基于ARM9及Android的水产养殖监控系统设计

为促进水产养殖的技术更新,提高生产过程的自动化水平,设计了一种基于ARM9处理器和Android操作系统的水产养殖自动监测控制系统。采用STM32微处理器实时采集养殖场水温、p H、溶氧、水位4项参数,用ZigBee节点技术进行综合,并以无线方式传输数据至Android终端,实现水质参数的自动调节与控制。当溶氧浓度和水位超出预定阈值时,系统根据检测结果自动控制增氧机与补排水泵的开启与关闭;当p H与水温超出阈值时,系统会通过终端及现场报警提醒人工干预,减少环境对水产养殖产量的影响。测试结果显示,可控制溶氧、水位在合理误差范围内(分别为±0.4 mg/L、±2 cm),可以满足水产养殖远程监控的要求。     

边缘算力在智能水产养殖方面研究与应用

为了减少水产养殖污染,保证养殖生态系统的安全,提高生态环境质量,利用物联网技术设计并实现一种水产养殖智能监控系统。该系统通过智能传感器终端实现对养殖区域水质的溶氧、pH、水温、光照度、环境温度、环境湿度等参数的实时采集、远程显示和自动控制,实现远程智能养殖。同时,系统利用树莓派作为边缘算力设备,从感知层、传输层、边缘计算层、应用层四个主要方面对系统进行说明,通过智能算法实现实时精细化管理资源的目标,使数据可视、可信,进一步探究水产养殖方面进行智能化协同化的可行性。研究表明,该系统在实物模型上运行稳定、感知准确、控制及时和扩展性强等优点,可在水产养殖中进行推广和应用。     

基于物联网和GIS的水产养殖测控系统平台设计

针对水产养殖水质多参数监测的需求和现有水质环境监测系统存在的问题,设计了一种基于物联网和地理信息系统(GIS)的水产养殖测控系统。通过整体性能的研究分析,设计了测控系统平台的3层体系架构(传感控制层、传输层和应用层),提出了自顶向下、逐步求精以及模块化、结构化的设计方法;根据采集数据传输的可靠性、稳定性等要求,提出WiFi网状组网的配置方法,设计了系统硬件的供电模块;研究了本地服务器、中心服务器和控制模块软件系统;通过网络丢包率测试和水质溶氧量分析,验证了系统数据传输的可靠性,并在溶氧超出范围后自动控制增氧机,有效地调节池塘溶氧量。相比于传统的水产养殖远程监控系统,该系统通过物联网和GIS技术的融合,实现了水质环境的远程无线测控和区域化水产养殖管理,因此能够大大推进水产养殖智能化、自动化系统建设的发展,适应水产养殖的需要。     

增氧测控装置的设计与研究

增氧测控系统涉及的是水产养殖溶氧测控的技术领域，是为了解决现有增氧测控方面存在的不足而设计的，本系统具有模拟人工进行定时增氧的功能；可利用溶解氧检测电路进行养殖水体溶氧量自动监测与控制；既具有模拟人工进行定时定量增氧的功能，又可以实现24小时全自动控制增氧系统进行增氧工作；对增氧系统电动机的工作情况进行实时监控及显示，在发生过流、缺相时将自动停止增氧系统的工作，并发出声光报警。     

养殖池塘增氧机制与装备性能比较研究

水产养殖过程中,池塘生态系统可分为自成熟期和人工维持期。在养殖容量提高的情况下,养殖生物呼吸需氧量在不断增加,缺氧条件下有机物分解成有害物质,影响养殖生产。维持池塘生态系统稳定的主要工程机制为:通过上下水层交换、平衡营养元素等方法,强化光合作用,提高营养物质转化规模,提升初级生产力;形成生态增氧为主、机械增氧为辅的高效增氧机制。以中国养殖池塘生态系统为研究对象,分析探讨养殖池塘生态机制、水体溶氧理论、增氧机作用机理、不同类型增氧机的机械性能等,提出了大宗淡水鱼混养池塘及几种典型单养池塘增氧机配置方式,从而为池塘养殖系统增氧机的配置提供技术参考。     

带有水质监测的增氧机远程控制系统研究

针对水产养殖中增氧机远程控制困难、水质送检烦琐等问题，基于无线传感器网络(WSN)及物联网技术，开发了一种带有水质监测功能的增氧机远程控制系统。该系统由监测设备和远程控制小程序组成，布设在现场的溶氧、pH传感器、环境监测变送器等设备由4G-DTU内置的微处理器负责数据采集，采用无线网络通信方式，摆脱传统监测系统通信距离短的困扰；小程序具备实时监测水质、查询历史数据、远程启停增氧机等功能。为验证系统实用性，在实际水域布置节点测试。结果显示：各项指标均达到要求，设备远程启停响应延迟低于100 ms, pH测量精度达到±0.02,溶氧控制精度在±0.4 mg/L以内，温度测量精度达到0.5℃,气压测量精度达到0.1 kPa,能够满足水产养殖需求。证明了所研究的系统具有实际应用意义。     

鱼塘溶氧量自动监控系统的设计

为了提高鱼塘养殖的自动化水平以及水产饲养的数量和质量,研制了鱼塘溶氧量自动监控系统。该系统以AT89C51单片机为控制核心,结合溶氧量传感器、集成温度传感器AD590实现对鱼塘水体的溶氧量、温度等环境因子的实时检测,根据环境因子的变化自动控制水下增氧机和温度越界警报的启停。系统充分考虑基于鱼塘的水产养殖的实际,采用灵活的设计方式,用户可以根据实际需要自己设置采集点的个数,减少成本投入,实现最大收益。     

带有溶氧预测的水产养殖监测平台的研究

针对传统水产养殖水质监测系统不能提前预警和通信延迟高的问题,提出一种带有溶氧预测的低延迟无线传感水质监测平台。本研究搭建了4个水质监测节点,通过LoRa模块与汇聚模块进行通信,实现了水质数据的实时监测。应用边缘计算的策略,将云服务器的计算和系统控制任务卸载到上位机来降低系统延迟。上位机更新本地和云服务器的数据,同时基于小波变换和长短期记忆网络(WT-LSTM)模型实现溶氧预测功能。结果显示:与其他预测模型相比,WT-LSTM模型效果更好;pH、温度、溶氧、电导率和氨氮监测数据的相对误差,分别小于1.4%、0.7%、0.2%、12%、5%;基于评测系数分析,溶氧1 h的预测结果比较准确,可作为溶氧预警的参考。本平台可以在低成本、低延迟的情况下,实现水质数据的实时监控,并完成1 h内溶氧的预测,使得系统对增氧机的控制更加合理化、智能化。     

基于实时水质参数的智能养殖装备设计

针对现有水产设备机械化和自动化程度较低,增氧机作用范围有限和投饲机无法自适应投饲的问题,研究设计了一种新型的基于实时水质参数的智能养殖装备。该装备硬件上利用传感器对水质参数进行实时监测,采用太阳能与交流电源混合供电。其中,移动式太阳能增氧机使用超声波测距进行避障,可随机行走、增大增氧机的工作范围;太阳能智能投饲机使用称重传感器进行饲料称重,以实现精确定量投饲。该装备软件上支持个人计算机和手机等多个平台客户端,实现实时水质参数查询、远程增氧、远程投饲、远程智能控制等功能。池塘应用试验结果表明,该装备的监测水质数据可信度高,实时通讯丢包率低于0.2%,在保证增氧能力的情况下,增氧机作用范围比传统水车式增氧机提高10%;能够在良好的水质环境中完成精确定量投饲。研究表明,该装备的应用有助于推进水产设备智能化、自动化的发展,实现节能降耗、绿色环保的目标。     

高效低能耗的网管式增氧装置

在珠海 ,增氧机已成为池塘养殖应用最广泛的机械设备 ,全市拥有各类水产养殖增氧机近30 0 0 0台 (套 ) ,池塘机械增氧面积占 80 %以上。过去使用的增氧机种类主要有 :叶轮式、水车式和潜水喷射式等。叶轮式增氧机是早期养殖户使用的主要产品 ,随着农户对养殖要求的日渐提高 ,传统的增氧机已显示出其缺点和不足 :由于存在布点的限制 ,远离布点的区域溶氧慢 ,容易出现水温分层等现象 ,特别是在高密度的南美白对虾 (通常均匀分布觅食 )养殖时出现有效供氧不足 ,立体供氧分布不均匀 ,耗电量大 ,造成电费在成本中占了相当大比例 ,伤及养殖动物幼…     

Design of water quality monitoring system for aquaculture ponds based on NB-IoT

In order to promote the development of aquaculture informatization and monitor aquaculture ponds more accurately and conveniently, this article has developed a water quality monitoring system for aquaculture ponds based on the narrow band internet of things (NB-IoT) technology. This system realizes remote collection and data storage of multi-sensor processor information (temperature, pH, dissolved oxygen (DO) and other environmental parameters), as well as intelligent control and centralized management of breeding ponds. The system uses STM32L151C8 microcontroller and sensor terminal real-time acquisition, such as temperature, pH value, dissolved oxygen. It realizes data aggregation and transmission over a long distance to the Internet of things (IoT) telecom cloud platform through the technology of NB-IoT. The software called Keil implement the data format design of wireless communication module and data transmission. Java is used to develop background monitoring applications for accessing cloud platform, controlling underlying devices and local data processing. It can not only send hypertext transfer protocol (HTTP) requests to monitor cloud platform data, but also issue commands to the underlying control module to control the startup and shutdown of equipment such as aerator. The system was implemented and tested in ChangZhou, JiangSu Province, China. The experimental results showed that the system can obtain water quality parameters in time. The temperature control accuracy is maintained at ±0.12℃, the average relative error is 0.15 %, the dissolved oxygen control accuracy is maintained within ±0.55mg/L, the average relative error is 2.48 %, the pH control accuracy is maintained at ±0.09, and the average relative error is 0.21 %. The system has stable overall operation, real-time and accurate data transmission, which can meet the actual production needs and provide strong data and technical support for further water quality regulation and aquaculture production management.     

增氧机池塘增氧效果试验的研究

研究不同型式的增氧机性能,可使生产者根据不同养殖对象与模式针对溶氧的需求,选择配置合适的增氧方式。通过对使用最为广泛的叶轮式、水车式、射流式和曝气式增氧机产品性能的池塘实效试验,分析比较各类增氧机性能、工作特性和适用范围。结果表明,养殖水体溶解氧主要来自浮游植物的光合作用;叶轮式、水车式和射流式增氧机应用于服务水域,其增氧能力远远不能满足该水域养殖鱼类的氧需求,但可满足养殖鱼类的应急氧需求;曝气式增氧机因没有应急增氧作用和水体搅拌能力而不适合四大家鱼等常规鱼种的养殖需要。     

基于ZigBee的水产养殖水环境无线监控系统设计

设计了一种基于ZigBee协议的水产养殖水环境无线监控系统,实现了对溶解氧、pH值、温度等多参数的采集、处理和显示,并通过无线网络实现了传感器检测节点和协调器节点之间数据快速、准确的传输,进而对多参数进行实时远程监测。该系统适用于工厂化水产养殖、水环境、智能温室等诸多领域。     

基于Zigbee和GPRS的水质监测系统节能设计

针对无线化的水产养殖水质监测系统耗能大、电池寿命短的问题,设计了基于Zigbee和GPRS的节能型水质监测系统。通过采用低功耗器件,在电源与传感器、信号调理电路之间添加选通芯片ADG1414控制各模块分时分区工作,减少各模块的供电时间来降低硬件能耗;通过设置阈值对采集的数据进行判断,对阈值范围内的数据不发送,减少数据发送量,从而减少系统数据发送能耗。以CC2530为核心构建无线传感网络,将传感器采集到的温度、p H、溶氧等水质参数传输至监测中心,构建实时监测平台,并在此基础上建立数据管理系统,实现对水产养殖水质环境的实时监测。系统测试与实验结果表明,该系统节能效果显著,能有效延长无线水质监测系统电池的工作时间。     

微孔曝气增氧技术应用现状

微孔增氧技术与传统增氧方式相比,不仅能增加水产养殖水体中的溶解氧量,尤其是中、下层水体均匀增氧,还能改善养殖池塘的生态环境。本文主要介绍微孔增氧机的工作原理及与其他增氧设备配套使用的优点。     

基于NB-IoT和无人船巡检的水产养殖场物联网系统研究

针对养殖水质检测与调控的实际需求,提出了一种基于NB-IoT(Narrow Band-Internet of things,窄带物联网)和无人船巡检技术的水质检测与调节物联网系统.通过将无人船作为移动水质感知节点采集养殖水质信息,然后通过NB-IoT无线通信技术将数据上传至OneNET云平台,最终将水质信息可视化呈现在...     

Diversified aeration facilities for effective aquaculture systems—a comprehensive review

The growing intensive aquaculture system around the world maintains a high stocking density, wherein it is essential to increase and sustain the optimum dissolved oxygen concentration (DO) through the provision of artificial aeration systems. The selection of an aerator is a crucial aspect of aquaculture operations. The selected aerator must be economically efficient and should be able to fulfill the requirement of oxygen supply in the pond water. The present study provides an extensive literature review on the importance of artificial aeration in aquaculture, the standard method of test for performance evaluation of an aerator, various aeration systems and their mechanisms, method to determine the numbers of aerator requirement, comparative studies of different type of aerators, and economic consideration in selection of aerators. In addition, a thorough analysis has been done to suggest the type of aerator that is economically viable and efficient for different pond volumes based on the performance data reported in the reviews. Therefore, this study may help the end-users (fish farmers) to select the best aerator based on their requirements.

     

池塘养殖中不同机械增氧技术的组合及效果验证

为解决河南中牟县万滩镇养殖池塘机械增氧技术单一的问题,通过试验研究微孔式、水车式、涌浪式等几种增氧机的性能及使用方式,以达到提升增氧效果和提高养殖效益的目的。结果表明,该地区池塘溶氧含量高而利用率低,养殖户传统增氧方法不当。适宜增氧方式为:涌浪式增氧机适合在晴天下午使用3~6 h,可有效提升周边20 m范围内底层水体的溶氧水平;投食前后半小时开启和关闭微孔式、水车式增氧机,可提升投食期间投饵区溶氧水平1~2 mg/L,保证鱼群的进食效果;夜间搭配使用微孔式和低功率叶轮式增氧机增氧,可使微孔区域底层水体溶氧比不增氧状态高出1 mg/L以上。