的處理后而產生單一傳感器無法獲得的新的有意義的信息的過程。融合的思路大致為：尋求最適合養殖水質監控的一種或多種信息融合方法的組合，將養殖水質的不同參數作為輸入量，執行機構的開關狀態組合作為輸出量，對不同知識源和對按時序獲得的若干傳感器采集的數據，在一定的準則下加以自動分析、綜合而進行一系列的信息處理。由于各種不同的水質參數之間存在著相互影響，多傳感器信息融合與水產養 殖水質監控的結合成為感知層面今后研究的趨勢。（2）無線視頻傳輸技術與水質監控的結合

隨著媒體傳輸技術和圖像壓縮技術的發展，視頻傳輸技術正向高清傳輸方向發展。3G技術的發展和成熟，使無線傳輸不再受前期傳輸速率低的局限，傳輸速率已經可以有效支持視頻傳輸，因此遠程無線視頻傳輸有著很大的發展空間，這將使得養殖水質監控中全方位的清晰視頻監控成為可能。

（3）養殖水質監控信息處理技術的集成化和智能化

現代水產養殖對信息資源及信息處理技術的綜合開發利用需求越來越迫切，單項的信息處理技術往往不能滿足需要。因此，數據檢測處理、預測預警和智能控制等多種信息技術的結合與集成將成為未來養殖水質信息處理技術的發展方向。智能化是人類思維在信息處理技術上的延伸，智能化系統在養殖水質監控中的應用將使信息獲取、推理決策、評價預測等更加自動化，所以智能化也將是養殖水質監控信息處理技術發展的必然趨勢。（4）物聯網與集約化養殖的結合

物聯網與集約化養殖的結合物聯網是利用感知技術和智能裝備，通過網絡傳輸、計算處理和知識挖掘，實現人與物、物與物信息交互和無縫連接，達到對物理世界實時控制、精確管理和科學決策目的的一種巨大智能網絡。農業是物聯網技術的重點應用領域之一，水產養殖物聯網成為重點研究方向。在物聯網的概念還沒被提出的時候，國內外專家學者主要致力于農業資源高效利用專家系統的研究，物聯網的到來開辟了一條新的思路。單靠專家系統和決策系統無法實現完全自動化，軟件和硬件必須一體化，信息采集、傳輸、處理和控制系統集成在一起才能實現農業的自動化。隨著物聯網技術的發展，通過感知技術和信息處理技術能獲取更多更準確的信息，經過傳輸網絡將信息傳送到管理中心或者用戶手機，真正實現實時監控，達到節本增效的目的。總之，物聯網技術可以有效提升現代水產養殖業的信息化、自動化水平，將其與集約化養殖模式相結合是現代水產養殖業發展的重要方向。

參考文獻：

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