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水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
1、系統(tǒng)簡介
水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能監(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、預警信息發(fā)布、決策支持、遠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)。該系統(tǒng)是中國農(nóng)業(yè)大學中歐農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心主持的國家863計劃“集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖數(shù)字化集成系統(tǒng)”的重大成果。
養(yǎng)殖戶可以通過手機、PDA、計算機等信息終端，實時掌握養(yǎng)殖水質(zhì)環(huán)境信息，及時獲取異常報警信息及水質(zhì)預警信息，并可以根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，實時調(diào)整控制設(shè)備，實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的科學養(yǎng)殖與管理，最終實現(xiàn)節(jié)能降耗、綠色環(huán)保、增產(chǎn)增收的目標。
2、系統(tǒng)組成
該系統(tǒng)由水質(zhì)監(jiān)測站、增氧控制站、現(xiàn)場及遠程監(jiān)控中心等子系統(tǒng)組成。
水質(zhì)監(jiān)測站可以選裝溶解氧傳感器、pH傳感器、水位傳感器、鹽度傳感器、濁度傳感器等，配合智能數(shù)據(jù)采集器，主要實現(xiàn)對養(yǎng)殖場水質(zhì)環(huán)境參數(shù)的在線采集、處理與傳輸。
增氧控制站包括無線控制終端、配電箱、空氣壓縮機與曝氣增氧管道（或增氧機），無線控制終端匯聚水質(zhì)監(jiān)測站采集的信息，根據(jù)不同養(yǎng)殖品種對溶解氧的需求，通過算法模型控制增氧設(shè)備動作。
現(xiàn)場監(jiān)控中心包括WSN無線接入點和現(xiàn)場監(jiān)控計算機，無線控制終端匯聚的數(shù)據(jù)通過無線接入點匯總到現(xiàn)場監(jiān)控計算機，用戶可在本地查詢水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)，同時監(jiān)控計算機對數(shù)據(jù)進行分析處理，做出控制決策，通過無線接入點向配電箱發(fā)送控制指令。
遠程監(jiān)控中心通過GPRS遠程接入點接收無線控制終端匯聚的數(shù)據(jù)信息，用戶可以通過手機、PDA、計
算機等信息終端遠程查詢水質(zhì)信息，同時也可通過對數(shù)據(jù)進行分析處理，做出控制決策，遠程控制增氧設(shè)備。
3、特色與創(chuàng)新
1）所采用的溶解氧、pH、溫度、電導率、水位、濁度等智能水質(zhì)傳感器均為中國農(nóng)業(yè)大學的發(fā)明專利，具有自識別、自校正、自補償功能和通用數(shù)字串口，有良好的互換性，便于設(shè)備更新維護，且價格是國外產(chǎn)品價格的1/6到1/10。
2）所研制的無線傳感網(wǎng)絡(luò)具有組網(wǎng)靈活、超低功耗的特點，無線單跳通信距離不低于500m，通過無線中繼與緩存技術(shù)，可覆蓋10平方公里的養(yǎng)殖場范圍。
3）無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均為3.0V電池供電，具有低電壓、低功耗的特點，并由太陽能補充供電，免除布線，降低了設(shè)備成本，方便現(xiàn)場安裝，適用于野外長期監(jiān)控，并且節(jié)能降耗。
4）該系統(tǒng)集智能傳感、智能處理和智能控制于一體，系統(tǒng)自動化水平高、監(jiān)測精確、控制及時、能耗低。
5）該系統(tǒng)提供手機短信遙控功能，并提供3G、4G手機視頻監(jiān)控接口，在任一有手機信號的地方都可實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
6）該系統(tǒng)提供云計算服務，特別適合大范圍（可至區(qū)、縣、甚至省域）水產(chǎn)養(yǎng)殖的水體疫情、疫病、應
急決策服務和養(yǎng)殖信息的咨詢。
7）采用該系統(tǒng)實現(xiàn)了與設(shè)施漁業(yè)技術(shù)、生態(tài)修復、健康養(yǎng)殖技術(shù)進行有機融合，對水質(zhì)進行綜合監(jiān)控與修復，可以改善水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境，使水產(chǎn)品在適宜的環(huán)境下生長，增強水產(chǎn)品的抗病能力，減少和避免大規(guī)模病害的發(fā)生，從而有效提高了水產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。
8）使用本系統(tǒng)所養(yǎng)殖品種規(guī)格變大，總產(chǎn)提高，同時減少水產(chǎn)養(yǎng)殖對周邊水體環(huán)境的污染，具有顯著的經(jīng)濟社會效益，適合大面積推廣。
4、典型案例
宜興河蟹養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)
天津工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)
天津設(shè)施水產(chǎn)養(yǎng)殖在線監(jiān)測系統(tǒng)
東營數(shù)字化水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)
寧波水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)
尋山集團水產(chǎn)養(yǎng)殖數(shù)字化管理系統(tǒng)
珊瑚礁白化現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)
水產(chǎn)養(yǎng)殖智能監(jiān)控管理系統(tǒng)解決方案2017-03-31 22:34 | #2樓
一、基本情況：
長期以來，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)經(jīng)營者多以追求產(chǎn)量和近期經(jīng)濟效益為目標，養(yǎng)殖密度過高，加上保護養(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，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展受到嚴重影響，研究解決水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境狀況已經(jīng)成為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的重要課題。
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，但這些關(guān)鍵因素即看不見又摸不著很難準確把握。現(xiàn)有的水產(chǎn)管理是以養(yǎng)殖經(jīng)驗為指導，也就是一種普遍的養(yǎng)殖規(guī)律，很難做到準確可靠，產(chǎn)量難以得到保障。隨著養(yǎng)殖業(yè)的不斷發(fā)展，市場調(diào)節(jié)失控，競爭越來越激烈，掌握準確可靠的養(yǎng)殖數(shù)據(jù)，科學養(yǎng)殖，提高產(chǎn)量與品質(zhì)，勢在必行。
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針對水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境對象具有的多樣性、多變性、以及偏僻分散等特點，提出了一種基于無線移動通信和測控技術(shù)的遠程數(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。通過長期連續(xù)的監(jiān)測、調(diào)節(jié)和控制水質(zhì)，可以顯著增加養(yǎng)殖產(chǎn)量。
二、系統(tǒng)方案：
1、系統(tǒng)概述：
深圳信立科技有限公司水產(chǎn)養(yǎng)殖智能監(jiān)控系統(tǒng)集傳感器、自動化控制、通訊、計算等技術(shù)于一體，通過用戶自定儀水質(zhì)生物生長所需的適宜環(huán)境參數(shù)，搭建養(yǎng)殖智能化軟硬件平臺，實現(xiàn)對養(yǎng)殖中水溫、光照、溶氧，ph值等因子的自動監(jiān)測和控制。
本系統(tǒng)可以模擬基本的生態(tài)環(huán)境因子，如水溫、溶氧，ph值等，以適應不同水質(zhì)生物生長繁育的需要，它由智能監(jiān)控單元組成，按照預設(shè)參數(shù)，精確的測量水溫、溶氧，ph等參數(shù)，并利用手動、自動兩種方式啟動或關(guān)閉不同的執(zhí)行結(jié)構(gòu)（投料機、增氧機等），程序所需的數(shù)據(jù)都是通過各類傳感器實時采集的。
該系統(tǒng)的使用，可以為水質(zhì)生物提供一個理想的生長環(huán)境，并能起到減輕人的勞動強度、提高設(shè)備利用率、改善水質(zhì)環(huán)境、減少養(yǎng)殖病害、增加養(yǎng)殖產(chǎn)量等作用。
2、系統(tǒng)組成：
整個系統(tǒng)主要三大部分組成：數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)傳輸部分、數(shù)據(jù)管理中心部分。
A、數(shù)據(jù)管理層（監(jiān)控中心）：
硬件主要包括：工作站電腦、服務器（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)進行瀏覽查看）、 防火墻軟件；
B、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、實時性強、安全性高、運行成本低、維護成本低等特點；
C、數(shù)據(jù)采集層（水產(chǎn)監(jiān)測點硬件設(shè)備）：
遠程測控設(shè)備：遠程測控終端；
傳感器和控制設(shè)備：水溫傳感器、溶解氧傳感器、PH值傳感器、增氧機、投料機等；
3、系統(tǒng)拓撲圖：
三、系統(tǒng)功能：
1、數(shù)據(jù)監(jiān)測功能：
-- 監(jiān)測各水產(chǎn)監(jiān)測點水溫、溶氧，ph值等參數(shù)。
-- 監(jiān)測各水產(chǎn)監(jiān)測點增壓機、投料機的工作狀態(tài)。
-- 監(jiān)測各水產(chǎn)監(jiān)測點報警信息。
2、遠程控制功能
-- 遠程控制各水產(chǎn)監(jiān)測點增壓機、投料機的啟停工作。
-- 遠程切換各水產(chǎn)監(jiān)測點增壓機、投料機的控制模式。
3、報警功能
-- 水產(chǎn)監(jiān)測點水溫、溶氧，ph值超過預設(shè)值告警。
-- 市電停電、開箱告警。
4、數(shù)據(jù)存儲
-- 定時存儲各種監(jiān)測數(shù)據(jù)。
-- 記錄事件報警信息及當時監(jiān)測數(shù)據(jù)。
-- 記錄各種操作信息及當時監(jiān)測數(shù)據(jù)。
5、信息查詢
-- 可以進行所有監(jiān)測信息查詢。
-- 可以進行所有事件報警信息查詢。
-- 可以進行所有操作信息查詢。
6、數(shù)據(jù)報表
-- 將監(jiān)測數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)生成報表，數(shù)據(jù)可以導出，支持打印輸出。
7、人機界面
-- 所有水產(chǎn)監(jiān)測點實時監(jiān)測數(shù)據(jù)在同一界面上顯示，可以同屏顯示多個水產(chǎn)監(jiān)測點數(shù)據(jù)，也可以切換成單個水產(chǎn)監(jiān)測點數(shù)據(jù)顯示。
8：曲線數(shù)據(jù)
-- 自動生成各水產(chǎn)監(jiān)測點的水溫、溶氧，ph值的歷史曲線，可以查看歷史數(shù)據(jù)庫中任意水產(chǎn)監(jiān)測點、任意時段的歷史曲線。
-- 歷史曲線即可分列顯示，也可并列顯示，方便比較不同溫室環(huán)境狀態(tài)。
9、權(quán)限管理
-- 對不同的操作使用者授予不同的使用權(quán)限。
10、擴展
-- 可以任意增加、減少所監(jiān)控的水產(chǎn)監(jiān)測點。
-- 可以增加、修改、刪除軟件功能模塊。
-- 預留與其他系統(tǒng)的通訊接口。
四、系統(tǒng)特點：
01、實用性：水產(chǎn)監(jiān)測點地理位置分散，因此采用覆蓋廣泛的GPRS網(wǎng)絡(luò)高信號捕捉，必要是采用高增益天線，可確保網(wǎng)絡(luò)的正常運行；
02、實時性：采用最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)，可以實現(xiàn)多線程的遠程并發(fā)通信，在幾秒時間內(nèi)，可以讓成百上千臺的測控終端實時傳送到監(jiān)控中心進行集中監(jiān)視和遠程調(diào)度，實現(xiàn)故障信息的及時報警；
03、可擴充性：系統(tǒng)預留接口，可以進行系統(tǒng)或軟硬件模塊的無限擴展，便于長期的升級和維護，延長系統(tǒng)的壽命，通過更新部件，能讓系統(tǒng)一直存在下去，而不至于整個系統(tǒng)癱瘓，造成大量的投資損失；
04、易維護性：系統(tǒng)可對測控終端執(zhí)行相應的遠程操作命令，包括遠程參數(shù)設(shè)置，遠程控制、遠程數(shù)據(jù)抄收、測控終端復位、升級等；
05、操作簡易性：系統(tǒng)軟件功能完善，模塊化、圖形化設(shè)計，全過程全中文幫助，操作簡單方便；
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