第一部分：概述

1、養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

漁業(yè)作為一種傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，在近代得到了快速的發(fā)展，并在社會、經(jīng)濟(jì)和人們生活中顯現(xiàn)出其重要的地位。特別是水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，最近30年里，在全球動物性食品生產(chǎn)中增長最快，而中國對水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)品的生產(chǎn)貢獻(xiàn)率最大，中國水產(chǎn)品養(yǎng)殖產(chǎn)量約占世界水產(chǎn)品養(yǎng)殖產(chǎn)量的2/3，養(yǎng)殖產(chǎn)品的質(zhì)量和安全衛(wèi)生水平有了較大的提高，但和先進(jìn)國家相比還有很大差距。水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)尤其是工廠化養(yǎng)殖過程所用的設(shè)施條件還不夠完善，機(jī)械化、自動化程度不夠高，水處理設(shè)備落后，基本為流水式開放系統(tǒng)。近年來，魚類賴以生存的江河湖泊和淺海等水體環(huán)境受到越來越嚴(yán)重的污染，致使?jié)O業(yè)資源日趨衰退，從自然界中捕獲到的名、特、優(yōu)水產(chǎn)品的數(shù)量日益減少，另一方面，水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)經(jīng)營者多以追求產(chǎn)量和近期經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，養(yǎng)殖密度過高，加上保護(hù)養(yǎng)殖環(huán)境意識淡薄，養(yǎng)殖病害呈逐年加重之勢，隨之而來的是藥物濫用現(xiàn)象較為普遍，以至于水域環(huán)境遭到不同程度的破壞，水產(chǎn)品質(zhì)量安全得不到有效保障，同時(shí)傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)中大量養(yǎng)殖污水的排放，又加劇了環(huán)境污染，使得發(fā)展傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)與保護(hù)環(huán)境的矛盾日益突出。 因此，用具有占地面積小、用水量少、無污染、不收地域、環(huán)境、氣候等影響的密集化工廠化集約模式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的粗放型模式勢在必行，實(shí)現(xiàn)工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖的關(guān)鍵是水產(chǎn)養(yǎng)殖遠(yuǎn)程監(jiān)控。   

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，ph值等，水質(zhì)的好壞關(guān)系到養(yǎng)殖效益、養(yǎng)殖效果、養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)等各方面的因素。目前國內(nèi)的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)其水質(zhì)監(jiān)測基本上仍處于人工取樣、化學(xué)分析的人工監(jiān)測階段，其耗時(shí)費(fèi)力、精確度不高，并且需要有專業(yè)人員進(jìn)行操作。同時(shí)鑒于養(yǎng)殖池群規(guī)模大，范圍廣、來回不方便等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的靠取水樣測水樣的控制方式已經(jīng)明顯不能滿足實(shí)時(shí)性的需要。我們平時(shí)如能做到不間斷的監(jiān)控水質(zhì)的變化情況，發(fā)現(xiàn)問題、及時(shí)采用相應(yīng)措施進(jìn)行處理，就能防止養(yǎng)殖對象水體環(huán)境的惡化，從而讓養(yǎng)殖對象少生病或不生病。

我公司自主研發(fā)的的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)操作簡單、數(shù)值輸出快而精確，并且可以實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖全過程的連續(xù)或適時(shí)監(jiān)測，對于預(yù)防極端氣候造成極端水質(zhì)物理指標(biāo)及各水環(huán)境因子綜合的病害機(jī)理具有重要意義，可以指導(dǎo)我們的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，帶來利潤。

2、水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)概述

水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境遠(yuǎn)程監(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)。

水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)是利用現(xiàn)有的水質(zhì)參數(shù)傳感器、環(huán)境參數(shù)傳感器、水產(chǎn)養(yǎng)殖執(zhí)行設(shè)備等電子產(chǎn)品結(jié)合通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，采用監(jiān)控設(shè)備將養(yǎng)殖池的水與周圍環(huán)境某些與水產(chǎn)品生產(chǎn)關(guān)系密切的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制。對養(yǎng)殖水體進(jìn)行水溫、溶氧、酸堿度、透明度、氨氮值、及大氣壓、氣溫等參數(shù)進(jìn)行自動監(jiān)測，準(zhǔn)確地為科學(xué)管理提供技術(shù)參數(shù)，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(shí)掌握養(yǎng)殖水質(zhì)環(huán)境信息，及時(shí)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(shí)自動地調(diào)整調(diào)水、投餌、增氧控制設(shè)備，使魚塘溶氧含量適宜，保證魚類正常生長，減少魚病發(fā)生，提高魚飼料的利用率，作人員無需親臨養(yǎng)殖現(xiàn)場便可監(jiān)控水產(chǎn)養(yǎng)殖單元的實(shí)際情況，有突發(fā)事件時(shí)系統(tǒng)自動報(bào)警，水產(chǎn)養(yǎng)殖單元的管理可通過監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行量化的設(shè)置，使得管理更加的數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化，有利于統(tǒng)一管理標(biāo)準(zhǔn)，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、增產(chǎn)增收的目標(biāo)。

第二部分：系統(tǒng)組成

水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)由養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測站/、、通訊系統(tǒng)平臺及遠(yuǎn)程監(jiān)控中心等子系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成。

 1、養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測站：

1、1、監(jiān)測站概述

負(fù)責(zé)監(jiān)測一個(gè)養(yǎng)殖池的水質(zhì)，如溫度、鹽度、PH值、溶解氧等，并可把測得的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)來自動控制環(huán)境控制設(shè)備的啟停，或者當(dāng)他接到中心站的指令也可強(qiáng)行控制環(huán)境控制設(shè)備的啟停。

1、2、監(jiān)測站配置

水質(zhì)監(jiān)測站可以選裝溶解氧傳感器、pH傳感器、水溫傳感器、水位傳感器、鹽度傳感器、濁度傳感器等，配合智能環(huán)境數(shù)據(jù)測控終端機(jī)。

1、3、傳感器選擇

選擇適當(dāng)?shù)膫鞲衅魇窃O(shè)計(jì)自動控制系統(tǒng)最重要的一個(gè)步驟。傳感器的目的是將環(huán)境變量量化轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)輸出，通常傳感器處于最壞的環(huán)境下 (如沒入水中) ，接受最嚴(yán)厲的考驗(yàn)(Gray，1989)。因此，傳感器的選擇不僅應(yīng)考慮其性能，還要注意其耐久性。非金屬的傳感器如玻璃或塑料制品比金屬制探針持久。水產(chǎn)養(yǎng)殖自動化系統(tǒng)會發(fā)生錯(cuò)誤警報(bào)，最常見的問題是控制的范圍設(shè)定太嚴(yán)，第二個(gè)原因則是傳感器失效。所以傳感器必需定期更換，因此傳感器的更新與定期校正維修的人力構(gòu)成系統(tǒng)維護(hù)的主要費(fèi)用。 

對每一個(gè)系統(tǒng)來說，傳感器的型式及安放位置都是特定的，例如在養(yǎng)殖鱒魚的寒冷淡水中與在養(yǎng)殖蝦類的溫暖海水中，所要測定的環(huán)境變量不會一樣。因此，傳感器必須是特定而且兼容的種類，將來才能選擇不同廠牌的傳感器與現(xiàn)有的計(jì)數(shù)器及傳輸器搭配使用。

2、數(shù)據(jù)傳輸層（數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)）：

采用移動公司的GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，系統(tǒng)無需布線構(gòu)建簡單、快捷、穩(wěn)定；
移動GPRS無線組網(wǎng)模式具有：數(shù)據(jù)傳輸速率高、信號覆蓋范圍廣、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、安全性高、運(yùn)行成本低、維護(hù)成本低等特點(diǎn)；

3、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心

GPRS遠(yuǎn)程接入點(diǎn)接收環(huán)境測控終端機(jī)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(shí)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。系統(tǒng)可以讓相關(guān)領(lǐng)域管理人員在線查看各個(gè)監(jiān)測站點(diǎn)的探頭的采樣數(shù)據(jù)。同時(shí)提供短信提示功能，方便管理者及時(shí)了解水質(zhì)的各參數(shù)值，讓管理者能第一時(shí)間獲得水質(zhì)問題警報(bào)的消息。

       硬件主要包括：工作站電腦、服務(wù)器（電信、移動或聯(lián)通固定IP專線或者動態(tài)ip域名方式）；

       軟件主要包括：操作系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)中心軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、水產(chǎn)養(yǎng)殖智能監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件平臺（采用B/S結(jié)構(gòu)，可以支持在廣域網(wǎng)進(jìn)行瀏覽查看）、 防火墻軟件；

第三部分：系統(tǒng)功能

　1、24小時(shí)不間斷實(shí)時(shí)監(jiān)測、控制；

    ---- 溫度：水產(chǎn)養(yǎng)殖廠可以根據(jù)所養(yǎng)殖的對象所適應(yīng)的溫度范圍設(shè)定控制范圍，計(jì)算機(jī)通過溫度傳感器實(shí)時(shí)將池塘內(nèi)的水溫讀取到軟件分析系統(tǒng)中，在超過溫度設(shè)置范圍時(shí)，通過報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警。大塘養(yǎng)殖還可以根據(jù)溫度變化的歷史紀(jì)錄，利用計(jì)算機(jī)分析軟件分析魚蝦生長的速度和病情的發(fā)病規(guī)律。

---- 溶解氧：水產(chǎn)養(yǎng)殖廠可以根據(jù)所養(yǎng)殖的對象所適應(yīng)溶解氧范圍設(shè)定溶氧的控制范圍，計(jì)算機(jī)通過溶氧傳感器采集的數(shù)據(jù)，在設(shè)定溶氧的控制范圍內(nèi)控制芯片自動開啟關(guān)閉增氧機(jī)，合理使用配置增氧機(jī)，即節(jié)約用電，減少機(jī)械磨損，又做到以最小的投入換取最大的效率。計(jì)算機(jī)管理軟件可根據(jù)溶氧變化范圍分析魚蝦的發(fā)病規(guī)律，及時(shí)發(fā)布病情預(yù)告，防止病情的發(fā)生。根據(jù)溶氧的變化分析水質(zhì)的惡化程度，及時(shí)采取措施處理，如排污、換水、投加增氧機(jī)、消化菌等。

---- 光照:根據(jù)光與溶氧的變化規(guī)律采取補(bǔ)光增加光照讓藻放氧。

  ---- PH值：根據(jù)PH值的變化分析水質(zhì)的惡化和有害物質(zhì)如氨氮、硫化物、亞硝酸鹽等的產(chǎn)生以及殘留餌料等有機(jī)物腐爛氧化程度，通過報(bào)警系統(tǒng)提交水質(zhì)分析報(bào)告并發(fā)送警示信息。以便及時(shí)采取各項(xiàng)措施。

  ---- 鹽度：根據(jù)鹽的測試值，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在鹽度設(shè)置范圍內(nèi)自動控制換水系統(tǒng)調(diào)節(jié)水質(zhì)。

2、無線遠(yuǎn)程監(jiān)測 ；

----工作人員不必親臨現(xiàn)場就可以通過互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)短信等方式可對養(yǎng)殖環(huán)境作監(jiān)測，比如可以根據(jù)設(shè)定的時(shí)間、條件終端電腦上的軟件對連接的養(yǎng)殖池水質(zhì)可進(jìn)行自動監(jiān)測和手動監(jiān)測。自動監(jiān)測是對一組分析儀（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，同時(shí)和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，進(jìn)行監(jiān)測；手動監(jiān)測是根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔對一個(gè)指定的分析儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，進(jìn)行監(jiān)測。

3、自動報(bào)警 : 可通過短信、中心控制機(jī)軟件等方式報(bào)警；

用戶可設(shè)定某些參數(shù)指標(biāo)的上限和下限。比如水池中電導(dǎo)率pH值動態(tài)變化過程的監(jiān)測，將及時(shí)反映池水污染程度的變化，以決定池水是否更換。，高于或低于這個(gè)pH值范圍都會產(chǎn)生報(bào)警信息，并在上位機(jī)中控平臺和現(xiàn)場控制節(jié)點(diǎn)顯示出來，并可短信通知管理人員。

4、實(shí)時(shí)\歷史、曲線\報(bào)表數(shù)據(jù)分析

---- 數(shù)據(jù)的管理、分析和統(tǒng)計(jì)；定期生成監(jiān)測報(bào)表；

---- 將各測定參量動態(tài)變化曲線作圖顯示，可將測得參數(shù)和圖形打印保存

---- 在系統(tǒng)中還可對各個(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，位置信息等，方便分析儀和數(shù)據(jù)信息的管理與使用                   

5、互聯(lián)網(wǎng)訪問 

----管理員可以上網(wǎng)瀏覽實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)和監(jiān)測報(bào)表；

6、遠(yuǎn)程控制 

----用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)短信等方式控制終端設(shè)備，比如可以根據(jù)設(shè)定的時(shí)間、條件或用戶指令控制輸氧設(shè)備或水溫調(diào)節(jié)裝置

7、軟件功能

（1）管理員操作要求：

----可自主添加、刪除、修改傳感器，設(shè)置傳感器的名字；

----可添加、刪除、修改傳感器組，每個(gè)組可包含多個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器可屬于多個(gè)組；

----可添加、刪除、修改用戶，每個(gè)用戶對應(yīng)一個(gè)手機(jī)號碼，手機(jī)號即用戶名，每個(gè)用戶可對應(yīng)多個(gè) 傳感器組

（2）用戶操作要求

----用戶只可訪問自己對應(yīng)傳感器組里的傳感器數(shù)值；

----用戶可通過WWW或WAP設(shè)置傳感器正常范圍數(shù)值上下限（譬如上限為30度，下    限為20度）、預(yù)警級別（支持多個(gè)預(yù)警級別，譬如A級、B級、C級，對應(yīng)不同程度）及其對應(yīng)正常范圍的浮動值 

----用戶可通過WWW、WAP、SMS查詢某個(gè)傳感器的數(shù)值；

----用戶可通過WWW、WAP、SMS定制某個(gè)傳感器的預(yù)警信息

第四部分：系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）監(jiān)測功能強(qiáng)：多種水質(zhì)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測，比如水溶氧濃度，水溫等。

（2）監(jiān)測效果好：相比手工監(jiān)測，自動化監(jiān)測更及時(shí)和準(zhǔn)確。

（3）建設(shè)和營運(yùn)成本低：由于采用移動/聯(lián)通提供的GPRS/CDMA1X無線通訊網(wǎng)絡(luò)，只需安裝好遠(yuǎn)程監(jiān)測終端就可以對養(yǎng)殖水域作24小時(shí)不間斷的自動監(jiān)測；不需要布任何通訊線路。前期投資少、見效快，后期升級、維護(hù)成本低。日常費(fèi)用主要是無線通訊費(fèi)用。

（4）使用方便：靈活的數(shù)據(jù)傳輸與報(bào)警選擇，可以傳送到監(jiān)測中心或家中；監(jiān)控軟件友好的用戶界面，便于長期監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與決策。

結(jié)束語

　　水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)控管理系統(tǒng)可充分地利用計(jì)算機(jī)及工業(yè)控制原理將水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)納入系統(tǒng)的科學(xué)的管理之中，及時(shí)地監(jiān)控、調(diào)節(jié)水產(chǎn)養(yǎng)殖的各種環(huán)境參數(shù)，極大地減少養(yǎng)殖人員精力的投入，并能通過對歷史數(shù)據(jù)的分析，實(shí)時(shí)預(yù)測各種病情的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)以較少的投入，獲得較大的效益。