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(xiàng)目概述22 項(xiàng)目功能概述22.1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)具體內(nèi)容22.2 項(xiàng)目架構(gòu)33系統(tǒng)硬件功能43.1養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)43.2 養(yǎng)殖場(chǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)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(hào)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(duì)我國(guó)水產(chǎn)品產(chǎn)量的快速增長(zhǎng)起了重大作用。但隨著人們消費(fèi)水平和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，群眾的飲食習(xí)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(fèi)者的青睞。傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式在生產(chǎn)實(shí)踐中卻存在種種弊端，所生產(chǎn)的水產(chǎn)品難以滿足市場(chǎng)需求。具體表現(xiàn)在如下幾方面：1 基礎(chǔ)設(shè)施簡(jiǎn)陋、陳舊、經(jīng)濟(jì)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(yíng)規(guī)模，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益低下。企業(yè)缺乏技術(shù)儲(chǔ)備，無(wú)技術(shù)改造和擴(kuò)大再生產(chǎn)資金，只能維持現(xiàn)狀，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)。2 養(yǎng)殖品種單一化、常規(guī)化2000年我國(guó)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(chǎng)已出現(xiàn)供大于求的局面，如2009年春節(jié)，我國(guó)各大城市的淡水魚市場(chǎng)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(fèi)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(chǎng)所淘汰。3 養(yǎng)殖水域環(huán)境條件不斷惡化我國(guó)人口稠密地區(qū)的水域絕大部分都富營(yíng)養(yǎng)化，例如全國(guó)有水質(zhì)監(jiān)測(cè)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(guó)海域多次發(fā)生規(guī)模巨大、毒性極強(qiáng)的赤潮，給我國(guó)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(yán)重。如全國(guó)著名的池塘養(yǎng)魚高產(chǎn)區(qū)無(wú)錫河厥口的池塘養(yǎng)魚業(yè)，因?yàn)榱合訃?yán)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(yán)重在淡水養(yǎng)殖方面，據(jù)測(cè)算，養(yǎng)殖1 t淡水魚的排污量相當(dāng)于20頭肥豬的糞便量。以北京密云水庫(kù)網(wǎng)箱養(yǎng)鯉為例，畝產(chǎn)在20 t以上，似乎經(jīng)濟(jì)效益可觀。但是其后果卻導(dǎo)致水庫(kù)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(fèi)用，超過了網(wǎng)箱養(yǎng)魚的利潤(rùn)。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(duì)蝦病的泛濫就是最典型的事例。5 水產(chǎn)資源遭到嚴(yán)重的破壞，不少水域生態(tài)失衡水域的過度開發(fā)，導(dǎo)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(yáng)澄湖原來水草的覆蓋率很高，水質(zhì)清晰，所產(chǎn)的蟹個(gè)大肉美。如今陽(yáng)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(jī)械設(shè)備、監(jiān)控儀表、管理軟件和無(wú)線傳感等現(xiàn)代技術(shù)手段用于漁業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高密度、高產(chǎn)值、高效益的

5、標(biāo)準(zhǔn)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(shì)。一是機(jī)械化、自動(dòng)化程度較高，能迅速運(yùn)用先進(jìn)的養(yǎng)殖技術(shù);二是通過循環(huán)用水和污水處理，實(shí)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(yíng)管理水平也較高，對(duì)促進(jìn)我國(guó)漁業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)進(jìn)步發(fā)揮更大的作用。1.2項(xiàng)目概述物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用在各個(gè)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(jì)算模式、移動(dòng)通信等不斷融入到不同行業(yè)的各個(gè)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(wú)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(wú)法滿足社會(huì)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(jì)開發(fā)的，采用無(wú)線傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化管理等先進(jìn)管理方法對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境、水質(zhì)、魚類生長(zhǎng)狀況、藥物使用、廢水處理等進(jìn)行全方位管理、監(jiān)測(cè)，具有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集及分析、食品溯源、生產(chǎn)基地遠(yuǎn)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(xiàng)目功能概述2.1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)具體內(nèi)容l 養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)包括水溫監(jiān)測(cè)，光照度監(jiān)測(cè)。l 養(yǎng)殖場(chǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)主要包括溶解氧監(jiān)測(cè)、ph值監(jiān)測(cè)、氨氮含量監(jiān)測(cè)。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(dòng)給排水控制，光照度控制，溫度控制。2.2 項(xiàng)目架構(gòu)手機(jī)、電腦等查詢?cè)O(shè)備增氧機(jī)等設(shè)備反控設(shè)備采集節(jié)點(diǎn)匯集節(jié)點(diǎn)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(xiàng)目的前沿部分，是整個(gè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)。系統(tǒng)將前端的魚類生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)等與食品消費(fèi)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(fù)責(zé)將前端數(shù)據(jù)采集部分傳送給服務(wù)器，并提供遠(yuǎn)程終端訪問主服務(wù)器，是整個(gè)項(xiàng)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(shí)時(shí)的信息。用戶可以通過各種終端如個(gè)人電腦、手機(jī)、手持終端、觸摸式一體機(jī)等實(shí)時(shí)了解養(yǎng)殖場(chǎng)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(jìn)行對(duì)比，參數(shù)超出閥值后自動(dòng)打開相應(yīng)設(shè)備。3系統(tǒng)硬件功能3.1養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)1) 溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)：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(duì)象的生長(zhǎng)發(fā)育，通過水溫的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)，我們的粗話一下結(jié)論：水溫與溶解氧含量符合等比級(jí)曲線模型水溫與氨氮總量總體呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；不同水產(chǎn)生物對(duì)水溫 不同適應(yīng)性，在適合溫度范圍，水溫越高，養(yǎng)殖對(duì)象攝食量越大，并且餌料系數(shù)越小；一般水溫越高，水產(chǎn)生物生長(zhǎng)速度越快。通過計(jì)算養(yǎng)殖對(duì)象長(zhǎng)期活動(dòng)積溫即可推斷某一品種從育苗到商品上市所需時(shí)間；水溫高低直接決定受精卵的孵化時(shí)間，在適合溫度范圍內(nèi)，水溫越高孵化時(shí)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(chǎng)使用人工測(cè)溫，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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(jí)在線溫度傳感器，24小時(shí)全天候監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖水體溫度。采集溫度包括進(jìn)水口溫度，池內(nèi)溫度，養(yǎng)殖場(chǎng)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(jìn)行系統(tǒng)報(bào)警閥值設(shè)定。當(dāng)溫度超出閥值時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警：自動(dòng)打開現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警器；通過手機(jī)給管理員發(fā)送報(bào)警短信；監(jiān)測(cè)界面彈出報(bào)警信息。在一段時(shí)間內(nèi)（可設(shè)定），溫度參數(shù)持續(xù)超標(biāo) ，系統(tǒng)自動(dòng)打開溫控設(shè)備，溫度參數(shù)恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)值后，溫控設(shè)備自動(dòng)關(guān)閉。2) 光照度監(jiān)測(cè)點(diǎn)光照度的時(shí)間長(zhǎng)短和強(qiáng)弱會(huì)影響?zhàn)B殖對(duì)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(dòng)計(jì)算養(yǎng)殖對(duì)象所需光照強(qiáng)度、光照時(shí)間從而判斷天窗開啟時(shí)間、是否需要人工關(guān)照。3.2 養(yǎng)殖場(chǎng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)1) 溶解氧監(jiān)測(cè)點(diǎn)溶解氧不就是水生生物正常生理功能和健康生長(zhǎng)的必須物質(zhì)，溶解氧高可以增進(jìn)水產(chǎn)生物的食欲，提高飼料利用率，加快生長(zhǎng)發(fā)育。同時(shí)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(jìn)行的關(guān)鍵因素。本系統(tǒng)采用高精度溶解氧探頭實(shí)時(shí)采集水體溶解氧含量，當(dāng)水體溶氧量過低時(shí)自動(dòng)打開增氧泵。2) ph值監(jiān)測(cè)點(diǎn) 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、鞭毛蟲病；其次水體中磷酸鹽溶解度受到影響，有機(jī)物分解率減慢，天然餌料的繁殖減慢；再者，魚鰓會(huì)受到腐蝕，魚血液酸性增強(qiáng)，利用氧的能力降低，盡管水體中的含氧量較高，還是會(huì)導(dǎo)致魚體缺氧浮頭，魚的活動(dòng)力減弱，對(duì)餌料的利用率大大降低，影響魚類正常生長(zhǎng)。ph值過高會(huì)增大氨的毒性，同時(shí)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(jìn)口ph探頭，監(jiān)測(cè)水體ph值，ph值異常時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)打開進(jìn)出水口電磁閥進(jìn)行換水，保證水生生物生長(zhǎng)在恒定ph環(huán)境內(nèi)。3) 氨氮含量監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(jìn)一步分

12、解成氨氮。同時(shí)水體氧氣不足時(shí)，水體發(fā)生反硝化反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生氨氮。然而，國(guó)產(chǎn)氨氮檢測(cè)設(shè)備不成熟，進(jìn)口設(shè)備價(jià)格昂貴。本系統(tǒng)通過放養(yǎng)光合細(xì)菌，細(xì)菌進(jìn)行硝化作用降低水體氨氮含量，同時(shí)采用生物傳感器監(jiān)測(cè)光合細(xì)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?fù)Q水全部有人工完成，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。本系統(tǒng)可根據(jù)水質(zhì)需要進(jìn)行自動(dòng)換水，管理員也可以根據(jù)系統(tǒng)提供的實(shí)時(shí)參數(shù)判斷養(yǎng)殖池是否需要換水，并通過遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)進(jìn)行換水。2) 增氧泵控制一般養(yǎng)殖場(chǎng)養(yǎng)殖珍貴魚種時(shí)都是24小時(shí)長(zhǎng)時(shí)間供氧，這樣養(yǎng)殖池內(nèi)雖然不會(huì)出現(xiàn)缺氧現(xiàn)象，缺造成了能源的浪費(fèi)。將增氧泵與本系統(tǒng)對(duì)接后，可根據(jù)水生物實(shí)際需求開啟和

13、關(guān)閉增氧泵即保證水生生物健康生長(zhǎng)也節(jié)約了能源。3) 溫度控制溫度過高和過低都會(huì)影響水生生物的生長(zhǎng)狀況，為了保證養(yǎng)殖場(chǎng)水溫恒定，可在進(jìn)水口建立水溫緩沖池，通過與系統(tǒng)對(duì)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(dāng)養(yǎng)殖池溫度過高時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)打開進(jìn)出水口，更換池水，達(dá)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(biāo)準(zhǔn)值設(shè)定用戶可根據(jù)專家系統(tǒng)和管理員經(jīng)驗(yàn)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值，采集值超出報(bào)警值時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。4.1.2 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)查詢可遠(yuǎn)程查看養(yǎng)殖場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，及時(shí)在千里之外也能讓您對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)了如指掌。4.1.3 趨勢(shì)圖查詢趨勢(shì)圖查詢服務(wù)可方便您觀察一段時(shí)間內(nèi)檢測(cè)值變化較大的檢測(cè)點(diǎn)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(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)檢測(cè)數(shù)據(jù)查詢，為研究水生生物生長(zhǎng)規(guī)律提供科學(xué)依據(jù)。4.