物聯(lián)網(wǎng)智能水產(chǎn)養(yǎng)殖方案

1、 智能化漁業(yè)解決方案目 錄1 前言11.1 引言11.2項目概述22 項目功能概述22.1 項目設(shè)計具體內(nèi)容22.2 項目架構(gòu)33系統(tǒng)硬件功能43.1養(yǎng)殖場環(huán)境監(jiān)測43.2 養(yǎng)殖場水質(zhì)監(jiān)測43.3智能化控制系統(tǒng)54 系統(tǒng)軟件功能64.1 數(shù)據(jù)采集功能64.2 設(shè)備控制89地址：南京市玄武大道699-1號徐莊軟件產(chǎn)業(yè)基地行政樓3f 網(wǎng)址： 電話85582282 傳真郵編：210042.1 前言1.1 引言在漁業(yè)發(fā)展中，傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式曾對我國水產(chǎn)品產(chǎn)量的快速增長起了重大作用。但隨著人們消費水平和環(huán)保意識的增強，群眾的飲食習慣和結(jié)構(gòu)已發(fā)生了很大

2、變化，綠色水產(chǎn)品越來越受到消費者的青睞。傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式在生產(chǎn)實踐中卻存在種種弊端，所生產(chǎn)的水產(chǎn)品難以滿足市場需求。具體表現(xiàn)在如下幾方面：1 基礎(chǔ)設(shè)施簡陋、陳舊、經(jīng)濟基礎(chǔ)脆弱傳統(tǒng)養(yǎng)殖企業(yè)缺乏現(xiàn)代化、高層次養(yǎng)殖生產(chǎn)所必需的物質(zhì)條件和綜合經(jīng)營規(guī)模，導致經(jīng)濟效益低下。企業(yè)缺乏技術(shù)儲備，無技術(shù)改造和擴大再生產(chǎn)資金，只能維持現(xiàn)狀，在市場競爭中處于劣勢。2 養(yǎng)殖品種單一化、常規(guī)化2000年我國水產(chǎn)品人均占有量為33.8kg，比世界平均水平高50。目前各種常規(guī)水產(chǎn)品市場已出現(xiàn)供大于求的局面，如2009年春節(jié)，我國各大城市的淡水魚市場普遍存在不同程度的壓塘現(xiàn)象。隨著人們需求結(jié)構(gòu)和消費偏好的改變，傳統(tǒng)的養(yǎng)殖品種單

3、一化、常規(guī)化將逐漸被市場所淘汰。3 養(yǎng)殖水域環(huán)境條件不斷惡化我國人口稠密地區(qū)的水域絕大部分都富營養(yǎng)化，例如全國有水質(zhì)監(jiān)測的1200多條河流中，就有850條受到污染。海洋方面，自2000年以來，我國海域多次發(fā)生規(guī)模巨大、毒性極強的赤潮，給我國的海水養(yǎng)殖業(yè)造成巨大的損失。在大中城市的郊區(qū)也由于種種原因，養(yǎng)殖水域污染日趨嚴重。如全國著名的池塘養(yǎng)魚高產(chǎn)區(qū)無錫河厥口的池塘養(yǎng)魚業(yè)，因為梁溪河嚴重污染等原因正逐步萎縮。4 養(yǎng)殖水域的二次污染十分嚴重在淡水養(yǎng)殖方面，據(jù)測算，養(yǎng)殖1 t淡水魚的排污量相當于20頭肥豬的糞便量。以北京密云水庫網(wǎng)箱養(yǎng)鯉為例，畝產(chǎn)在20 t以上，似乎經(jīng)濟效益可觀。但是其后果卻導致水庫水

4、質(zhì)轉(zhuǎn)肥，其中氨態(tài)氮增加了7.3倍，活性磷酸鹽增加了10.3倍，不得已而禁止網(wǎng)箱養(yǎng)魚。而且其后的治理費用，超過了網(wǎng)箱養(yǎng)魚的利潤。在海水養(yǎng)殖方面，人類過度開發(fā)養(yǎng)殖業(yè)已經(jīng)大大超過了海水的自凈能力，對蝦病的泛濫就是最典型的事例。5 水產(chǎn)資源遭到嚴重的破壞，不少水域生態(tài)失衡水域的過度開發(fā)，導致原有的水草資源破壞，原有的優(yōu)良品種種質(zhì)退化，直接危害到水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的生存與發(fā)展。例如，陽澄湖原來水草的覆蓋率很高，水質(zhì)清晰，所產(chǎn)的蟹個大肉美。如今陽澄湖水草稀少，水質(zhì)渾濁，蟹種早熟，品質(zhì)退化。所謂智能化漁業(yè)，是指將工程技術(shù)、機械設(shè)備、監(jiān)控儀表、管理軟件和無線傳感等現(xiàn)代技術(shù)手段用于漁業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)高密度、高產(chǎn)值、高效益的

5、標準化養(yǎng)殖模式。與傳統(tǒng)粗放型養(yǎng)殖模式相比，智能化漁業(yè)具有明顯的優(yōu)勢。一是機械化、自動化程度較高，能迅速運用先進的養(yǎng)殖技術(shù);二是通過循環(huán)用水和污水處理，實現(xiàn)高密度養(yǎng)殖和節(jié)約水資源，是一種環(huán)保型、節(jié)水型、高產(chǎn)值的養(yǎng)殖模式;三是由于從事智能化漁業(yè)的人員大多具有較高的科技、文化素質(zhì)，因此智能化漁業(yè)的生產(chǎn)效率高，企業(yè)的經(jīng)營管理水平也較高，對促進我國漁業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)進步發(fā)揮更大的作用。1.2項目概述物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用在各個領(lǐng)域都起著重要的作用。具有環(huán)境感知能力的各類終端、基于泛在技術(shù)的計算模式、移動通信等不斷融入到不同行業(yè)的各個環(huán)節(jié)，可大幅度提高各領(lǐng)域的不同效率，改善質(zhì)量，降低成本和資源消耗。近些年隨著人

6、們生活水平提高，水產(chǎn)品需求量逐年遞增，傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式無法滿足大密度高產(chǎn)量的養(yǎng)殖模式，水產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量都無法滿足社會需求?；谖锫?lián)網(wǎng)的智能化漁業(yè)是專門為人工水產(chǎn)品養(yǎng)殖設(shè)計開發(fā)的，采用無線傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化管理等先進管理方法對養(yǎng)殖環(huán)境、水質(zhì)、魚類生長狀況、藥物使用、廢水處理等進行全方位管理、監(jiān)測，具有數(shù)據(jù)實時采集及分析、食品溯源、生產(chǎn)基地遠程監(jiān)控等功能。在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上大大提高了產(chǎn)量。2 項目功能概述2.1 項目設(shè)計具體內(nèi)容l 養(yǎng)殖場環(huán)境監(jiān)測養(yǎng)殖場環(huán)境監(jiān)測包括水溫監(jiān)測，光照度監(jiān)測。l 養(yǎng)殖場水質(zhì)監(jiān)測水質(zhì)監(jiān)測主要包括溶解氧監(jiān)測、ph值監(jiān)測、氨氮含量監(jiān)測。l 智能化控制系統(tǒng)智能化控制系統(tǒng)主要包括增氧泵

7、控制，自動給排水控制，光照度控制，溫度控制。2.2 項目架構(gòu)手機、電腦等查詢設(shè)備增氧機等設(shè)備反控設(shè)備采集節(jié)點匯集節(jié)點設(shè)備1） 前端數(shù)據(jù)采集部分前端數(shù)據(jù)的采集是整套項目的前沿部分，是整個項目的基礎(chǔ)。系統(tǒng)將前端的魚類生長環(huán)境參數(shù)等與食品消費的所有信息搜集。2） 網(wǎng)絡(luò)傳輸部分網(wǎng)絡(luò)傳輸主要負責將前端數(shù)據(jù)采集部分傳送給服務(wù)器，并提供遠程終端訪問主服務(wù)器，是整個項目數(shù)據(jù)的傳輸通道。3） 監(jiān)控展示部分采集到的數(shù)據(jù)通過終端設(shè)備展示給用戶，使用戶能夠了解生產(chǎn)基地、生態(tài)園實時的信息。用戶可以通過各種終端如個人電腦、手機、手持終端、觸摸式一體機等實時了解養(yǎng)殖場地信息。4） 智能控制部分采集到的數(shù)據(jù)通過與系統(tǒng)設(shè)置的閥

8、值進行對比，參數(shù)超出閥值后自動打開相應(yīng)設(shè)備。3系統(tǒng)硬件功能3.1養(yǎng)殖場環(huán)境監(jiān)測1) 溫度監(jiān)測點：溫度是影響水產(chǎn)養(yǎng)殖的重要物理因子之一。水溫不僅影響水體水質(zhì)狀況，還影響?zhàn)B殖對象的生長發(fā)育，通過水溫的觀測實驗，我們的粗話一下結(jié)論：水溫與溶解氧含量符合等比級曲線模型水溫與氨氮總量總體呈負相關(guān)關(guān)系；不同水產(chǎn)生物對水溫 不同適應(yīng)性，在適合溫度范圍，水溫越高，養(yǎng)殖對象攝食量越大，并且餌料系數(shù)越?。灰话闼疁卦礁撸a(chǎn)生物生長速度越快。通過計算養(yǎng)殖對象長期活動積溫即可推斷某一品種從育苗到商品上市所需時間；水溫高低直接決定受精卵的孵化時間，在適合溫度范圍內(nèi)，水溫越高孵化時間越短。以上數(shù)據(jù)表明水溫是影響水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)

9、量和品質(zhì)的重要因素。傳統(tǒng)室內(nèi)養(yǎng)殖的大多使用附近的江河作為循環(huán)水源，江河水溫受氣候影響很大，大部分養(yǎng)殖場使用人工測溫，數(shù)據(jù)的準確性和監(jiān)控力度都難以得到保證。本系統(tǒng)采用工業(yè)級在線溫度傳感器，24小時全天候監(jiān)測養(yǎng)殖水體溫度。采集溫度包括進水口溫度，池內(nèi)溫度，養(yǎng)殖場空氣溫度。系統(tǒng)可根據(jù)不同季節(jié)、養(yǎng)殖品種、養(yǎng)殖密度等信息進行系統(tǒng)報警閥值設(shè)定。當溫度超出閥值時，系統(tǒng)報警：自動打開現(xiàn)場聲光報警器；通過手機給管理員發(fā)送報警短信；監(jiān)測界面彈出報警信息。在一段時間內(nèi)（可設(shè)定），溫度參數(shù)持續(xù)超標 ，系統(tǒng)自動打開溫控設(shè)備，溫度參數(shù)恢復到標準值后，溫控設(shè)備自動關(guān)閉。2) 光照度監(jiān)測點光照度的時間長短和強弱會影響?zhàn)B殖對象

10、的繁殖周期和體表樣色，繁殖周期決定產(chǎn)量，體表顏色和品質(zhì)關(guān)系密切。本系統(tǒng)采用室內(nèi)型光照度傳感器，系統(tǒng)可根據(jù)不同季節(jié)、養(yǎng)殖品種、天氣情況等信息自動計算養(yǎng)殖對象所需光照強度、光照時間從而判斷天窗開啟時間、是否需要人工關(guān)照。3.2 養(yǎng)殖場水質(zhì)監(jiān)測1) 溶解氧監(jiān)測點溶解氧不就是水生生物正常生理功能和健康生長的必須物質(zhì)，溶解氧高可以增進水產(chǎn)生物的食欲，提高飼料利用率，加快生長發(fā)育。同時溶解氧也是水質(zhì)改良的必需物質(zhì)，是維持氮循環(huán)順利進行的關(guān)鍵因素。本系統(tǒng)采用高精度溶解氧探頭實時采集水體溶解氧含量，當水體溶氧量過低時自動打開增氧泵。2) ph值監(jiān)測點 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、

11、鞭毛蟲?。黄浯嗡w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，同時腐蝕魚類鰓部組織，引起大批死亡。ph異常在傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式里不易發(fā)現(xiàn)，往往造成的損害比低溫、缺氧更大。系統(tǒng)采用進口ph探頭，監(jiān)測水體ph值，ph值異常時，系統(tǒng)自動打開進出水口電磁閥進行換水，保證水生生物生長在恒定ph環(huán)境內(nèi)。3) 氨氮含量監(jiān)測點水體內(nèi)的氨氮主要來源于水生生物的排泄物，施加的肥料，殘餌被微生物分解成氨基酸，再進一步分

12、解成氨氮。同時水體氧氣不足時，水體發(fā)生反硝化反應(yīng)也會產(chǎn)生氨氮。然而，國產(chǎn)氨氮檢測設(shè)備不成熟，進口設(shè)備價格昂貴。本系統(tǒng)通過放養(yǎng)光合細菌，細菌進行硝化作用降低水體氨氮含量，同時采用生物傳感器監(jiān)測光合細菌濃度，從而判斷水體氨氮含量。3.3智能化控制系統(tǒng)1) 給排水控制傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式里，魚池換水全部有人工完成，費時費力。本系統(tǒng)可根據(jù)水質(zhì)需要進行自動換水，管理員也可以根據(jù)系統(tǒng)提供的實時參數(shù)判斷養(yǎng)殖池是否需要換水，并通過遠程控制系統(tǒng)進行換水。2) 增氧泵控制一般養(yǎng)殖場養(yǎng)殖珍貴魚種時都是24小時長時間供氧，這樣養(yǎng)殖池內(nèi)雖然不會出現(xiàn)缺氧現(xiàn)象，缺造成了能源的浪費。將增氧泵與本系統(tǒng)對接后，可根據(jù)水生物實際需求開啟和

13、關(guān)閉增氧泵即保證水生生物健康生長也節(jié)約了能源。3) 溫度控制溫度過高和過低都會影響水生生物的生長狀況，為了保證養(yǎng)殖場水溫恒定，可在進水口建立水溫緩沖池，通過與系統(tǒng)對接的溫控設(shè)備調(diào)節(jié)水溫，之后在將緩沖池內(nèi)恒溫水送入養(yǎng)殖池內(nèi)。當養(yǎng)殖池溫度過高時，系統(tǒng)自動打開進出水口，更換池水，達到降溫目的。4 系統(tǒng)軟件功能4.1 數(shù)據(jù)采集功能4.1.1 標準值設(shè)定用戶可根據(jù)專家系統(tǒng)和管理員經(jīng)驗設(shè)定標準值，采集值超出報警值時系統(tǒng)自動報警。4.1.2 數(shù)據(jù)實時查詢可遠程查看養(yǎng)殖場實時數(shù)據(jù)，及時在千里之外也能讓您對養(yǎng)殖場了如指掌。4.1.3 趨勢圖查詢趨勢圖查詢服務(wù)可方便您觀察一段時間內(nèi)檢測值變化較大的檢測點4.1.4 歷史數(shù)據(jù)查詢歷史數(shù)據(jù)查詢服務(wù)提供個監(jiān)測點檢測數(shù)據(jù)查詢，為研究水生生物生長規(guī)律提供科學依據(jù)。4.