渔业养殖生态数据采集远程传输系统研究

针对海洋渔业养殖过程中存在的数据采集对象单一和传输距离短等问题,提出一种海洋渔业养殖生态数据采集远程传输系统的设计方案。该系统以水质多参数传感器、水下CCD摄像机为数据的采集单元,采用ZigBee、无线网桥、GPRS/4G和Internet网络等现代通信传输技术进行养殖生态数据的远距离接力传输,实现对海洋渔业养殖过程的远程实时监测。     

基于水声通信的海洋水质多点监测系统设计

为解决目前水质监测存在的单点测量、实时跟踪观测不及时、通信距离短和供电不便等问题,设计了基于水声通信的海洋水质多点监测系统。该系统主要包括浮标系统、坐底式水质监测系统、岸站实时数据接收系统。水质多点监测的下位机由浮标系统和海底多个坐底式水质监测系统组成;坐底式系统与浮标之间采用水声通信的方式实现水下数据上传,水声通信半径能达到10 km;以浮标作为中继系统,采用太阳能供电,利用DTU和北斗双通信将分钟数据实时传输,解决了诸多水质监测中现存的问题。研究表明,本系统数据实时上传率达到95%以上,能够满足大范围海域内水质多点实时监测的要求,可为水产养殖提供全天候有效可靠的水质参数。     

农田环境远程监测系统设计

针对农田环境的特殊性,从实现农田数据采集和实时传输的目的出发,设计了利用传感器技术和GPRS技术相结合的农田环境远程监测系统,对农田中影响植物生长的温度、湿度等环境因子作为现场采集的数据。现场的实验结果表明该系统定位准确,测定实时,远程传输和数据分析管理快捷,具有一定的应用意义及推广价值。     

基于ZigBee技术的牧场火情监控系统设计研究

设计了一种将ZigBee技术引入到牧场火情监测系统中的方案,构建一个基于zigBee无线传感器网络的牧场火情实时监测系统。该系统可以实时监测牧场的相关参数,如空气湿度、温度及牧场的烟雾浓度变化情况等,为牧场防火灭火提供信息支持。研究了ZigBee无线传感器网络节点的电路设计、节点信息的采集、数据融合、传输以及传感器网络的有效拓扑结构。     

基于GSM无线传输的温室环境因子监测系统设计

针对传统温室环境因子监测系统实时性差,缺少预警功能等问题,设计基于无线传感器的温室环境因子监测系统。系统将传感器采集到的环境数据经过单片机处理后通过GSM模块进行无线传输,实现对温室环境的远程监测。传感器采用通用多针数据接口模式,可根据需要检测不同的环境因子,具有很强的通用性。系统采用GSM短消息的方式将信息发送给用户,有较高的实时性。     

基于无线传输的鸡舍环境远程监测系统

[目的]为了实现鸡舍环境远程实时监测,设计了基于无线传输的鸡舍环境远程监测系统。[方法]基于丢失恢复策略设计采集数据无线传输协议,确保采集数据的可靠传输。针对网关节点无法过滤重复数据的问题,提出了基于时间识别的重复数据过滤方案,有效地过滤了重复数据。根据采集数据的时间相关性,采用三次多项式插值算法对缺失数据进行估算,保证了采集数据的连续性。在中心服务器上开发了基于Java Web的远程监测系统,鸡舍管理人员和异地用户可以通过PC或智能终端的浏览器查看鸡舍环境实时数据。[结果]系统在封闭式鸡舍进行了试验,结果表明系统测量误差较小,采集数据传输可靠,节点平均丢包率为1.74%,缺失数据估计误差较小,温度估计最大误差0.5℃,相对湿度估计最大误差2.3%,CO2浓度估计最大误差54μmol·mol-1,氨气浓度估计最大误差0.2μmol·mol-1。[结论]系统满足鸡舍环境远程实时监测的要求,为鸡舍环境远程实时监测提供了一种可靠的技术解决方案。     

海水养殖水质在线监测大数据共享平台

对海水养殖环境水质检测通常为,人工采样,这样的检测手段只能测试出当时的水质情况,但在自然界中,海水的水质情况会突然发生变化,人工无法做到实时检测。结合无线技术和互联网大数据技术,建立一个海水养殖水质在线监测共享平台,该平台水质在线监测系统以先进的智能水质传感器、无线传输系统、无线通信、预警系统、智能管理系统等,对水质进行全方位远程监测管理,大量历史数据可进行保存与分析,指导生产管理,同时用户可将海水养殖的水质的实时数据上传到平台,水质的数据可以共享,这样就可以让人们更加清晰的知道水质的情况,也可以借鉴他人的经验,既可保证水产养殖的高产增收,又可提高种植农作物的品质,避免水污染造成的环境问题。     

基于OneNET物联网开放平台的智慧农业监测系统设计

随着2020年中央"一号文件"的发布实施,给智慧农业市场带来了广阔的发展前景。农业生产环境的实时监测是智慧农业推广应用的保障,现有数据传输模块和环境监测装置可以很容易实现农业生产过程数据的实时采集和远程传输,然而为了有效实现农业生产过程数据的存储和监测,需要搭建专用服务器的同时进行复杂的服务器编程工作。针对上述问题,设计一种基于OneNET物联网开放平台的智慧农业监测系统,该系统在使用OneNET物联网开放平台进行农业生产过程数据存储和监测的基础上,配合4G-DTU传输模块和农业环境数据监测装置实现面向智慧农业的监测系统开发。经验证,该智慧农业监测系统具有开发成本低、生产周期短、部署便利以及可视化展示方便等优点。     

基于物联网的奶牛养殖环境监测系统研制

为了推动奶牛养殖信息化的发展，更加便捷地对奶牛养殖场进行环境监测和远程控制，本文研发了1种基于物联网的奶牛养殖环境监测系统，完成了对多个环境因子的远程采集和数据存储，实现了参数预警和远程控制。系统利用STM32F103单片机和传感器终端实时采集环境信息，利用EMQ搭建1个MQTT服务器，通过WiFi实现数据汇总并用MQTT协议远距离传输至服务器，通过Node-Red进行数据的可视化，将上传到MQTT服务器的数据在网页端进行显示查看和控制，并将其存储到数据库中，通过微信小程序在移动应用端进行信息的实时查看和控制。试验结果表明：该系统可实时获取养殖环境的温湿度、光照强度、二氧化碳浓度、氨气浓度、硫化氢浓度等参数信息，数据传输平均丢包率为0.12%，系统控制反应时间在100～500 ms范围内，系统整体运行稳定、可靠，能够满足实际生产需要，为其它信息化养殖和环境监测提供支持和参考。     

集成传感器清洁功能的水产养殖环境远程测控系统设计

系统设计为集成传感器清洁装置的水产养殖环境远程测控系统,设计采样箱将传感器数据采集及清洁装置集成一体;采用PLC为主控制器,完成对传感器清洁系统、增氧泵、采样水泵等可执行装置的控制;现场人机交互选用MCGS触摸屏,触摸屏作为主机,通过485总线实时采集传感器数据,实现测试数据的实时显示、储存及历史信息统计;PLC与触摸屏之间通过RS232总线通讯交换数据,同时PLC与GPRS模块GRM200G通过485总线通讯,将现场信息传到服务器,实现远程监控。试验结果表明,系统运行稳定可靠,操作界面友好,实现了对水产养殖水质参数的实时监测与远程监控。     

海洋牧场远程水质监测系统设计和实验

水质长期实时监控对于深入研究海洋牧场环境变化和生产力评估具有重要意义,以象山港海洋牧场基本海况为依托,设计了一套海洋牧场远程水质监测系统。系统根据海洋牧场的环境特点,针对性地选取了需要检测的溶解氧、浊度、温度、pH等关键水质参数,进而确定下位机各个模块的设计;设计了配套的浮标以承载传感器、电源、太阳能板等设备;使用C语言编写了网络通信程序,并且设计了一套终端监控软件,方便用户查看当前水质状况以及查询历史数据。在上海海洋大学镜湖中进行的6个月的实验结果表明,系统能够按照设定程序上传水质数据,可以通过互联网进行远程访问并由终端监控软件直观地显示,说明了整个系统工作的有效性。     

海洋牧场组合式无人监测船设计与试验

随着海洋牧场建设向纵深发展，对海洋生态环境、渔业资源进行动态监测和评估变得尤为重要，移动式自主监测是可行方案之一。针对现有监测方式效率低、灵活性差、成本高、运输投放困难等问题，提出了可搭载多类型监测设备的组合式无人监测船。进行了船体结构设计和监测仪器安装机构设计，考虑船体吃水载重及平稳性进行了配重机构设计；基于计算流体力学方法对船体阻力性能进行仿真计算并完成了水下推进器选型，对无人船连接桥结构受到浪高海况，进行了静力学强度有限元分析，船体结构强度能够抵抗4级海浪。对样机开展了试验验证，试验结果表明：无人监测船各机构工作运行稳定无干涉，设计吃水深度0.25m，航速达2.5m/s，能够胜任海洋牧场工作海况；监测设备搭载后工作稳定，可实时监控水下渔业资源、勘探水底地形、监测水体pH值、温度和溶解氧等数据。该研究为海洋动态、实时监测及数字化提供了技术支撑，为海洋牧场组合式无人监测船的设计研究提供了一种低成本高可靠的实施方案。     

象山港海洋牧场规划区选址评估的数值模拟研究：滨海电厂温排水温升的影响

应用海洋数值模式ECOM-si(estuarine coastal oceanmodel-semi-implicit),耦合一个可用于实时计算的太阳辐射强度和海面热通量计算模块,研究评估了象山港海洋牧场规划海域受两大滨海电厂(国华电厂和乌沙山电厂)温排水的影响程度。受往复流作用,国华电厂的温排水对海洋牧场区较乌沙山电厂的温排水影响大,海洋牧场西南侧受温排水影响较东北侧大。计算结果表明不同季节海洋牧场温升范围和分布特征各异,经分析主要是因为各季节海气温差所导致。春季增温期的温升幅度最大,可高于1.0℃,且温升范围也最大,对海洋牧场区的影响也最明显。秋季降温期内温升幅度最小(0.3℃～0.5℃),温升范围也最小。分别处于低温期与高温期的冬季与夏季,海气温差小,温升幅度约0.5℃～1.0℃,温升范围亦居中。     

基于无线传感网络的海参苗养殖环境监测系统的研究

本文通过分析海参苗养殖现状,设计了一种基于无线传感网络的海参苗养殖环境监测系统。通过在监测区域部署传感器节点,监测养殖池中的的温度、盐度、溶解氧及水位等环境参数。将检测到的数据无线发射到远程监测软件,监测软件将分析结果反馈给末端执行机构,实现对养殖池环境的实时监控。本文从系统结构和数据传输等方面进行了阐述,对海参苗养殖的自动化生产提供了一种有效可行、成本较低的解决方案。     

广东省海洋牧场发展现状、问题与对策

【目的】健全的农业保险体系对规避或分散农业经营风险、推动农业现代化发展起着重要作用, 探究农业保险与农业现代化之间的耦合协调以及灰色关联性,对加快实现农业高质量发展至关重要。【方法】 基于 2010—2019 年山东省农业保险与农业现代化的相关数据,运用耦合协调度模型,揭示两大体系之间的耦合 互动关系,并采用灰色关联法分析农业保险对农业现代化发展的影响。【结果】山东省农业保险和农业现代化 的综合发展指数均呈上升态势;农业保险与农业现代化的耦合协调程度由严重失调逐渐趋好到优质协调状态, 耦合度由 2010 年的 0.329 上升至 2019 年的 0.875,改善明显;农业保险体系各指标与农业现代化总体指标的灰 色关联度较高,均在 0.7 以上,其中农险保费收入在财产险保费收入的占比、农险保费收入深度以及农险保费收 入与农业现代化的关联性较高,是主要的影响因素。【结论】提出完善市场化的农业保险机制和提升服务管理 水平、加大农业保险宣传力度和扩大农险覆盖面、推动农业保险与农业现代化融合协调发展等对策建议。     

广东省海洋牧场发展现状、问题与对策

采用文献查阅、海域实地调查相结合的方法,总结国内外海洋牧场的发展与现状,分析广东人工鱼 礁、增殖放流和国家级海洋牧场示范区的建设历程,海洋牧场相关产业的发展现状和存在问题。广东建有 50 座 生态型人工鱼礁区、3 个大型人工鱼礁示范区、1 个地方人工鱼礁区和 15 个国家级海洋牧场示范区,合计海域 面积 1 499.68 km2 ,建造投放礁体 200.4 万空 m3 。目前广东海洋牧场存在管理机制不完善、发展理念和认识不统一、 用海海域权责不清、建设技术标准和规范缺乏、科技化程度低、产业化开发受限等问题。基于此,提出广东海 洋牧场发展的对策：坚持生态优先,加强多部门统筹协作;创建有利于市场化运作的管理模式;突破海域权属 问题;建立广东海洋牧场建设技术标准体系;加强广东海洋牧场建设的基础和关键共性技术研究;因地制宜建 立广东海洋牧场产业化模式。了解广东海洋牧场的发展现状,借鉴国内外相关经验探究海洋牧场产业的发展对策, 可为广东海洋牧场有效管理、高效可持续开发,以及实现广东海洋牧场三产融合发展提供参考。     

近海中上层柔性浮鱼礁设计与应用

当前我国海洋牧场建设、栖息地改造主要通过底层鱼礁进行,从产生营养物质上升流、饵料场和产卵场及生物链的角度未充分利用整个水体空间,导致效能不能发挥到最佳。为解决这一问题,针对我国东海近海海域海况和生物特性研发了能与底层人工鱼礁协同工作的中上层浮鱼礁。从改善流场、自身体积保持等角度设计了四层网格式柔性浮式鱼礁,进行了浮力、重力及抗浪流能力的校核计算,确定了锚系技术方案及水下效果监控方法。在象山港海洋牧场进行了布放,实际效果测试表明所设计的浮鱼礁可以有效改善区域流场,在最高潮和最低潮时均可保持竖直方向的拉伸状态,最大潮流速度时倾斜角度不超过20度,现场多批次调查及水下视频监控效果显示所研发的鱼礁能够与底层鱼礁协同工作,投放2个月后有鱼类稳定地出现在浮鱼礁周围,取得了良好的效果。     

细基江蓠和真江蓠野生种群生长海域水质营养盐特征及富营养化评价

[目的]了解江蓠生长海域水质营养盐特征和富营养化变化规律,为海洋牧场建设及富营养化海域人工修复的藻种选择提供科学依据.[方法]以细基江蓠和真江蓠常年生长的广西北海大冠沙乌黎村和下村海域为研究对象,通过周年监测氨态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、亚硝态氮(NO2--N)、活性磷酸盐(DIP)、化学需氧量(COD)等水质指标,采用单因子污染指数法和富营养化指数评价法,并结合氮磷比(N/P)状况研究细基江蓠和真江蓠野生种群生长海域水质营养盐特征及富营养化水平.[结果]细基江蓠生长海域溶解无机氮(DIN)和DIP含量超过四类海水水质标准的月份比例为67%和83%,COD符合三类和四类海水水质标准的比例为75%;N/P周年波动范围为3.46~18.14,平均值9.05,低于Redfield系数的月份比例为92%,氮限制为营养盐结构的主要特征;富营养化指数(Ei)周年波动范围为5.62~123.25,平均值35.04,呈严重富营养化状态,不同季节的Ei平均值排序为:秋季(54.42)>夏季(41.95)>冬季(32.75)>春季(11.06).真江蓠生长海域DIN和DIP符合一类或二类海水水质标准,COD符合三类和四类海水水质标准的月份比例为100%,N/P周年波动范围为1.22~85.45,平均值26.24,高于Redfield系数的月份比例为58%,磷限制为营养盐结构的主要特征;Ei周年波动范围为1.82~12.75,呈多种富营养化状态(贫、轻度、中度、重度和严重富营养化),不同季节的Ei平均值排序为:夏季(12.75)>秋季(4.91)>春季(2.13)>冬季(1.82).[结论]广西北海细基江蓠和真江蓠野生种群主要以DIN和DIP为生长所需的营养盐,可生活在多种富营养化状态的海域中,二者均适宜作为海洋牧场建设及富营养化海域人工修复的藻种,但细基江蓠对富营养化水体的耐受性优于真江蓠.     

基于嵌入式系统的洪泽湖水产养殖污染环境的远程数据采集与监测

针对洪泽湖污染事件频发且对水产养殖业已经造成重大损失的现状,提出一种专门针对洪泽湖水产养殖污染环境的数据采集及监测系统。该系统主要利用嵌入式S3C2410及MAX197芯片实现了对多通道污染信息的数据采集与监测过程,可以根据不同模拟通道的特点,通过MAX197的控制字,不同的信号输入范围和采样模式实现多样化采样方式和不同量程的数据采集。另外,在有效采集由污染检测传感器测得的多路污染信号之后,系统能够将各水质原始资料数据封装并通过GPRS模块发送给上位机或中心服务器进行后续的处理分析,从而满足了水质数据实时监测要求,实现对污染参数的自动监测。整个系统的成本低功耗低,具有较高的实用性和可靠性,将会成为洪泽湖水产养殖污染环境数据采集与监测的一种有效手段。