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水產養殖監控
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方案簡介


      我國是水產養殖大國,中國養殖歷史可追溯到公元前11世紀,中國淡水養殖總產量多年來一直居世界首位。中國的海水養殖,宋代就已有人工培育珍珠、插竹養牡蠣和藻類養殖的記載。影響水產養殖總產量跟環境的關鍵因素就是水溫、光照、溶氧,氨氮,硫化物、亞硝酸鹽、pH值等等,但是這些關鍵因素通過人的感覺器官既看不見又摸不著很難把握準確的數據。因此,迫切需要采用一種現代科技手段提高水產養殖的監控水平,實現水產養殖業的可持續發展。

  • 方案概述
  • 詳細內容

        隨著我國社會主義經濟的快速發展,水域的過度開發、工廠污水的過度排放、填湖造地、圍海造田等等,導致原有的水草資源和水底環境遭到嚴重破壞,照成了原有的一些優良品種退化,直接危害到水產養殖業的生存與發展,直接導致養殖戶的經濟利益逐年下降。為那水產養殖無線智能監控系統是基于智能傳感器、無線通信、智能處理等物聯網技術開發的,是為了水產養殖高效、高產、安全、綠色環保的發展。水產養殖智能監控系統的主要功能是WBee自動組網、無線傳輸、水質環境參數采集、預警信息短信告警、遠程與自動控制等功能于一體無線智能監控系統。

        遠程監控中心通過接收無線控制采集傳輸設備跟采集傳感器匯聚的數據信息,水產養殖戶可以通過智能手機、平板電腦、計算機等網絡信息終端,連接到INTERNET上面,實時查看養殖場當前水質環境參數信息,根據前端設備采集的水質監測結果,并通過對采集到的數據進行分析處理,做出相應的控制決策,實現科學化、數字化水產養殖與管理,以實現節能減耗、綠色環保、增產增收的目標。

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1、智能監控前景

 

        據調查,我國現在大部分水產養殖還是以傳統的模式進行養殖,傳統養殖模式的水產養殖管理是以多年養殖經驗作為指導,都是按照養殖人的感覺器官對水質的一個初步判斷,然后在根據個人主觀養殖經驗,對水質進行對應的處理,這也就是目前我國乃至世界大部分養殖戶一種普遍的養殖方法。這樣的做法很難做到準確可靠,漁業生產產量也難以得到加強。因此,迫切需要采用一種手段來提高水產養殖智能化監控,通過采用現有自動化技術,實現對水產養殖業的全自動控制及科學管理,提高水產養殖的產量,降低養殖戶的養殖風險,實現水產養殖業的可持續發展,以及經濟利益的大化。
        由于水產養殖業環境具有偏僻分散的特點,加上運營商有線網絡普及困難等客觀原因。于是一種基于水質信息智能傳感、無線移動通信、無線自組網絡通信、自動化技術、傳感器采集技術、信息發布和智能遙控技術的系統方案誕生了。本無線遠程監控系統可以為水產養殖用戶節省大量人工操作和電力消耗費用,防范魚類突發疾病所造成的損失,減少魚類死亡率,降低損失。通過無線方式長期的監測、調節和控制水質,可以增加養殖場的產量。隨著水產養殖業的不斷發展,競爭越來越激烈,養殖及人工成本越來越高,因此掌握好準確可靠的水質數據,科學養殖,提高產量與品質,勢在必行。第1章    項目設計
本該系統由水質監測、溶氧增氧控制、投餌機系統、進出水排水系統、農用氣象站、無線傳輸系統及遠程監控中心等子系統組成。
        1、 水質監測站選擇安裝pH傳感器、鹽度傳感器、溶氧傳感器、水位傳感器、濁度傳感器等,在通過連接無線傳輸終端的A/D采集口進行數據傳輸,水質監測站主要功能是實現對養殖場水質環境參數的實時在線采集、處理與傳輸。 
        2、增氧控制系統包括空氣壓縮機與曝氣增氧管道,通過無線控制采集終端匯聚水質監測站采集的參數信息到遠控中心,然后根據不同養殖水產品種對溶解氧量的需求,通過數據分析控制增氧設備動作,這個主要是為了保持水里的溶氧量。
        3、投餌機系統的組成主要有機械投喂機、定時器組成,用戶根據定時器設置好投餌時間,投餌機自動投餌,然后配合無線采集終端使用,實時記錄投餌次數跟投餌量,也可以通過遠程控制中心修改定時器投餌時間跟次數。
        4、換水系統主要由抽水器、水位傳感器、流量儀組成,然后在通過無線控制采集終端,根據水位傳感器采集的水位情況反饋給采集中心,然后監控中心分析數據進行控制抽水器的開跟關,并把流量儀采集的水流量信息通過網絡系統傳輸到中心,并進行記錄。
        5、農用氣象站由氣象傳感器、氣象數據記錄儀、電源系統、野外防護箱和不銹鋼支架等部分構成。實時監測溫度、濕度、風速、風向、雨量、氣壓、光合輻射、蒸發、土壤溫度、土壤濕度等多種氣象參數,然后在通過無線網絡傳輸到數據中心,供給用戶查看,然后用戶在根據實際情況作出相應的控制。
        6、遠程監控中心通過有線的連接到INTERNET網,現場無線控制采集設備(WCTU/Wbee網關)通過GPRS/CDMA遠程接入點連接到INTERNET網,并把Wbee網絡接收過來的數據信息傳輸到中心。用戶可以通過手機、平板、計算機等信息終端遠程查詢水質信息,同時也可通過對數據進行分析處理,做出控制決策,遠程控制前端設備。 
水產養殖智能監控方案拓撲圖
圖2-1
2、系統功能
 
2.1 前端數據采集功能 
 
        前端數據采集系統是整套監控項目的前沿部分,是整個項目監控系統的的核心。系統將前端的魚類生長環境參數等和食品消費的所有信息進行采集,并通過網絡傳輸功能,并數據傳輸到監控中心。 前端采集部分系統包括水質監測系統、溶氧監測及增氧系統、投餌機系統、進出水排水系統、農用氣象站。
 
2.2 網絡傳輸功能 
 
        網絡傳輸系統,是整個項目數據的傳輸通道。 網絡傳輸部分包含了兩個傳輸系統一個是由多個Wbee組成的通信系統,一個是由運營商提供的GPRS/CDMA通信系統,主要負責把前端數據采集設備獲取到的環境數據通過Wbee-GPRS/CDMA網絡傳輸系統傳輸到遠端服務器上去,并提供移動網絡終端訪問主服務器功能。在數據傳輸中模塊設備進行了數據的安全加密,模塊包含了AES、DES、3DES等加密方式,為用戶在網絡安全傳輸中增加了可靠性。
 
2.3 顯示功能
 
        顯示系統是把采集到的數據通過顯示終端設備展示給用戶查看,使養殖用戶隨時隨地的了解養殖場實時信息。養殖用戶可以通過各種上網終端比如個人電腦、手機、平板電腦等實時了解養殖場地信息。
 
2.4 智能控制功能
 
        無線控制終端匯聚的數據通過無線傳輸匯總到遠程監控計算機,用戶可在監控中心查詢水質參數數據。智能監控系統通過分析現場前端采集設備發送過來的數據與系統設置的閥值進行相對比,參數越出系統軟件設置的閥值后,控制中心就根據分析的數據自動發送對應的控制指令做出控制決策,通過無線傳輸向各個前端設備發送控制指令,到達自動打開關閉相應設備的功能。
 
2.5 報警功能
 
        短信報警系統是由前端Wbee的IO電平檢測功能跟遠程監控中心報警服務器組成。報警功能主要負責的是監測現場設備的異常短路、設備電源故障、設備無故關機、設備硬件故障等報警。這種功能是利用前端的Wbee設備實時監視與下位機設備相接的引腳的電平變化。當電平與預設的告警電平變化吻合時,Wbee會向遠程監控中心發送告警數據,同時監控中心的短信報警服務器會向維護人員手機上發送短信告警信息,讓相關維護人員及時到現場搶修。遠程監控中心收到告警數據時,會在界面上面顯示并記錄告警信息。
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