水产养殖水质监控技术研究现状及发展趋势

中国是水产养殖业大国,近年来随着农业结构的调整,我国水产养殖业正从传统的人工养殖逐步向工业化、集约化养殖方式转变,水质监控成为集约化养殖的关键环节。本文介绍了水产养殖监控的技术体系,其体系结构分为终端层、传输层和管理层3个部分,从国内、外两方面分析了各部分的发展及应用研究现状,指出水质参数的采集和处理是目前的攻坚环节,展望了养殖水质监控中感知层的信息融合、远程视频传输的应用、信息处理技术的集成与智能以及物联网技术与集约化养殖的结合将是未来的发展趋势。     

用信息融合技术改进水产养殖水质监控系统

水质监控是实现水产养殖现代化的关键因素之一。本文设计并实现了一种基于物联网技术的水产养殖水质监控系统。该系统将传感及传感网技术、Zig Bee/GPRS/3G技术和信息融合与数据挖掘等物联网技术引入到水产养殖水质监控系统。目前该系统在国家罗非鱼产业技术研发中心无锡育种和保种基地平稳地运行,节能降耗、绿色环保,预测预警准确性较高,减少了各类灾害事故的发生,提高了水产品的品质,可在水产养殖水质监控中推广应用。     

对虾养殖的水质管理技术

养虾池的水质是各种环境条件(包括理化因子及生物因子)的综合反映,也是制约养虾效益的关键因素之一。对虾是养殖水体环境中生物群落主要成员,不能脱离环境因子的影响而独立生存。在良好的水质环境中,对虾生长良好,反之,在不良的水质中,对虾摄食量下降,甚至停止摄食,生长缓慢,体质消瘦,抗病力下降,感染疾病。水质严重恶化时,直接造成大批甚至全池对虾缺氧窒息死亡。不良的水质助长各种寄生虫、细菌、病毒及原生动物等病原生物的大量繁殖,引     

基于BP神经网络的养殖水质监控系统

基于BP神经网络的水产养殖水质监控系统以多个可编程控制器PLC和单片机系统作为下位机，检测现场数据；并用工业控制计算机实现现场监控和远程监控。软件方面，在现场监控计算机和远程计算机上设计了功能丰富的监控软件；并应用无线通信GPRS技术实现数据的传输。该系统对养殖水体溶解氧含量进行了自动监测和控制，性能稳定。     

唐山市水产养殖水质监控报告

<正>近年来,随着养殖集约化程度的提高和水环境的污染的加剧,造成养殖动物疾病频发,给养殖生产造成严重的损失。为掌握水生环境的情况和规律,减少养殖生产损失,2010年我们对唐山市重点养殖场水生环境实施了监控。具体情况如下:     

水产养殖水质调控技术

俗话说“好水养好鱼”,可见水产养殖中的水质调控和管理的重要性。水生动物疾病的发生在很大程度上与其所处的水体环境有密切关系。在水产养殖过程中,调节好水质,不仅能促进水生动物的生长,而且能有效防止疾病的发生,从而提高养殖产量,达到养殖增产增收的目的。水质的调控归纳起来主要包括水位的控制、水质理化因子的调节以及水生植物的栽培等方面。一、水位控制水位适当与否,在很大程度上会影响鱼类等水生动物的生长。例如对于养鱼池,特别是混养池塘要考虑到各水层鱼类的生长,合理的水位可以减少鱼类相互之间的干扰,让它们有效利用水体中的…     

计算机监控技术在水产养殖中的应用

针对不同的监控目标,选用不同的监控手段,可以保证对水质的各项参数进行长期、连续、及时的监测;采用无线通信技术可以跨越空间的障碍,实现远程监测;采用计算机视觉图像技术可以更多的获取鱼类生物量信息,为水产养殖的科学化管理提供有效的方法。     

养殖水质在线监控系统简介及其发展趋势

从养殖水质在线监控系统的功能、组成、通信网络、参数的选择、分析单元、中心控制站、水样的采集、现场I／O设备、系统的选址和防护措施、监控的质量保证与质量控制等方面对养殖水质在线监控系统作了阐述,并提出养殖水质监控的发展趋势。     

陆基高密度循环水养殖的水质调控技术

利用先进的工厂化水产养殖技术与设施进行的全封闭高密度循环水养殖，具有节水、节地、节能、环保等优点。其成功的关键在于对养殖水体的水质调控。以下就陆基水产养殖的水质调控技术作一介绍。     

升降式水产养殖水质自动检测系统设计

水产养殖水质参数检测作为现代化水产养殖的重要特征正受到越来越多的关注。为满足水产养殖业对水质环境参数检测的迫切需求,研究设计了一种升降式水产养殖水质自动检测系统。该系统由无线传感模块和传感器保护模块构成,无线传感模块采用GPRS无线传感技术实现水质参数的采集和传送;传感器保护模块利用PIC16F877A型单片机作为控制器,通过ZigBee实现与服务器的远程通信,从而控制检测装置的升降和水质传感器的冲洗与保湿。通过PC或手机客户端,养殖户可以对检测系统进行实时监测和控制。结果显示,系统运行稳定,装配简易,操作方便,实现了对鱼塘水温、溶氧和p H的自动检测;远程控制反应时间在1 s以内,数据传输错误率基本为0;溶氧、p H和温度传感器的最大相对误差分别为0.55%、1.89%和1.32%。研究表明,升降式机械结构工作稳定,实现了传感器的冲洗、保湿功能,远程控制动作反应速度和测量精度达到水产养殖水质信息采集的要求,能够满足水产养殖水质检测的应用要求。     

水质在线监测在工厂化养殖中的应用

本文针对我国水产养殖急需在线监测技术的现状,简介了该技术在国内外的发展现状和监测方法,根据我国在这方面远远落后于发达国家的现状,指出了该技术应用于养殖业的重大意义,并且展望了在线水质监测技术的发展方向。     

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。     

基于nRF905的水产养殖环境参数自动监控系统

根据现代化水产养殖的低耗高效的发展要求,设计了基于nRF905的水产养殖环境参数自动监控系统.该系统把监控中心PC机作为上位机,通过VB 6.0构建上位机监控软件,同时以单片机MSP430作为下位机,并通过nRFg05构建无线传感网络,从而实现自动监控系统的各项功能.经过试验,该自动监控系统能够对DO、pH进行实时的数据采集、显示和存储,并与增氧机结合对DO进行自动控制以及超限报警.养殖现场试验结果表明,该系统工作稳定、实时性好、能耗低,控制电路设计简单、成本低,有一定的应用推广价值和实际意义.     

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。     

循环水养殖罗非鱼氮收支及对水质影响的初步研究

为提供实际生产理论依据,改良系统水处理工艺,开展循环水养殖系统中吉富罗非鱼氮收支和对水质情况的初步研究。起始养殖密度8 kg/m3,投饲率2%,系统循环量1 m3/h,总水量0.8 m3。试验期间溶解氧大于6 mg/L,pH 7.0～7.2,水温23～25℃。每周监测水质2～3次,监测指标包括氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮,每2周检测1次水中总氮。用凯氏定氮法测定实验前后饲料、试验鱼体、粪便、悬浮颗粒的氮含量。结果显示,摄食氮有50.00±1.50%转化为生长氮,32.61±1.38%转化为排泄氮,17.39±4.0%转化为粪氮;58%的粪氮为悬浮颗粒物,42%为可沉淀颗粒物。     

封闭循环水养殖系统中池塘覆膜对水质的影响

2005—2010年,对天津市天祥水产有限公司封闭循环水养殖系统水质进行了检测。结果显示:养殖池塘是否覆膜、覆膜面积大小,均会使整个养殖系统中的总硬度(TH)、总碱度(AT)、NH3-N和PO4-P在时空上产生差异。时间上,它们年份间差异极显著(P<0.01);空间上,各采样点的AT和NH3-N差异显著(P<0.05)。覆膜使系统的TH和AT稳定性减弱,CV上升了166.5%～241.7%,这种情况在养殖中期尤为突出,但对NH3-N和PO4-P稳定性的影响并不明显。养殖系统中较大面积的覆膜(43.65%)对养殖池塘TH、AT和NH3-N稳定性的影响比非覆膜池塘的大,CV分别高出了75.9%、135.6%和21.6%;而小面积(19.2%)覆膜的养殖池塘相对非覆膜池塘稳定,CV分别降低了71.9%、41.5%和91.4%。导致它们间差异及稳定性变异的原因主要归结于覆膜影响了物质与土壤间的物质交换及其间的生物活性强度。     

云纹石斑鱼工厂化循环水养殖技术

本试验率先采用循环水系统开展了云纹石斑鱼的养殖试验并取得了成功.结果显示,在莱州明波养殖基地选用的平均体重50 g/尾规格的云纹石斑鱼苗种10万尾,在水温22～ 25℃、盐度28～31、pH7.8～ 8.2的水环境条件下,经12个月培育,长成平均体重为0.65 kg/尾的商品鱼,平均单尾月增重50 g,成活率93.5％;共收获成鱼9.35万尾,单产49.9 kg/m3.本研究为云纹石斑鱼工厂化循环水养殖提供一个成功的范例.     

水产养殖水体遥感动态监测及其应用

以安徽省巢湖市为实验区,以国产高分一号(GF-1)和资源三号(ZY-3)高分辨率遥感影像为数据源,以NDWI和纹理特征作为分类特征,联合随机森林、支持向量机和BP神经网络3种分类方法,发展了一种集成分类模型,用于提取养殖水体信息,并进行阴影剔除和形态学处理。结果表明,该集成分类模型适用于提取养殖水体信息,总体精度为97.4%,Kappa系数为0.87,漏分误差为3.7%,错分误差为6.4%,相比单个模型精度明显提高;针对GF-1影像的增强阴影水体指数,对山体阴影和城市建筑阴影的剔除效果明显,较大程度上避免了阴影对水体提取的干扰;实验区养殖水体的遥感动态监测应用发现, 2016年相比2013年水产养殖面积增加6.9%。该研究理论与技术成果的应用,有助于及时掌握养殖水体的时空分布及动态变化,快速提升中国渔业管理的信息化和科学化水平。