海水水产养殖水质在线监测系统方案

2025-02-14 11:46:17 admin
一、系统目标
为海水养殖（如鱼类、贝类、海参等）提供实时、精准的水质监测，优化养殖环境，预防病害，提升产量和质量，降低人工巡检成本。
二、核心监测参数
参数 检测意义 传感器类型
溶解氧（DO） 影响生物呼吸和生长，需维持4-8 mg/L 光学/电化学传感器
温度 影响代谢和繁殖，需根据物种设定阈值（如15-30℃） 数字温度传感器
盐度 海水养殖核心指标，通常25-35‰ 电导率传感器
pH值 影响生物酶活性，适宜范围7.5-8.5 玻璃电极传感器
氨氮（NH₃-N） 毒性物质，浓度需<0.02 mg/L 离子选择性电极/光学传感器
亚硝酸盐（NO₂⁻） 高浓度导致缺氧，建议<0.1 mg/L 分光光度法传感器
浊度 反映水体悬浮物，影响透光性和生物行为 光学散射传感器
叶绿素a 监测藻类密度，预防赤潮 荧光传感器
三、系统架构
感知层
传感器网络：部署于养殖池、进排水口等关键节点，支持防腐蚀设计（如钛合金外壳）。
供电方案：太阳能+锂电池（离岸场景）或市电（近岸）。
抗干扰设计：防生物附着涂层，自动清洁装置。
传输层
通信方式：
短距离：LoRa、ZigBee（适用于集中式养殖场）。
长距离：4G/5G、NB-IoT（适合分散式或离岸场景）。
边缘计算网关：本地数据预处理（滤波、异常值剔除），降低云端负载。
平台层
云端服务器：存储历史数据，支持AI分析（如预测溶氧变化趋势）。
本地服务器（可选）：保障网络中断时基础功能运行。
应用层
可视化平台：实时仪表盘、数据曲线、多参数关联分析。
移动端APP：报警推送（短信/微信）、远程控制增氧机/投饵机。
四、核心功能
实时监测与报警
自定义阈值报警（如溶解氧低于3mg/L触发声光报警并启动增氧机）。
多级预警机制（提醒、紧急、灾难级）。
数据分析与决策支持
自动生成水质日报/周报，对比历史数据。
AI模型预测溶氧波动、藻类爆发风险。
设备联动控制
根据水质参数自动调节增氧机、水泵、投饵机。
支持手动/自动模式切换。
权限管理与追溯
多角色权限（管理员、技术员、养殖工）。
数据区块链存证（可选），满足合规要求。
五、实施步骤
现场勘察：确定监测点密度、通信信号覆盖、供电条件。
硬件部署：安装传感器、网关、供电设备，防雷击设计。
软件配置：云端平台对接、报警规则设定、用户权限分配。
联调测试：模拟极端场景（如断网、参数超标），验证系统稳定性。
培训与交付：操作手册、故障排查指南、定期回访。
 
七、优势与创新点
精准性：多传感器数据融合+AI校正，减少误差。
扩展性：支持添加新参数（如重金属监测模块）。
低功耗：NB-IoT模块待机功耗<5mA，适合太阳能供电。
灾备设计：本地缓存数据，网络恢复后自动同步。
八、应用案例
山东某海参养殖场：部署后溶氧超标事件减少70%，年度增产15%。
福建大黄鱼深海网箱：通过叶绿素a监测提前预警赤潮，避免损失200万元。
通过该系统，养殖户可实现从“经验驱动”到“数据驱动”的转型，显著提升管理效率和经济效益。


  

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