水产养殖水质自动监测系统方案.docx

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水产养殖水质自动监测系统方案

水产养殖水质自动监测系统

Thewaterqualityautomaticmonitoringsystemusedinaquaculture

分析、概述

AnalysisandOverview

就水产养殖现状进行分析，并提出解决方案

Tocarryonananalysisoftheaquaculturalsituationandtoproposesolutions

现状分析

StatusAnalysis

水质监测是保证健康养殖的关键环节，其目的是监测养殖水体温度、DO（溶解氧）、pH、深度、电导率（盐度）、浊度、叶绿素、氨氮等对水产品生长有重大影响的水质参数，根据需要进行水质调节，为水产品提供最佳的生长环境。

目前大多数的水产养殖业基本上仍采用人工取样、化学分析的监测方式，耗时费力、精度不高、即时性差，并且需要专业人员进行操作。

一些企业配备了便携式水质监测仪或水质在线监测仪，但由于技术和产品不过关，价格昂贵且维护成本高。

随着集约化、工厂化养殖模式的推广，目前水产养殖业迫切需要高精度、高稳定性和可靠性、低成本、适合水产养殖模式水质监测设备和远程无线水质自动监测系统。

Waterqualitymonitoringisthekeylinktoensurehealthyaquaculture.Itisintendedformonitoringthewaterqualityparametersincludingaquaticwatertemperature,DO,PH,depth,conductivity（salinity）,turbidity,chlorophyll,ammonianitrogenandsoon,whichhaveanimportantinfluenceonthegrowthofaquaticproducts,takingwaterqualityregulationasneededandprovidingthebestgrowingenvironmentfortheaquaticproducts.Untilnow,mostoftheaquacultureindustriesarebasicallystillusingthemonitoringwaysofmanualsamplingandchemicalanalysis,whichistime-consumingandlaboursome,lackofaccuracy,badinimmediacyandalsorequireforprofessionalstooperateit.Somecompaniesareequippedwithportablewaterqualitymonitororonlinemonitor,butduetounqualifiedtechniquesandproducts,it’sexpensiveandcoststoomuchtomaintain.Withthepromotionofintensiveandfactoryaquaculturemodel,theaquacultureindustrycriesforwaterqualitymonitoringequipmentandlong-distanceandwirelesswaterqualityautomaticmonitoringsystem,whicharehighinaccuracy,stabilityandreliability,lowincost,andsuitableforaquaculturesystem.

系统架构拓扑图

Thetopologicalgraphofsystemarchitecture

远程无线水质自动监测系统主要由智能水质传感器、数据采集器（无线传感网）、网关/控制器、软件系统、视频监控和监控中心组成。

Thelong-distanceandwirelesswaterqualityautomaticmonitoringsystemiscomposedprimarilyofintelligentwaterqualitysensor,dataacquisitionunit（wirelesssensornetwork）,gateway/controller,softwaresystem,videosurveillanceandsurveillancecenter.

系统结构拓扑图见右图所示

Thetopologicalgraphofsystemarchitectureisshowninthepictureontheright

方案实施概述

Theoverviewofprogramimplementation

引入先进的智能物联网概念,促进水产养殖信息化发展

BringinadvancedinternetofThingsconcepttopromotetheinformationdevelopmentofaquaculture

监测指标

Monitoringindex

注：

方案标准部分参考中国水产养殖水质标准，可根据不同的国家、行业、地方等标准做更改

Note:

TheprogramstandardpartisreferringtoChineseaquaculturewaterqualitystandard,andit’ssubjecttothestandardsofdifferentnations,industriesandareas.

监测指标

MonitoringIndex

说明

Explanation

溶解氧（DO）

DO

氧是水产生物的生命元素。

长期缺氧，水产动物生长减慢；严重缺氧，鱼虾会浮头，而且水产H2S、NH3、NO2等得不到氧化分解，毒性增大。

保持足够溶氧可分解转化有毒物质。

水中溶解氧最低应保持在3mg/L,一般应保持在5-8mg/L之间。

溶氧过高会导致鱼类患气泡病。

O2isthebiologicalelementtoaquaticorganisms.Inlong-termhypoxiaenvironment,theaquaticorganismswillgrowslower.Inseverehypoxiaenvironment,thefishandshrimpswillbefloatinghead,andH2S、NH3、NO2willturnmoretoxicwithoutoxidativedecomposition.KeepingenoughDOcouldbeusefulfordecompositionandtransformationoftoxicsubstances.DOinthewatershouldreachaminimumof3mg/Landbekept5-8mg/L.ToomuchDOwillleadtogasdiseaseoffishes.

PH值

PH

重要PH数据：

对虾育苗：

8.5；河蟹育苗：

8.0-8.5；淡水养殖：

6.5-9.0；海水养殖：

7.5-8.5；

PH值超过8.5，水中氨的毒性增大，硫化氢毒性减小。

PH值超过9.5大多数水产动物不能存活。

PH值低于6，水产的氨无毒性，但硫化氢毒性增大。

鱼虾在PH低于6.5时易缺氧浮头。

PH值低于5时，对水产动物有严重危险。

ImportantPHdata:

Prawnseedlings:

8.5;Rivercrabseedlings:

8.0-8.5;Freshwateraquaculture:

6.5-9.0;Seaaquaculture:

7.5-8.5;IfPHishigherthan8.5,thetoxicityofammoniawillbeincreased,andhydrothionwillbedecreased.IfPHishigherthan9.5,mostoftheaquaticanimalscannotliveanymore.IfPHislowerthan6,theaquaticammoniawillbenontoxic,butthetoxicityofhydrothionwillbeincreased.Thefishandshrimpsaresusceptibletohypoxiatobefloatinghead.IfPHislowerthan5,itwillbeseverelydangeroustotheaquaticanimals.

氨氮（NH3）

NH3

非离子氨（NH3）是水产动物的头号隐形杀手。

养殖生产中应将氨氮的浓度控制在0.015ppm以下，高于0.02ppm会引进死亡。

河蟹、对虾育苗水质应控制在0.01ppm以下，超过0.01ppm将引起死亡。

PH影响氨的毒性，PH低于7时氨几乎无毒，高于8.5时毒性剧增。

NH3istheNO.1hiddenkillertotheaquaticanimals.Inthecourseofproductionoffarming,theconcentrationofNH3shouldbecontrolledlowerthan0.015ppm.Ifhigherthan0.02ppm,itwillcausedeath.Forseedlingwaterofrivercrabandprawn,itshouldbecontrolledlowerthan0.01ppm,orwillcausedeath.PHisinfluentialtothetoxicityofammonia.IfPHislowerthan7,theammoniaisnearlynontoxic.IfPHishigherthan8.5,thetoxicityofammoniawillberapidlyincreased.

亚硝酸盐（NO2-）

NO2

亚硝酸盐是水产动物致病的根源。

养殖水质中的亚硝酸盐氮应控制在0.2pp以下，在0.5ppm时会引起死亡或患病。

高于0.8ppm会引起大批死亡。

河蟹,对虾育苗水质的亚硝酸盐氮应控制在0.1ppm以下.0.3ppm时轻度死亡,超过0.5ppm将引起大量死亡

NO2istherootoftheaquaticanimals’diseases.Thenitritenitrogeninthefarmingwatershouldbecontrolledunder0.2ppm.Ifgoesupto0.5ppm,itwillcausedeathordisease.Ifhigherthan0.8ppm,itwillcausecatastrophicdeath.Forseedlingwaterofrivercrabandprawn,itshouldbecontrolledlowerthan0.1ppm.Ifgoesupto0.3ppm,itwillcausemilddeath.Ifhigherthan0.5ppm,itwillcausemassivedeath.

余氯（Cl）

养殖池塘中的全余氯主要来自所使用的含氯消毒剂。

余氯对鱼虾、藻相、菌相平衡均有严惩的影响。

因此不要滥用消毒剂。

养殖水质中余氯应保持在0.02ppm以下。

高于0.02ppmr的余氯可对鱼虾粘膜产生强烈的腐蚀作用：

超过0.1ppm会使鱼虾致死。

TheClintheaquaculturepondismostlycomingfromchlorine-containingdisinfectant.Clhasseverelybadinfluencetothebalancebetweenfishandshrimps,algalfaciesandbacteriaphase.Sothedisinfectantshouldnotbeusedindiscriminately.TheClinthefarmingwatershouldbecontrolledlowerthan0.02ppm.Ifhigherthan0.02ppm,itwillhavestrongcorrosioneffectonthemucosaoffishandshrimps.Ifhigherthan0.1ppm,itwillcausedeath.

硫化氢（H2S）

养殖水质应控制在0.1ppm以下，0.5ppm时会引起死亡或患病。

高于0.8ppm会引起大批死亡。

河蟹、对虾育苗水质应控制在0.05ppm以下，0.3ppm时轻度死亡：

超过0.5ppm将引起大量死亡。

TheH2Sinthefarmingwatershouldbecontrolledlowerthan0.1ppm.Ifgoesupto0.5ppm,itwillcausedeathordisease.Ifhigherthan0.8ppm,itwillcausemassivedeath.Forseedlingwaterofrivercrabandprawn,itshouldbecontrolledlowerthan0.05ppm.Ifgoesupto0.3ppm,itwillcausemilddeath.Ifhigherthan0.5ppm,itwillcausemassivedeath.

溶解有机物（ORP）

溶解有机气体压力高会导致鱼类患致命的气泡病，即所谓栓塞。

Thehighdissolvedorganicairpressurewillcausegasdiseaseoffishes,whichisthesocalledembolism.

温度

Temperature

水温也是渔业水质的控制指标。

氯素等会引起水温变化

Thewatertemperatureisalsoacontrollingindexforfisherywater.FactorslikeChlorinewillleadtochangesinwatertemperature.

✓6路带隔离的RS-232接口，波特率范围：

1200-115200，支持Modbus协议，已内置多种仪表协议

6isolatedRS-232interface,Baudraterange:

1200-115200,supportiveforModbusprotocol,built-inavarietyofinstrumentprotocol

✓1路带隔离的RS-485接口，波特率范围：

1200-115200，支持Modbus协议，已内置多种仪表协议

1isolatedRS-485interface,baudraterange:

1200-115200,supportiveforModbusprotocol,built-inavarietyofinstrumentprotocol

✓8路模拟量输入通道，16位分辨率，支持4-20mA电流信号，0-5V电压信号，可配置为输入4路4-20mA差分电流信号，或者4路0-5V差分电压信号

8analoginputchannels,16bitresolution,supportivefor4-20mAcurrentsignal,0-5Vvoltagesignal,canbeconfiguredtoinput44-20mAdifferentialcurrentsignal,or40-5Vdifferentialcurrentsignal

✓8路带隔离的开关量输入通道，输入电压范围：

0-5VDC，可接受最高30VDC的电压输入

8isolateddigitalinputchannel,inputvoltagerange:

0-5VDC,30VDCisacceptableasthehighestinputvoltage

✓2路继电器输出，负载能力为24VDC/1A

2relayoutput,loadpoweris24VDA/1A

✓内置以太网接口

Built-inEthernetinterface

✓内置GPRS通信模块（可选配CDMA）

Built-inGPRScommunicationmodule（OptionalCDMA）

✓320X240点阵的LCD，配16个触摸按键的薄膜键盘

320X240dotmatrixLCD,equippedwithmembranekeyboardwith16touchkeys

✓内置存储器可以保存一年的历史数据，掉电不丢失

Theinternalmemorycansavehistoricaldataforoneyear,withoutlosingwhenlostpower.

✓内置可充电锂电池，保证断电情况下最少正常运行6小时

Theinternalrechargeablelithiumbatterycanrunnormallyforatleast6hoursunderthesituationofinterruptionofpowersupply

✓选用工业级的部件，高可靠性、高稳定性

Selecttheindustry-gradecomponents,whichishighinreliabilityandstability

✓设备代码（固件）可以远程升级

Thedevicecode（firmware）canberemoteupgraded

✓支持断电续传，支持多个中心

Supportiveforcontinuetransferringfrombreakpointandmultiplecenter

仪器设备

Instrumentandequipment

国际知名品牌

InternationalBrand

QH-2000J数据采集仪传输仪

QH-2000Jdataacquisitionandtransmissioninstrument

网关/控制器

Gateway/Controller

网关/控制器由RTU8400测控终端和电控箱等组成，是实现水质调节（主要是增氧控制）的执行设备，它可以驱动叶轮式、水车式或微孔曝气空压机等多种增氧设备。

此外测控终端兼具网关功能，可以根据需要配置成无线数据采集节点及无线控制节点。

Gateway/ControlleriscomposedofRTU8400controllingterminalandelectriccontrolpanel.It’stheactuatingequipmenttoachievewaterqualityadjustment（tocontrolOxygenationprimarily）anditcandrivetheoxygenationequipmentslikeimpellertype,waterwheeltypeormicroporousaerationaircompressor.Furthermorethecontrollingterminalcouldalsobeusedasgateway.Itcanbeconfiguredintowirelessdatacollectionnodeorwirelesscontrollingnodeasneeded.

视频监控

Videomonitoring

根据用户需求和现场条件，可以安装有线视频系统或无线视频系统，对养殖场环境进行实时监控。

应用无线视频系统，用户使用手机或PC远程登录到G3视频监控终端，可以收看摄像机相应区域的实时视频画面。

Accordingtotheusers’requirementsandsitecondition,wecaninstallcableorwirelessvideosystemtoimplementreal-timemonitoringoffarmenvironment.Throughwirelessvideosystem,userscanusecellphoneorPCtologonG3videomonitoringterminalindistanceandwatchthereal-timevideopicturesofthecameracorrespondingarea.

监控中心

Monitoringcenter

根据企业管理需求，建立监控中心。

监控中心由服务器、多业务综合光端机、大屏幕显示系统、UPS及配套网络设备组成，是整个系统的核心

Accordingtothemanagementrequirementofenterprises,wecansetupmonitoringcenter.Itiscomposedofserver,multi-serviceintegratedoptionaltransceiver,largescreendisplaysystem,UPSandmatchednetworkequipment.Itisthecoreofthewholesystem.

现场、管理、集团内部预警管理系统

Scene,management,insideforewarningmanagementsystem

信息管理Informationmanag