多因子综合控制的鱼塘增氧机控制器硬件系统设计

为科学合理控制养殖水环境,以PIC16F877A单片机为控制核心,利用大气压力检测模块、温度检测模块、溶解氧检测模块和pH检测模块,组合成多因子综合控制增氧机控制器硬件系统,分别实时检测大气绝对压力、鱼塘水体温度、水体溶解氧浓度和pH值等环境因子,按照控制要求自动开闭鱼塘增氧设备,实现智能化控制,解决了传统人工控制不科学、欠规范的问题,并提高了能源利用率.     

基于无线传感器网络的自动增氧控制系统研究

介绍了一种基于ZigBee无线通信技术的智能型自动增氧控制系统:采用C8051F020为主控芯片,通过溶解氧传感器多点分布检测水中溶解氧的浓度,利用ZigBee技术组网实现多点通信;手持终端对多通道信息进行数据融合实时监测水中溶解氧的浓度,并通过与下位机通信实现对增氧机转速的控制。经测试,该系统具有测试精度高、抗干扰能力强、检测效率高、操作简单等优点,为自动增氧系统提供了一个新型有效的控制方法。     

三疣梭子蟹不同养殖模式池塘夏季溶解氧变化特征的研究

2010年8月对三疣梭子蟹4种不同养殖模式池塘溶解氧含量进行连续24 h的观察,分析不同养殖模式水体中溶解氧含量的昼夜和垂直变化特征。结果表明：表层溶解氧在4种养殖模式池塘中昼夜变化规律基本一致,表现为下午最高,凌晨最低,白天高于夜间;底层溶解氧,在有机械增氧的三种养殖模式中,昼夜变化规律与表层基本一致,与之相反,无增氧的条件下,其溶解氧变化呈夜间高于白天的状态。溶解氧的垂直变化,均为中午表层高于底层,尤以传统养殖更为显著;夜间垂直变化相对较少。通过对3种增氧模式的增氧效果的比较分析,以高位池精养模式效果最好,底充氧模式稍差。同时探讨了溶解氧与水深和光照等环境因子的关系,认为夏季在梭子蟹养殖生产中,如未配置增氧设施,水位应控制在1.0 m左右为宜。     

基于水产物联服务平台的智能增氧控制系统的开发

传统的水产养殖增氧方式已不能满足现代化与智能化养殖的需求,且现有的自动增氧系统控制方式过于简单,灵活性较差。为此,开发了一种基于水产物联服务平台的智能增氧控制系统。该系统以水产物联服务平台为云端数据服务器,以西门子PLC作为现场智能控制节点,其中智能控制节点通过GPRS通信方式与水产物联服务系统连接;系统使用光学溶解氧传感器进行水质数据的采集,并采用Zig Bee无线组网技术将数据传输给控制器;控制器利用溶解氧状态判定机制,根据控制参数将池塘溶解氧划分为5个状态,并输出相应的控制策略。结果表明,该系统运行稳定,系统通信与数据传输通畅,监测数据更新及时,能够根据设定的控制参数,智能地判定池塘溶解氧状态并触发系统调水机制或增氧机制。系统达到智能控制系统设计要求,稳定高效的控制效果降低了养殖风险,提高生产效益,具有广泛推广应用价值。     

养殖水体在线自动监测系统的总体构架及特点

养殖水体在线自动监测系统是以分析设备为核心,以互联网为基础的水质在线监测系统,通过监测终端采集数据,基于遥感器和GPS进行数据传输,监控中心通过处理收集的有效数据信息分析水质参数变化规律,为人工、半自动化和自动化养殖提供基础数据,进而完善管理,提高水产品的产量和品质。为养殖水体在线自动监测系统在水产养殖中的推广运用提供参考,介绍了养殖水体在线自动监测系统的监测目标、总体构架及特点。     

鱼类循环水养殖纯氧增氧设备的设计与增氧性能测试研究

介绍了一种用于工厂化循环水养殖的纯氧增氧设备,利用射流器将水和纯氧混合后射入混合罐中,增加氧气与水的接触时间,并设有未溶解氧气的回收装置.通过在线自动检测溶解氧的变化,对射流器的主要尺寸进行优选,确定理想尺寸.通过溶解氧的变化监测试验,证明了纯氧增氧比空气增氧具有更大的优势;通过对设备的氧气利用率和动力效率进行试验研究,得出了不同进气流量下的变化规律,设备的氧气利用率可达87.18%,动力效率与进气流量呈正相关关系.     

基于物联网技术的智能渔业监控系统设计

利用现有的物联网技术,结合天津当地水产的实际设计实现了一套智能渔业监控养殖系统。该系统利用STC12C5A60AD/S2单片机设计了采集控制终端,用于采集水产养殖池塘的氨氮、pH、溶解氧等水质信息,使用球机采集养殖水域的图形信息,这些信息经过初步处理之后通过构造的局域网上传给控制决策中心的服务器;控制决策中心的大屏实时显示养殖水域信息并根据具体情况作出对应的控制决策,将控制指令发送至采集控制终端,进而控制投料机喂食和增氧机增氧,保障养殖水域的水质,提高产量和品质。在严重异常情况发生时作出报警,防止巨大的财产损失,确保养殖安全。该系统经过现场的实际使用,具有很好的适应性和可靠性。     

基于水体溶解氧含量变化趋势的增氧机控制系统研究

本文提出了基于水体溶解氧含量变化的增氧机控制系统,该系统根据传感器传回的实时溶解氧数据,通过方差和标准差算法判断一定可配置时间内水体中溶解氧含量变化。当变化幅度达到配置阈值时,控制增氧机的开启和关闭。该系统适用于网络环境较差和低投入的水产品养殖企业,使得这些企业在不需要集成大规模高成本网络系统的背景下,精确控制水产品养殖水体环境中溶解氧的数值,达到快速精细化、数字化养殖的程度。     

基于ZigBee的水产养殖水质控制管理系统设计

传统大型水产养殖场凭养殖户的经验,通过观察水体颜色、鱼类异常行为以及闻水味的方式监测水质,导致监测随意性大、出错几率高、费时费力,因此设计了基于ZigBee无线网络的水质管理系统,该系统以德州仪器CC2530芯片为核心构建了一个无线传感网络,该网络可实时采集监测点温度、溶解氧含量、pH、亚硝酸盐浓度、浊度等数据,并传送到PC上位机。PC上位机同时依据水质情况,通过SMT32F101控制器控制供氧泵,水阀、投饵机等设备,及时对水质异常等状况进行及时处理。试验表明,水质数据的传输速率可达到140 kb,有效传输距离在150 m以上,系统具有可扩展性强、功耗低、稳定性高等特点,能够满足水质监控、增氧、定时投饵、病害防治方面的功能要求。     

工厂化循环水养鱼池曝气释放器养殖效果的研究

采用自行研制的曝气释放器装置——工厂化养鱼池曝气释放器,在工厂化循环水养鱼车间的6个试验池进行了2种曝气释放器试验池排污量、溶氧分布检测以及罗非鱼养殖试验。结果表明:该增氧装置增氧显著、养殖效果良好,与无罩曝气释放器相比溶解氧高出2.46mg/L,养殖产量提高了34.21%,且能使水体产生轻微蜗流,有利于鱼池污物排放和鱼类的生长,适合于工厂化循环水养鱼池养殖生产。     

应用于冷水鱼工厂化循环水养殖的自动化系统

采用分散控制、集中管理远程监视的管理模式,实现工厂化循环水养殖中的水处理水质参数的自动化控制。论述了工厂化循环水处理的工艺流程,需要调控的主要参数和设备,对不同参数和设备采取不同的控制策略,其中pH、臭氧浓度、溶解氧量采取PID控制、温度采取模糊要PID自整定控制。介绍了该系统控制总体结构及流程,从而形成了工厂化循环水养殖的组态监控系统的架构。     

温室池塘高密度循环水养殖系统构建

为探索一种经济可行的工厂化循环水养殖模式,设计了一种将温室大棚养殖与水质净化设备以及增氧设备涌浪机等合理搭配的简易工厂化循环水养殖系统,以加州鲈鱼为养殖对象,分析了养殖期间系统水质指标、鱼类生长状况以及系统经济前景。结果表明,经过4个月的养殖,该系统鱼类养殖密度由初始2.12 kg/m3增加到5.86 kg/m3,成活率达到95.1%。水质监测结果表明,养殖期间氨氮、亚硝氮和溶解氧平均浓度分别为(0.66±0.35)mg/L、(0.19±0.089)mg/L和(6.64±0.25)mg/L;水温维持在27.34~28.00℃,pH为6.73~7.34。经济分析表明:每667 m2池塘养殖利润可达17.42万元/年,投资回报期为2.75年,具有较高的经济价值,若选取价格更高的海水鱼类,市场前景更广。该研究表明,温室池塘循环水养殖系统是一种经济可行、高效、节能减排的养殖模式。     

水质监测与采样一体化无人船设计与试验

良好的水体水质是池塘健康养殖的基础,为了实现监测和采样的自动化,设计了一体化无人水质监测船并进行了性能试验。兼顾水质监测与采样需求,对船体结构进行设计,考虑承重和稳性对船舱传感器与采样、电源与控制盒、水样采集瓶功能区进行布局设计,基于双螺旋桨差速驱动模型融合GPS和姿态传感器开发了自主巡航控制系统,应用物联网技术集成水质采样控制系统和水质监测数据平台。综合试验结果表明：无人船行驶轨迹准确,监测点位最大偏差量为1.49m,最小偏差量为0.39m,平均偏差量为1.003m;监测及采样功能稳定,可实时回传水体的pH值、温度和溶氧数据,6只500mL水样采集瓶能够实现符合国家标准的水下50cm精准取样。研究结果为水产养殖全水面水质监控提供了一种低成本高可靠的实施方案。     

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。     

全自动增氧机水质净化效果研究与改进试验

【目的】解决鳜鱼养殖过程中全自动增氧机的密封、安装不便等问题。【方法】2014年7月至11月,在鳜鱼养殖的整个周期中,对该机具的清洗周期、测量精度、控制可靠性展开鱼塘试验,研究长期使用该机具对养殖水质和用电量的影响。通过改变O形密封圈与三角沟槽的尺寸提高溶解氧传感器的密封性和安装便利性,通过改变上、下盖的倒角尺寸提升溶解氧传感器的安装便利性。【结果】在整个养殖过程中,与丹麦Oxy Guard溶解氧测控仪相比,全自动增氧机平均清洗周期相差不大,温度测量误差为±0.8℃,溶解氧含量测量误差为±0.6 mg·L~(-1),调控的鱼塘溶解氧含量均大于设定的溶解氧含量下限值(4 mg·L~(-1))。同时,与手动控制增氧机的鱼塘相比,使用全自动增氧机的鱼塘溶解氧含量较高,最高达7 mg·L~(-1),且水质参数中平均氨氮含量低35.9%,平均亚硝酸盐含量低50.7%,节约用电29.5%。【结论】该机具长期使用时,具有抗污性强、清洗方便、改善水质、节能省工的优点,可满足鱼塘养殖的实际要求,且密封好、安装方便,具有大面积推广的实用价值。     

基于ZigBee技术的水产养殖环境监测系统

[目的]实时监测水产养殖中的水环境,提高水产品产量。[方法]采用无线传感器网络的ZigBee技术设计可以实时采集、显示和处理水产养殖中水体的温度、溶解氧含量和pH等水环境因素,适合养殖环境中水水质的监测系统。[结果]监测系统传输稳定,传输的数据正确率达98%以上,达到预期要求。[结论]基于ZigBee技术的水产养殖环境监测系统可以实现数字化养殖,提高水产品产量。     

养殖水暖锅炉控制系统设计

为便于适时监控传统养殖水暖锅炉的运行状况,设计了一套自动的控制系统.采用PLC控制系统实现了缺水自动给水、降温自动鼓风的功能;补水泵控制系统能够对其运行状况进行监测、报警、控制,确保锅炉正常可靠地运行.     

工厂化水产养殖中水体增氧气泡最佳尺寸的计算

应用流体力学、热力学和物理化学的有关定理方程和物理、化学试验数据,通过数值计算的方法建立了增氧气泡在水中的运动、溶解和受力方程;并通过对氧气气泡在水中上升过程中的运动、尺寸、溶解和扩散变化的数值计算和结果分析,优选出在不同条件下可完全溶解的氧气气泡半径范围,获得在水深≤2m、气泡半径为0．1～0．5mm时的氧气气泡尺寸变化、上升距离和溶解速度之间的关系曲线图,分析了氧气气泡在水中的尺寸、质量和运动的变化规律,确定了计算结果的应用方法,为设计不同水深和溶解氧条件下的最佳溶解气泡的尺寸提供依据。     

水体溶解氧监测系统中无线通信网络的实现

为了对淡水水体中的溶解氧进行监测,设计了实时在线溶解氧监测系统,采用无线传输模块实现了对大面积水域进行多点、实时和在线监测,重点设计了上、下位机通过无线传输模块进行数据传输的通讯协议。