水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)-漁友云

一、 水產(chǎn)養(yǎng)殖自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介

    目前各水產(chǎn)院校、水產(chǎn)研究機(jī)構(gòu)和水產(chǎn)養(yǎng)殖公司除極少數(shù)已配備了水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀以外，一般單位并沒有采用，其原因多是市場(chǎng)上的水質(zhì)監(jiān)測(cè)（分析）儀器價(jià)格昂貴，在目前人力相對(duì)廉價(jià)的情況下，一般不會(huì)采用這種監(jiān)測(cè)儀器。但是隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，整個(gè)水產(chǎn)行業(yè)在不久的將來必將發(fā)生經(jīng)營(yíng)觀念上的*轉(zhuǎn)變，也必將會(huì)逐步選擇*的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)服務(wù)于養(yǎng)殖作業(yè)流程。

    在水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)中，要求對(duì)池塘、水庫(kù)、工廠化養(yǎng)魚池等多種水體的水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如養(yǎng)殖場(chǎng)、育苗場(chǎng)水源必須檢測(cè)確定無化學(xué)污染源；養(yǎng)殖過程中，為了預(yù)測(cè)水質(zhì)變化趨勢(shì)，及時(shí)調(diào)整水質(zhì)，每天要多次測(cè)定溫度、pH值，溶解氧、氨氮、亞硝酸鹽，硫化物等水質(zhì)指標(biāo)。國(guó)內(nèi)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的水質(zhì)檢測(cè)儀器一般都是離線式的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方式，需要取樣，檢測(cè)結(jié)果反饋周期長(zhǎng)，更不能根據(jù)結(jié)果自動(dòng)進(jìn)行水質(zhì)調(diào)節(jié)，一方面，結(jié)果反饋周期長(zhǎng)，難以保證水產(chǎn)養(yǎng)殖的安全，另一方面，養(yǎng)殖人員要掌握充足的養(yǎng)殖知識(shí)，熟悉大量的對(duì)照數(shù)據(jù)，才能制定出合適的調(diào)節(jié)控制水質(zhì)的方案，這就需要養(yǎng)殖人員具有較高的素質(zhì)，而且要進(jìn)行經(jīng)常性的干預(yù)。由此可見，傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)方式由于測(cè)試周期長(zhǎng)、數(shù)據(jù)反饋速度慢等原因，已經(jīng)不能適應(yīng)飛速發(fā)展的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)需求。 

    實(shí)時(shí)、系統(tǒng)、智能、分布式水質(zhì)監(jiān)測(cè)及調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一種保產(chǎn)、保質(zhì)、穩(wěn)定的系統(tǒng)，融生物、物理、化學(xué)凈化、電子信息技術(shù)為一體，充分發(fā)揮各水質(zhì)凈化單元作用，能滿足不同養(yǎng)殖對(duì)象對(duì)水質(zhì)的要求，應(yīng)用價(jià)值及市場(chǎng)前景。

本系統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計(jì)，擁有多項(xiàng)技術(shù)。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用鋪設(shè)線纜的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，工程量大、成本高，同時(shí)由于傳感器大多通過微電壓進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，過長(zhǎng)的線纜鋪設(shè)會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的誤差較大。并能夠在連陰雨天氣保證數(shù)月*穩(wěn)定的運(yùn)行，系統(tǒng)還特別具有的自動(dòng)清洗裝置和*光學(xué)溶解氧傳感器。

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二、影響水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的關(guān)鍵參數(shù)

    影響水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的關(guān)鍵參數(shù)就是水溫、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亞硝酸鹽等，但這些關(guān)鍵因素即看不見又摸不著很難準(zhǔn)確把握?，F(xiàn)有的水產(chǎn)管理是以養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)為指導(dǎo)，也就是一種普遍的養(yǎng)殖規(guī)律，很難做到準(zhǔn)確可靠，產(chǎn)量難以得到保障。隨著養(yǎng)殖業(yè)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)調(diào)節(jié)失控，競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，掌握準(zhǔn)確可靠的養(yǎng)殖數(shù)據(jù)，科學(xué)養(yǎng)殖，提高產(chǎn)量與品質(zhì)，勢(shì)在必行。

    針對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境對(duì)象具有的多樣性、多變性、以及偏僻分散等特點(diǎn)，提出了一種基于無線移動(dòng)通信和測(cè)控技術(shù)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和信息發(fā)布系統(tǒng)方案。本系統(tǒng)可以為用戶節(jié)省大量人工操作和電力消耗，限制魚類疾病所造成的損失，減少死亡率。通過*連續(xù)的監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)和控制水質(zhì)，可以顯著增加養(yǎng)殖產(chǎn)量。

四、水產(chǎn)養(yǎng)殖自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)介紹

    水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)由前端部分來完成對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)因子的含量的監(jiān)測(cè)與匯總、轉(zhuǎn)換、傳輸?shù)裙ぷ?，監(jiān)測(cè)因子包括水溫、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亞硝酸鹽等，這些監(jiān)測(cè)因子由數(shù)據(jù)采集終端使用不同的方法進(jìn)行測(cè)量獲得一個(gè)非常準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，此結(jié)果通過數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換后經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)向在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)平臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)，在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收、過濾、存儲(chǔ)、處理、統(tǒng)計(jì)分析并提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢等任務(wù)，當(dāng)溶氧超過設(shè)定值的時(shí)候，自動(dòng)開啟或者關(guān)閉設(shè)備。整個(gè)系統(tǒng)可達(dá)到安全、可靠、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、全面、快速、高效的將真實(shí)的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境信息展現(xiàn)在管理人員的面前。

五、水產(chǎn)養(yǎng)殖自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)組成

    本系統(tǒng)利用傳感器測(cè)量出水中相應(yīng)的環(huán)境因子（如PH值，溶解氧，溫度等），然后利用相應(yīng)參數(shù)的在線儀表讀出傳感器傳出的信號(hào)，并可將這些信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)或者模擬電流信號(hào)，傳入現(xiàn)場(chǎng)PLC控制系統(tǒng)以及終端，再通過編制的軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整理和數(shù)據(jù)分析，并實(shí)施預(yù)警預(yù)報(bào)。

 水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)由三大部分：數(shù)據(jù)中心、水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控點(diǎn)、用戶移動(dòng)端

1、數(shù)據(jù)中心：

主要由機(jī)和上位機(jī)軟件構(gòu)成，它實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的接收、存儲(chǔ)、顯示、數(shù)據(jù)請(qǐng)求以及曲線顯示、報(bào)表打印輸出等信息管理工作和進(jìn)行特殊情況的監(jiān)控中心預(yù)警以及通過客戶端軟件方便地訪問實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)。

2、空氣質(zhì)量監(jiān)控點(diǎn)：

實(shí)時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)的水溫、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亞硝酸鹽等數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)采集終端內(nèi)，根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)采集點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)報(bào)警，防止事故的發(fā)生。（并預(yù)留監(jiān)控點(diǎn)的控制接口）

3、用戶移動(dòng)端：

    通過智能移動(dòng)端訪問數(shù)據(jù)中心采集現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)或編輯短信發(fā)送到數(shù)據(jù)采集終端采集現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。 

六、水產(chǎn)養(yǎng)殖自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)主要功能： 

    系統(tǒng)目前已完成和實(shí)現(xiàn)的主要功能包括作為下位機(jī)的分析儀、現(xiàn)場(chǎng)PLC控制系統(tǒng)和作為上位機(jī)的終端電腦應(yīng)用程序的一部分，能監(jiān)測(cè)多種水質(zhì)參數(shù)：水溫、水深、酸度、鹽度、含氧量等。

 使用分析儀來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，分析儀的傳感器測(cè)得原始數(shù)據(jù)，通過信號(hào)分析獲得測(cè)量的參數(shù)值。車間里每個(gè)養(yǎng)殖池可放置一個(gè)或多個(gè)分析儀的傳感器，各分析儀之間利用 485 網(wǎng)絡(luò)連接，從而可將車間里各養(yǎng)殖池中水環(huán)境的多項(xiàng)參數(shù)連續(xù)不斷的采集起來。

 終端電腦和下位機(jī)的通訊采用的是"主－從"式通訊方式，上位機(jī)通過RS232接口主動(dòng)發(fā)出命令或數(shù)據(jù)，下位機(jī)被動(dòng)響應(yīng)。

 系統(tǒng)對(duì)養(yǎng)殖池分類，分別設(shè)定不同的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，在采集到的魚池參數(shù)超出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可進(jìn)行報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

 終端電腦上的軟件對(duì)連接的養(yǎng)殖池水質(zhì)可進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)和手動(dòng)監(jiān)測(cè)。自動(dòng)監(jiān)測(cè)是對(duì)一組分析儀（也就是多個(gè)養(yǎng)殖池）根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔，按順序逐一進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，存入數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，進(jìn)行監(jiān)測(cè)；手動(dòng)監(jiān)測(cè)是根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔對(duì)一個(gè)的分析儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

 在系統(tǒng)中還可對(duì)各個(gè)分析儀進(jìn)行參數(shù)校正，以確保采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確有效；可修改分析儀的ID號(hào)，位置信息等，方便分析儀和數(shù)據(jù)信息的管理與使用。

◆ 可在線實(shí)時(shí)24小時(shí)連續(xù)的采集和記錄監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的水溫、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亞硝酸鹽、等各項(xiàng)參數(shù)情況，以數(shù)字、圖形和圖像等多種方式進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和記錄存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)信息，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位可擴(kuò)充多達(dá)上千個(gè)點(diǎn)。

◆可設(shè)定各監(jiān)控點(diǎn)位的水溫、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亞硝酸鹽、等報(bào)警限值，當(dāng)出現(xiàn)被監(jiān)控點(diǎn)位數(shù)據(jù)異常時(shí)可自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，報(bào)警形式包括：現(xiàn)場(chǎng)多媒體聲光報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)客戶端報(bào)警、移動(dòng)端短信息報(bào)警等。上傳報(bào)警信息并進(jìn)行本地及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)可在不同的時(shí)刻通知不同的值班人員。

◆ 數(shù)據(jù)中心軟件采用標(biāo)準(zhǔn)全中文圖形界面，實(shí)時(shí)顯示、記錄各監(jiān)測(cè)點(diǎn)水溫、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亞硝酸鹽、等曲線變化，統(tǒng)計(jì)水溫、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亞硝酸鹽、等數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)、更大值、更小值及平均值，累積數(shù)據(jù)，報(bào)警畫面。

◆監(jiān)控主機(jī)端利用監(jiān)控軟件可隨時(shí)打印每時(shí)刻的水溫、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亞硝酸鹽、等數(shù)據(jù)及運(yùn)行報(bào)告。

◆強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理與通訊能力，采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，局域網(wǎng)內(nèi)的任何一臺(tái)電腦都可以訪問監(jiān)控電腦，在線查看監(jiān)控點(diǎn)位的溫濕度變化情況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)不但能夠在值班室監(jiān)測(cè)，在自己辦公室和智能移動(dòng)端都可以非常方便地觀看和監(jiān)控。

◆系統(tǒng)可擴(kuò)充多種記錄數(shù)據(jù)分析處理軟件，能進(jìn)行繪制棒圖、餅圖，進(jìn)行曲線擬合等處理，可按格式輸出，也能進(jìn)入EXCEL電子表格等office的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

◆系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留有接口，可隨時(shí)增加減硬軟件設(shè)備，系統(tǒng)只要做少量的改動(dòng)即可，可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成?？筛鶕?jù)政策和法規(guī)的改變隨時(shí)增加新的內(nèi)容。

七、水產(chǎn)養(yǎng)殖自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)主要特點(diǎn)：

◆實(shí)時(shí)性：采用更新的通信和軟硬件技術(shù)，建立了清晰和合理的系統(tǒng)架構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)多線程的遠(yuǎn)程并發(fā)通信，在幾秒時(shí)間內(nèi)，可以讓成百上千臺(tái)的數(shù)據(jù)采集終端實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控中心進(jìn)行集中監(jiān)視和遠(yuǎn)程調(diào)度，實(shí)現(xiàn)故障信息的及時(shí)報(bào)警。

◆可以進(jìn)行系統(tǒng)或模塊的無限擴(kuò)展，便于*的升級(jí)和維護(hù)，延長(zhǎng)系統(tǒng)的壽命，通過更新部件，能讓系統(tǒng)一直存在下去，而不至于整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，造成大量的投資損失。

◆易維護(hù)性：系統(tǒng)可對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端執(zhí)行相應(yīng)的遠(yuǎn)程操作命令，包括遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)抄收、遠(yuǎn)程終端復(fù)位、遠(yuǎn)程終端軟件升級(jí)等。

◆操作簡(jiǎn)易性：系統(tǒng)軟件功能完善，模塊化、圖形化設(shè)計(jì)，全過程全中文幫助，操作簡(jiǎn)單方便。

◆性價(jià)比高：該系統(tǒng)專為水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控量身定制，充分考慮到水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境各個(gè)環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)需求。