構(gòu)建軟硬結(jié)合的水產(chǎn)養(yǎng)殖 物聯(lián)網(wǎng)解決方案

引言

傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)以犧牲自然環(huán)境資源和大量的物質(zhì)消耗 等粗放式飼養(yǎng)方式為主要特征，經(jīng)濟(jì)效益低而且污染水體環(huán) 境。越來越多的現(xiàn)代化養(yǎng)殖方式，如網(wǎng)箱養(yǎng)殖、流水養(yǎng)殖等, 立體利用水域、水陸復(fù)合生產(chǎn)的生態(tài)漁業(yè)，以保持漁業(yè)資源 可持續(xù)利用的技術(shù)開始得到廣泛的應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為智能水產(chǎn)養(yǎng)殖的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。 基于智能傳感技術(shù)、智能處理技術(shù)及智能控制等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的 智能水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)，集數(shù)據(jù)、圖像實(shí)時采集、無線傳輸、智 能處理和預(yù)測預(yù)警信息發(fā)布、輔助決策等功能于一體，通過 對水質(zhì)參數(shù)的準(zhǔn)確檢測、數(shù)據(jù)的可靠傳輸、信息的智能處理 以及控制機(jī)構(gòu)的智能化自動控制，實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的管理。

1基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)

水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)是面向水產(chǎn)養(yǎng)殖集約、高產(chǎn)、 高效、生態(tài)、安全的發(fā)展需求，基于智能傳感、無線傳感網(wǎng)、 通信、智能處理與智能控制等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)的，集水質(zhì)環(huán)境 參數(shù)在線采集、智能組網(wǎng)、無線傳輸、智能處理、預(yù)警信息發(fā)布、 決策支持、遠(yuǎn)程與自動控制等功能于一體的水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng) 系統(tǒng)。

通過該系統(tǒng)，養(yǎng)殖戶可以通過手機(jī)、PDA、計(jì)算機(jī)等信 息終端，實(shí)時掌握養(yǎng)殖水質(zhì)環(huán)境信息，及時獲取異常報(bào)警信息及水質(zhì)預(yù)警信息，并可以根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，實(shí)時自動地 調(diào)整控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的科學(xué)養(yǎng)殖與管理，最終實(shí)現(xiàn) 節(jié)能降耗、綠色環(huán)保和增產(chǎn)增收的目標(biāo)。

2系統(tǒng)組成

一般來說，該物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由水質(zhì)監(jiān)測站、增氧控制站、 現(xiàn)場及遠(yuǎn)程監(jiān)控中心等子系統(tǒng)組成。

水質(zhì)監(jiān)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(shù)據(jù)采集器， 主要實(shí)現(xiàn)對養(yǎng)殖場水質(zhì)環(huán)境參數(shù)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(jī)與 曝氣增氧管道（或增氧機(jī)）無線控制終端匯聚水質(zhì)監(jiān)測站采 集的信息，根據(jù)不同養(yǎng)殖品種對溶解氧的需求，通過算法模 型控制增氧設(shè)備動作。

現(xiàn)場監(jiān)控中心包括WSN無線接入點(diǎn)和現(xiàn)場監(jiān)控計(jì)算機(jī)。 無線控制終端匯聚的數(shù)據(jù)通過無線接入點(diǎn)匯總到現(xiàn)場監(jiān)控計(jì) 算機(jī)，用戶可在本地查詢水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)，同時監(jiān)控計(jì)算機(jī)對 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，做出控制決策，通過無線接入點(diǎn)向配電 箱發(fā)送控制指令。

遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通過GPRS遠(yuǎn)程接入點(diǎn)接收無線控制終端 匯聚的數(shù)據(jù)信息。用戶可以通過手機(jī)、PDA、計(jì)算機(jī)等信息 終端遠(yuǎn)程查詢水質(zhì)信息，同時也可通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理, 做出控制決策，遠(yuǎn)程控制增氧設(shè)備。圖1所示是上海辰漢電子科技有限公司開發(fā)的水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)解決方案。

上海辰漢電子科技有限公司經(jīng)過三年多的研發(fā)和實(shí)際 使用，開發(fā)出了完全自主知識產(chǎn)權(quán)的水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)解決方 案一一水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含高精度傳感 器探頭、數(shù)據(jù)采集分析終端、無線通訊終端、智能氧氣傳輸 控制柜、智能移動顯示終端、互聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)器、在線式移動 端顯控軟件等全套軟硬件設(shè)施，為水產(chǎn)養(yǎng)殖的信息化、智能 化的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)大的科技后盾。

3系統(tǒng)功能原理和操作界面

該系統(tǒng)可以讓相關(guān)領(lǐng)域管理人員在線查看各個監(jiān)測站點(diǎn) 的探頭的采樣數(shù)據(jù)，同時提供短信提示功能，以方便管理者 及時了解水質(zhì)的各參數(shù)值，讓管理者能第一時間獲得水質(zhì)問題 警報(bào)的消息，從而及時采取措施，避免損失。圖2所示是該 系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理。

圖2  系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理

圖3  水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的WEB端顯示界面

圖5  智能水質(zhì)監(jiān)測與增氧控制系統(tǒng)界面圖

圖6  溶氧溫度報(bào)警設(shè)置界面

當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行的時候，RIU采集到的溶氧、溫度等數(shù)據(jù)， 通過DTU實(shí)時傳輸?shù)絎EB服務(wù)器上，WEB服務(wù)器實(shí)時存 儲這些數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)頁的形式給用戶提供隨時查詢的功能。 同時，系統(tǒng)會根據(jù)用戶設(shè)定的報(bào)警或提示條件，將溶氧、溫度 信息實(shí)時通過短信發(fā)送到用戶指定的手機(jī)上，從而讓用戶做到 隨時隨地了解水質(zhì)狀況。

圖3至圖6分別為WEB端和移動端的系統(tǒng)顯示頁面圖。

4結(jié)束語

在國家大力倡導(dǎo)科技興國的今天，辰漢電子完全自主知 識產(chǎn)權(quán)的水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)解決方案，大大提升了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè) 的信息化水平。系統(tǒng)中的傳感器采集、智能顯控終端，移動信 息系統(tǒng)達(dá)到或超過了國際一流廠家的技術(shù)水平，其大規(guī)模推廣 應(yīng)用一定會產(chǎn)生巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益。

20211021_617043297504c__構(gòu)建軟硬結(jié)合的水產(chǎn)養(yǎng)殖 物聯(lián)網(wǎng)解決方案 上海辰漢電子科技有限公司劉金權(quán)