海水养殖智能化方案.docx

海水养殖智能化方案.docx

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海水养殖智能化方案

水产养殖智能化控制

解决方案

关于我们

青岛正茂科技有限公司，一家专注于无线环境监控系统的专业公司，总部设在美丽的海滨城市青岛。

目前公司已经获得多项国家技术发明专利和版权登记，是青岛高新技术企业，青岛物联网协会理事，山东农业大学农业科技理事协会理事之一。

我们的骄傲

自创立至今，正茂科技一直致力于为客户提供顾问式管理解决方案和服务。

现已和多家国内知名企业建立了合作伙伴联盟。

公司的Zigbee无线模块已经广泛地应用在工业无线测控通信、传感器数据采集、智能家居、物联网、智能照明、食品安全追溯、智能建筑节能、智能电网、智能抄表系统、智能交通、智能测绘仪表数据采集等领域。

公司为客户提供完善的Zigbee无线网络数据通信产品，现有无线数传模块、无线串口设备、无线数据采集模块、无线抄表模块、无线测控通信设备、远程GPRS测控通信模块等产品。

公司的发展目标是致力于无线网络系统的研发，为客户提供最佳的无线物联网解决方案。

公司文化

科技源于智慧，产品成于用心！

经营理念

诚信：

我们坚持诚信为公司的生存之本，坚持将正直、诚实、信任和负责人的态度贯穿于我们公司经营的每一个环节。

创新：

我们提倡为客户利益而用于探索的创新精神和勇于实践、行胜于言的工作作风，提倡为提高工作效率和质量在每个岗位和工作细节上的创新。

开放：

我们追求开放的工作心态，努力营造兼容并包的工作氛围，善于从同事、客户、合作伙伴的不同意见中发现自己的不足，并不断完善自己，我们最大的敌人是自满和保守。

合作：

我们弘扬团结协作的工作精神，并积极探索多种外部战略联盟合作方式，团结一切可以团结的力量，采取一切可以采取的方式合作以达到共赢共发展。

研发背景

我国是水产养殖大国，水产养殖产量占到了全世界的73％，水产养殖在改善民生，增加农民收入方面发挥了重要作用。

如何保持水环境的生态平衡，是水产养殖优质、高效的关键技术。

因此，迫切需要采用现代科技手段提高水产养殖智能监控水平，通过采用水质信息智能感知、可靠传输、智能信息处理、智能控制技术，实现对水产品养殖全过程的自动控制及科学管理，有效提高健康养殖管理水平，降低养殖风险，实现水产养殖业的可持续发展。

水质调控是实现健康养殖的关键环节，主要目的是控制水体温度、pH、DO、盐度、浊度、氨氮、COD、BOD等对水产品生长环境有重大影响的水质参数，为水产品提供最佳的生长环境。

系统简介

水产集约化智能养殖系统是面向水产养殖集约、高产、高效、生态、安全的发展需求，基于智能传感、无线传感网、通信、智能处理与智能控制等物联网技术开发的，集水质环境参数在线采集、智能组网、无线传输、智能处理、预警信息发布、决策支持、远程与自动控制等功能于一体的水产养殖物联网系统。

该系统是青岛正茂科技在智能农业应用上的重大成果。

     用户通过监控平台可以实施监测水质参数，同时监控计算机对数据进行分析处理，做出控制决策，通过无线接入点向配电箱发送控制指令。

远程监控中心通过GPRS远程接入点接收无线控制终端汇聚的数据信息，用户可以通过手机、PDA、计算机等信息终端远程查询水质信息，同时也可通过对数据进行分析处理，做出控制决策，远程控制增氧设备。

项目方向

公司以“智能化”为平台，通过公司研发的无线智能监测系统和各种传感设备相连接形成一套全面整体养殖场环境解决方案，从育苗到生长直至收获的各环节连接起来，从而通过科学的环境监测达到节省劳动力、节水节肥、节省饲料，科学种植的最佳产出方式，为社会提供健康的水产品。

真正把水产养殖发展成为高科技智能化的产业。

项目目的

让基地管理人员实时掌握养殖场环境状况及设备启停状态，实现科学精准养殖。

让基地负责人随时了解基地整体运行状态，为科学管理、提高生产效率提供依据。

让集团总部能够实时汇总各基地的环境信息和产品信息，为产品优化升级、人员管理提供决策支持，让客户第一时间了解订单进度。

项目设计

设备配置

软件设计规划

系统软件平台要求,户通过监控平台（见下图）可以实施监测水质参数，同时监控计算机对数据进行分析处理，做出控制决策，通过无线接入点向配电箱发送控制指令。

系统功能设计，主要分成七个主要部分

现场环境监测系统

按照公司产业园现场布置图，利用三维立体模型图的方式，更加直观的显示出生产环境的各项数据，以及现场设备的运行情况实时动画。

现场LED实时显示设备

数字显示屏悬挂在温室里，能用大尺寸高亮度数码管的方式醒目的显示养殖环境实时的温度、湿度、风速、风向、含氧量，同时，在出现高温、低温、含氧量低时，进行警灯闪烁报警。

现场设备运行监控

按照现场设备运行情况，可以通过软件系统人工控制设备的启停，也可以通过现场控制柜对设备进行控制，以投喂设备、网箱下潜及增氧机为例。

投喂设备的控制；根据养殖需要，通过定时控制设置，可每天多个不同的时间段启动投喂设备。

自动投喂设备可以随动“增氧机、网箱下潜设备”。

更合理的协同动作，保持养殖环境的一致性。

通过定时控制设置，可设多组投喂时间规律的选择。

网箱下潜设备的控制；根据海平面上安装的风速传感器以及海水内的水流量传感器检测到的相关风速及水流数据，系统软件可根据养殖预设值来判定是否需要升降网箱，例如：

当海浪超过预设值后，系统软件自动控制网箱升降终端设备，使其潜入深海，规避由于海浪过大而造成的不必要损失。

增氧机的控制；增氧控制器由测控终端和电控箱等构成，是实现增氧控制的关键部分，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。

当养殖环境的含氧量低于预设值时，测控终端可以根据需要配置成无线数据采集节点及无线控制节点，进而启动增氧机，使海水含氧量达到预设值，当海水中含氧量达到预设值后，系统自动给予信号，关闭增氧机。

历史生产环境数据分析

能够多种组合条件的查询各个养殖区域的历史环境数据情况，并通过各种曲线图、柱状图能够让公司技术人员更加直观的分析生产数据，同时能够让企业产品质量控制部门，进行溯源控制，如出现质量问题，找到过程中问题出现的原因，更好的指导企业主进行生产。

数据报表、绘制曲线：

记录的数据可以导出“EXECL”报表。

同时，可以生成全日全周、全月的变化趋势曲线图。

生产环境及设备异常报警系统

能够按照预设报警条件信息，在温度、含氧量、风速等各项环境信息在出现异常的情况下，通过短信、电话、E-mail、声光等多种方式进行报警。

生产指导知识库系统

按照最新的农业生产技术，结合我们基地地理环境的特性，整合出公司内部的农业专家知识库系统，根据不同作物的生产特性和要求可以自动调用相对应的最佳控制方案；使我们的控制系统成为全智能化的精准化水产养殖管理与控制系统。

项目实施理由

现代农业的发展方向与养殖现状：

智能化是现代农业发展的方向，农业物联网的迅速发展标志着中国农业从以人为主的传统农业转变为以物对物的智能自动化农业，为进一步推行物联网水产养殖打下基础。

水产养殖现状：

现代水产养殖的发展向着规模化、高度集约化、高效生态安全的方向发展，传统的养殖模式已经无法满足现代水产养殖的发展要求，因此结合现代物联网技术，研究水产养殖水质和环境关键因子立体分布规律和快速检测技术、水产养殖智能化和可视化无线传感网络监控系统、开发水产养殖环境关键因子（温度、PH值、溶解氧、氨氮、盐度等）的实时控制技术和智能化管理系统，实现水产养殖的智能化监控，对发展高效、生态、安全的现代水产养殖业，构建具有鲜明地方特色的现代水产养殖新格局，对促进社会主义新农村建设具有重要推动作用。

项目实施内容

核心技术描述：

精准化水产养殖无线监测系统可实时采集养殖区内外温度、PH值、溶解氧、氨氮、盐度等参数，以直观的图表和曲线的方式显示给管理用户，并根据水产养殖的需求提供各种声光报警信息。

当温度、风速及含氧量等相关参数指标超过设定标准时，系统自动开启或者关闭指定设备（如远程控制网箱升降、增氧机自动投喂等）。

系统利用环境数据与作物信息，指导用户进行正确的养殖管理，为实现对水产作物的健康成长和及时调整养殖、管理等措施提供及时的科学的依据，同时实现监管自动化。

项目设备组成：

环境传感器、采集器、控制器，悬挂式数字显示屏、无线短信应急报警系统，数据查询系统、数据互联网远程操作系统和PC终端组成。

环境传感器：

养殖区内可布置温度传感器、含氧量传感器、风速传感器、水位传感器、氨氮含量传感器、电导率传感器、PH值传感器。

采集器：

可采集以上传感器的所有数据并实时进行传输。

采集器采用先进的数据转存技术，环境数据循环的存储在控制器上，除可以实时监测外，只要每若干天开一次计算机，数据将自动上传到PC终端，完成数据的收集，记录间隔在1---999分钟间客任意选择。

任何一个传感器均可以被设定记录。

记录的数据可以导出EXECL报表。

同时，可以生成全日、全周、全月的变化趋势曲线图。

环境控制系统：

能对养殖区的增氧机、投喂设备、网箱等终端设备进行控制，完成养殖区的自动投喂、增氧、升降网箱及传感器故障报警等控制功能。

悬挂式数字显示器：

数字显示屏悬挂在养殖控制室内，能用大尺寸高亮度数码管的方式醒目的显示养殖区实时的温度、PH值、溶解氧、氨氮、盐度等，同时，在出现高温、低温、含氧量低时，进行警灯闪烁报警。

无线短信应急报警系统：

当养殖区任何一片区域出现高温、低温以及其他报警时，短信应急报警系统会迅速将报警短信发给养殖区管理人员等若干相关人员。

管理人员用自己手机往GPS无线短信报警系统拨打一下电话随后挂机，很快就能收到来自养殖区的短信。

其内容为当前温室的温度、PH值、溶解氧、氨氮、盐度等信息。

实现养殖区真正意义的“自动控制、无人值守、应急报警、有人干预”的控制原则。

无线手机数据查询系统：

短信报警系统还能通过手机网络，将养殖区的环境信息实时的传递到用户的手机，用户通过手机上网方式，输入用户名和密码，可以实时查看养殖区的实时环境信息和影像信息。

数据互联网远程操作系统：

用户无论是在外地还是在车上，只要电脑能上网，输入用户名和密码，就能随时随地通过互联网远程查询养殖区的各项环境参数和视频系统拍下的影像图片与现场动态画面，同时，可以生成并下载Ececl表格和曲线。

视频系统：

用户通过视频可以更清晰观察到养殖区内的环境信息状况,形成水产作物的生长环境周期作业图.

PC终端系统：

可以远程监测控制养殖内环境变化，可以上传、下载各种数据。

项目设备一览表

图片

设备名称

型号

规格及用途

无线接收主站

ZM01-USB

ZM01-232

ZM01-485

ZM01-WEB

与PC相连，接收并上传或下载数据

支持USB、232、485、WEB接口

最大视距传输距离2000米

16信道可选

胶棒或吸盘天线任选

发射功率为25dbm，平均功耗0.4W

供电电源为DC5V-24V

可以软件修改频道、波特率、发射功率

采集模块

ZM02-B03

1-4路4-20MA或0-5V数据量采集，可接气体、压力、照度、水份、温湿度等多种传感器

Z-BEE无线传输、有线485传输可切换

具备中继路由和终端设备功能

最大视距传输距离2000米

16信道可选，65535个网络ID可任设

胶棒或吸盘天线任选

发射功率为25dbm，平均功耗0.7W

供电电源为DC5V-24V或AC220V

工业级环境应用设备

控制模块

GPRS中继模块

ZM03-02

4路控制输出

输出电压5-24V可选

Z-BEE无线组网传输

最大视距传输距离2000米

驱动能力100MA，可驱动小型继电器

定时主动上报，及支持指令握手信号

供电电源为DC12V-24V或AC220V

工业级环境应用设备

ZM05-02

Z-BEE+GPRS无线传输，节省流量

双天线，Z-BEE天线采集模块数据，GPRS天线打包远传数据。

平均功耗0.7W

供电电源为DC5V-24V或AC220V

工业级环境应用设备

短信报警器

ZM07-01

使用方便、灵活、可靠

支持GSM网络

符合ETSIGSMPhase2+标准

数据终端永远在线，支持短信发送

空气温湿度传感器

土壤水分传感器

土壤温度传感器

二氧化碳传感器

轻型百叶箱

PH值传感器

盐分传感器

光照传感器

风速传感器

风向传感器

雨雪传感器

液位传感器

ZM08-04

测量量程：

环境温度：

-40℃～80℃

测量精度：

环境温度：

±0.5℃

工作电压：

5V～24V DC

环境湿度：

0～100%RH

测量精度：

环境湿度：

±2RH

工作电压：

5V～24V DC

测量单位：

%（m3/m3）

测量量程：

0～100%

工作温度：

-30℃～70℃

稳定时间：

通电后1秒

响应时间：

＜1秒

测量区域：

以中央探针为中心的直径为7cm、高为7cm的圆柱体

供电电压：

12～24VDC

土壤温度范围:

-30℃～70℃（对应信号输出4-20mA）

反应时间:

1s

环境温度：

-20～80°C

精度：

±0.2℃

信号输出:

4-20mA

采用红外传感器，10年以上工作寿命；

量程：

0～5000ppm

测量精度：

±5%

壳体材料：

铝合金隔爆外壳；

隔爆等级：

ExdIICT6；

防护等级：

IP65；

工作电压:

   24VDC

10层（7层空心，3层实心），带折弯板

测量范围：

0～14ph

温度范围：

0～110℃

电导率测量范围：

0-15.00mS/cm

电压与电导相关性（线性度）：

≥90%

电导率分辨率：

0.01mS/cm

最高精度：

±2%（0-8mS/cm范围内）

复测误差：

<1%

光线范围:

 0～200KLUX  

.反应时间:

 1/秒

.环境温度：

-20～60°C

.精    度：

±5%

.重    量：

210g

.供电电压：

5V～24V DC

量程：

0-30m/s0-60m/s

启动风力：

0.4~0.8m/s

供电电压：

DC5~24VDC12~24V

使用环境：

－20℃～＋50℃湿度35％～85％非凝结

量程：

16个风向或8方向（0—360度）

启动风力：

≥0.8m/s

供电电压：

DC12V～24V

使用环境：

－20℃～＋55℃湿度35％～85％非凝结

供电电压：

DC6-24V（常规）

输出信号：

5VTTL电平6-24V电压电平（根据输入电压而定）

输出信号：

4-20MA

太阳能供电系统

ZM09-01

*太阳能电池板供电

*5路采集数据：

可采集环境温度、湿度，土壤水份，光照强度，CO2浓度

*4路控制输出：

可接外围电路，控制4路终端执行设备的启停

现场数字显示屏

ZM07-02

显示实时监测数据

放置在棚内各个位置,形象直观的显示当前棚内环境情况。

组合显示信息：

空气温度、空气湿度、光照强度、CO2浓度

传感器另配

网络摄像系统

海康威视DS-2CD892P-IR3

实时监控

1/3"SONYCCD540线30-40米红外枪型网络摄像机

无线AP

接收发射无线信号