水產養(yǎng)殖水質自動監(jiān)控系統(tǒng)-漁友云
一、 水產養(yǎng)殖自動監(jiān)控系統(tǒng)簡介
目前各水產院校、水產研究機構和水產養(yǎng)殖公司除極少數已配備了水質自動監(jiān)測儀以外，一般單位并沒有采用，其原因多是市場上的水質監(jiān)測（分析）儀器價格昂貴，在目前人力相對廉價的情況下，一般不會采用這種監(jiān)測儀器。但是隨著水產養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，整個水產行業(yè)在不久的將來必將發(fā)生經營觀念上的徹底轉變，也必將會逐步選擇先進的水質監(jiān)測系統(tǒng)服務于養(yǎng)殖作業(yè)流程。
在水產養(yǎng)殖生產中，要求對池塘、水庫、工廠化養(yǎng)魚池等多種水體的水質進行實時監(jiān)控，如養(yǎng)殖場、育苗場水源必須檢測確定無化學污染源；養(yǎng)殖過程中，為了預測水質變化趨勢，及時調整水質，每天要多次測定溫度、pH值，溶解氧、氨氮、亞硝酸鹽，硫化物等水質指標。國內用于水產養(yǎng)殖的水質檢測儀器一般都是離線式的實驗室檢測方式，需要取樣，檢測結果反饋周期長，更不能根據結果自動進行水質調節(jié)，一方面，結果反饋周期長，難以保證水產養(yǎng)殖的安全，另一方面，養(yǎng)殖人員要掌握充足的養(yǎng)殖知識，熟悉大量的對照數據，才能制定出合適的調節(jié)控制水質的方案，這就需要養(yǎng)殖人員具有較高的素質，而且要進行經常性的干預。由此可見，傳統(tǒng)的水質監(jiān)測方式由于測試周期長、數據反饋速度慢等原因，已經不能適應飛速發(fā)展的水產養(yǎng)殖業(yè)需求。
實時、系統(tǒng)、智能、分布式水質監(jiān)測及調節(jié)系統(tǒng)是一種保產、保質、穩(wěn)定的系統(tǒng)，融生物、物理、化學凈化、電子信息技術為一體，充分發(fā)揮各水質凈化單元作用，能滿足不同養(yǎng)殖對象對水質的要求，極具應用價值及市場前景。
本系統(tǒng)無線傳感器網絡技術設計，擁有多項技術。傳統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)采用鋪設線纜的方式進行數據采集，工程量大、成本高，同時由于傳感器大多通過微電壓進行數據采集，過長的線纜鋪設會導致數據的誤差較大。并能夠在連陰雨天氣保證數月長期穩(wěn)定的運行，系統(tǒng)還特別具有的自動清洗裝置和先進光學溶解氧傳感器。
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二、影響水產養(yǎng)殖環(huán)境的關鍵參數
影響水產養(yǎng)殖環(huán)境的關鍵參數就是水溫、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亞硝酸鹽等，但這些關鍵因素即看不見又摸不著很難準確把握?，F有的水產管理是以養(yǎng)殖經驗為指導，也就是一種普遍的養(yǎng)殖規(guī)律，很難做到準確可靠，產量難以得到保障。隨著養(yǎng)殖業(yè)的不斷發(fā)展，市場調節(jié)失控，競爭越來越激烈，掌握準確可靠的養(yǎng)殖數據，科學養(yǎng)殖，提高產量與品質，勢在必行。
針對水產養(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的遠程數據采集和信息發(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、調節(jié)和控制水質，可以顯著增加養(yǎng)殖產量。
四、水產養(yǎng)殖自動監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)介紹
水產養(yǎng)殖環(huán)境遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)由前端部分來完成對環(huán)境監(jiān)測因子的含量的監(jiān)測與匯總、轉換、傳輸等工作，監(jiān)測因子包括水溫、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亞硝酸鹽等，這些監(jiān)測因子由數據采集終端使用不同的方法進行測量獲得一個非常準確的測量數據，此結果通過數據處理轉換后經由網絡向在線監(jiān)測數據平臺傳輸數據，在線監(jiān)測數據傳輸平臺來實現數據的接收、過濾、存儲、處理、統(tǒng)計分析并提供實時數據查詢等任務，當溶氧超過設定值的時候，自動開啟或者關閉指定設備。整個系統(tǒng)可達到安全、可靠、準確、實時、全面、快速、高效的將真實的水產養(yǎng)殖環(huán)境信息展現在管理人員的面前。
五、水產養(yǎng)殖自動監(jiān)控系統(tǒng)組成
本系統(tǒng)利用傳感器測量出水中相應的環(huán)境因子（如PH值，溶解氧，溫度等），然后利用相應參數的在線儀表讀出傳感器傳出的信號，并可將這些信號轉化為數字信號或者模擬電流信號，傳入現場PLC控制系統(tǒng)以及終端，再通過編制的軟件實現數據整理和數據分析，并實施預警預報。
水產養(yǎng)殖環(huán)境遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)由三大部分：數據中心、水產養(yǎng)殖監(jiān)控點、用戶移動端
1、數據中心：
主要由機和上位機軟件構成，它實現對數據的接收、存儲、顯示、數據請求以及曲線顯示、報表打印輸出等信息管理工作和進行特殊情況的監(jiān)控中心預警以及通過客戶端軟件方便地訪問實時和歷史數據。
2、空氣質量監(jiān)控點：
實時將現場的水溫、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亞硝酸鹽等數據采集到數據采集終端內，根據實時數據實現采集點現場的自動報警，防止事故的發(fā)生。（并預留監(jiān)控點的控制接口）
3、用戶移動端：
通過智能移動端訪問數據中心采集現場實時數據或編輯短信發(fā)送到數據采集終端采集現場實時數據。
六、水產養(yǎng)殖自動監(jiān)控系統(tǒng)主要功能：
系統(tǒng)目前已完成和實現的主要功能包括作為下位機的分析儀、現場PLC控制系統(tǒng)和作為上位機的終端電腦應用程序的一部分，能監(jiān)測多種水質參數：水溫、水深、酸度、鹽度、含氧量等。
使用分析儀來實現數據采集，分析儀的傳感器測得原始數據，通過信號分析獲得測量的參數值。車間里每個養(yǎng)殖池可放置一個或多個分析儀的傳感器，各分析儀之間利用 485 網絡連接，從而可將車間里各養(yǎng)殖池中水環(huán)境的多項參數連續(xù)不斷的采集起來。
終端電腦和下位機的通訊采用的是"主－從"式通訊方式，上位機通過RS232接口主動發(fā)出命令或數據，下位機被動響應。
系統(tǒng)對養(yǎng)殖池分類，分別設定不同的標準參數，在采集到的魚池參數超出標準時可進行報警，從而實現水質的實時監(jiān)控。
終端電腦上的軟件對連接的養(yǎng)殖池水質可進行自動監(jiān)測和手動監(jiān)測。自動監(jiān)測是對一組分析儀（也就是多個養(yǎng)殖池）根據設定的時間間隔，按順序逐一進行數據采集，存入數據庫，同時和標準值進行比較，進行監(jiān)測；手動監(jiān)測是根據設定的時間間隔對一個指定的分析儀進行數據采集，進行監(jiān)測。
在系統(tǒng)中還可對各個分析儀進行參數校正，以確保采集數據的準確有效；可修改分析儀的ID號，位置信息等，方便分析儀和數據信息的管理與使用。
◆ 可在線實時24小時連續(xù)的采集和記錄監(jiān)測點位的水溫、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亞硝酸鹽、等各項參數情況，以數字、圖形和圖像等多種方式進行實時顯示和記錄存儲監(jiān)測信息，監(jiān)測點位可擴充多達上千個點。
◆可設定各監(jiān)控點位的水溫、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亞硝酸鹽、等報警限值，當出現被監(jiān)控點位數據異常時可自動發(fā)出報警信號，報警形式包括：現場多媒體聲光報警、網絡客戶端報警、移動端短信息報警等。上傳報警信息并進行本地及遠程監(jiān)測，系統(tǒng)可在不同的時刻通知不同的值班人員。
◆ 數據中心軟件采用標準全中文圖形界面，實時顯示、記錄各監(jiān)測點水溫、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亞硝酸鹽、等曲線變化，統(tǒng)計水溫、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亞硝酸鹽、等數據的歷史數據、更大值、更小值及平均值，累積數據，報警畫面。
◆監(jiān)控主機端利用監(jiān)控軟件可隨時打印每時刻的水溫、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亞硝酸鹽、等數據及運行報告。
◆強大的數據處理與通訊能力，采用計算機網絡通訊技術，局域網內的任何一臺電腦都可以訪問監(jiān)控電腦，在線查看監(jiān)控點位的溫濕度變化情況，實現遠程監(jiān)測。系統(tǒng)不但能夠在值班室監(jiān)測，領導在自己辦公室和智能移動端都可以非常方便地觀看和監(jiān)控。
◆系統(tǒng)可擴充多種記錄數據分析處理軟件，能進行繪制棒圖、餅圖，進行曲線擬合等處理，可按格式輸出，也能進入EXCEL電子表格等office的軟件進行數據處理。
◆系統(tǒng)設計時預留有接口，可隨時增加減硬軟件設備，系統(tǒng)只要做少量的改動即可，可以在很短的時間內完成?？筛鶕吆头ㄒ?guī)的改變隨時增加新的內容。
七、水產養(yǎng)殖自動監(jiān)控系統(tǒng)主要特點：
◆實時性：采用更新的通信和軟硬件技術，建立了清晰和合理的系統(tǒng)架構，可以實現多線程的遠程并發(fā)通信，在幾秒時間內，可以讓成百上千臺的數據采集終端實時傳送到監(jiān)控中心進行集中監(jiān)視和遠程調度，實現故障信息的及時報警。
◆可以進行系統(tǒng)或模塊的無限擴展，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。
◆易維護性：系統(tǒng)可對遠程數據采集終端執(zhí)行相應的遠程操作命令，包括遠程參數設置，遠程控制、遠程數據抄收、遠程終端復位、遠程終端軟件升級等。
◆操作簡易性：系統(tǒng)軟件功能完善，模塊化、圖形化設計，全過程全中文幫助，操作簡單方便。
◆性價比高：該系統(tǒng)專為水產養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控量身定制，充分考慮到水產養(yǎng)殖環(huán)境各個環(huán)節(jié)的業(yè)務需求。
