合力科技股份有限公司 浙江杭州 310000
摘要:中国一直是一个非常大的消费者和生产者的水产品、水产养殖过程中,影响水产养殖环境的关键参数包括的内容在水中溶解氧,水温、盐度、pH值、氨氮含量等等一系列的内容,包括水温、溶解氧含量和水中所含的几个环节是pH值最关键的。不同种类的水产养殖产品对水中的各种参数有不同的要求,因此有必要根据不同国家和地区了解水产养殖产品水质参数的范围,并对相应的标准进行分类。
关键词:水产养殖;水质检测;控制技术
1规模化水产养殖的行业现状
1.1高度集约化
集约化程度的提升是规模化水产养殖的比较突出的特点,这种高度集约化的大规模管理整合目前已有的行业资源,可以实现资源的整合利用的最大化,也能实现资源的共享,促进行业整体的进步,具体表现为多家的水产养殖商在水产养殖过程中使用共同基础设备,一起学习分享各自了解的生产养殖技术以及各自优良的管理经营模式,也会有相同的供应商与销售市场,这样做的目的是降低水产养殖的成本,提高养殖户的养殖利润。但是想要实现高度集约化的水产养殖离不开政府的大力支持。
1.2亚硝酸盐的影响
在氨转化为硝酸盐的过程中会产生部分亚硝酸盐,正常状况下,硝化细菌以及微生物都能将其进行转化,鱼类也不会受其影响,但是,若在不当的时间对池塘运用了一定量的消毒剂,则会杀灭硝化细菌,导致亚硝酸盐的大量出现,这会抑制鱼类生长。另外,在养鱼池底若大量堆积了淤泥以及排泄物等,都会产生亚硝酸盐,导致鱼类体内的血红蛋白数量有所降低,无法具备正常的载氧能力,新陈代谢会有所减缓,制约鱼类生长。
2水产养殖水质控制系统通信技术
2.1水质控制系统通信技术分类
在水产养殖水质控制的过程中,由于受到了应用环境的独特性影响,传统的有线控制方式需要铺设电缆器,并不利于水产养殖水质的监控。为此,在针对水产养殖领域进行水质监控的过程中,其主要的监控通讯方式是以无线监控为主,无线监控本身具有成本低,并且功耗相对较低等一系列特点,需要着重分析无线监控的通信技术。通讯技术可以根据其覆盖的距离以及通信覆盖的范围两个不同点进行分析。
无线传感网可以将其分为无线广域网技术以及无线局域网技术两种不同的内容。而其中局域网包括了Wi-Fi,蓝牙等,其通讯距离相对短,在当前应用在前端无线传感器的组网形式上。而ZigBee相比于Wi-Fi和蓝牙等技术,其功率消耗更低、成本更低。同时ZigBee具有多跳、自组织等一些特点,每一个节点均可以作为相邻范围内传输节点的数据中转站,并且利用ZigBee可以在短时间内不断拓宽无线网络应用时的覆盖范围,广泛的应用在目前我国水产养殖水质监测的传感网络中。无线广域网技术包括的较多,无论是常见的移动通信网,2G,3G,4G,5G网或是GPRS等,也包括了低功耗的广域网WAN等。
2.2 ZigBee通信技术优势
通过现阶段对我国水产物联网的远程通信技术效果使用进行分析发现仍旧以GPRS为主。在水产养殖水质检测的过程中,其实传感器和路由节点的部署,可以在水产养殖监测的区域内利用ZigBee形成自组织形式构成独特的网络。而网络本身也具有节点和路由的双重功能。该传感器的节点既负责数据的采集,同时也负责数据的处理,能够将所有的数据以融合的方式形成多跳的网络,直接传送到汇聚的节点,通过汇聚节点能够实时的接收并且处理网络中所含有的一系列节点信息。利用GPRS可以直接地传输到远端控制中心进行使用。ZigBee通信技术是现阶段我国水产养殖水质控制系统通信技术中的重点内容之一。
由于ZigBee技术本身是比本身所需要消耗的成本低、功率低、速率低,并且是一种无线通信技术,符合现阶段水产养殖水质检测的相关使用标准机,主要应用在能耗要求较低,并且数据吞吐量并不高的地区。
3水产养殖水质智能控制技术
3.1控制中心智能控制机理
3.1.1水产养殖智能控制系统
当前,水产养殖智能控制系统包括了控制中心养殖、养殖现场的设备控制两个不同的部分。而控制中心除了对可以对现场的水质参数进行实时的分析监控,还可以在现场直接采集相应的数据,预测该模型的走向以及模型的整体使用效果。专家也可以结合自己的知识库对水质的参数进行及时的分析和预测,并且根据报警规则辅助用户在短时间内做出相应的决策,能够提高水质控制的整体效果。通过目前的发展状态进行分析,其水质自动控制系统仍旧没有完全脱离出实验环境,并且其控制方式也存在着阈值控制、定时控制、PID控制等简单的算法。例如,溶解氧含量的参数变化,由于控制因素较多,参数变化会受到了各种不同控制因素影响,受制于阈值控制、定时控制等简单算法的控制。当监测到了参数值低于阈值时,很难在短时间内找到相应地采取措施。为此,在养殖水质智能控制技术时需要根据水质参数预测算法对水质的变化预测作出实时的分析,结合现场的自动控制设备实现对水质的智能控制,提高预测的整体使用效果,可以通过传感器采集到的do、pH值、水温、盐度等一系列水质参数,直接通过GPRS传送到控制中心。
3.1.2模型预测
控制中心所形成的监控系统也可以利用已经建立好的预测模型,对所有的等待检测和控制的参数进行预测和分析,并且根据水产养殖过程中所养殖的品种不同,其生产生长的周期不同进行分析,了解到养殖信息库货,获取该时期在养殖水产时应正常的参数标准以及报警归报警规则库。如果预测的参数已经超出了限制,则需要在最短时间内报警。而设置的报警方式较多,可以通过语音、电话或短信等形式,应该在报警时展现出预警的等级以及正常的标准参数,并且进入到报警记录中,如果预测值超出限制,没有达到需要报警的情况则需要直接计入日志,并且向用户进行信息的提醒。除此之外,在控制中心需要配备专家知识库,在报警后随时随地的直接向用户提供针对当下的状况,选择应对措施,同时控制中心也具有传感器数据实时控制库,历史数据实时查询,趋势分析以及多传感器的数据比较等方式,能够根据现场的设备以及实际情况开展远程控制等一系列的功能。
3.2现场设备控制
现场设备控制也应该具有控制以及远程控制两种模式,其目的是为了提高对水产养殖、水质监测的整体质量,也能够提高控制的整体效果,让我国不同地区的水产养殖水质质量更佳。现场直接对所有的设备进行调控的就地模式也可以分为手动模式以及自动模式。而手动模式和自动模式的区别就是利用现场控制装置进行控制开关或是按钮,以人工手动的方式对设备进行启动和停止的控制,而自动控制则是利用控制流程或是简单的算法,比如说阈值、定时、PID等,直接实现设备的自动运行以及停止。而远方控制则是由控制中心的控制软件通过GPRS现场控制装置来,直接实时的制定发生控制命令,其最终的目的是实现对所有调控装置的远程控制,提高调控装置在设计时的整体设计质量。
结束语
综上所述,通过对我国现阶段水产养殖水质在使用时的使用效果进行分析,能发现渔船养殖区往往都处于一种相对较为偏远的地区,并且其环境相对较为恶劣,特别是随着海洋水产养殖业的进一步扩大,逐步向着深海方向转移,使得水产养殖水质监测系统不同于陆地上的物联系统,其在使用的过程中需要考虑到方便部署、低功耗、无人操作、少维护等一系列的内容。
参考文献
[1]申晓宁,游璇,黄遥,华昭杰,蒋星宇.智能水产养殖无人船系统的设计与实现[J].计算机工程与设计,2020,41(08):2352-2359.
[2]张仁蜜.智能水产养殖管理系统中的物联网关键技术研究[J].物联网技术,2020,10(02):99-100.