1、概述

　　1.1背景概述

　　渔业作为一种传统产业，在近代得到了快速的发展，并在社会、经济和人们生活中显现出其重要的地位。特别是水产养殖业，最近30年里，在全球动物性食品生产中增长最快，而中国对水产养殖产品的生产贡献率最大，中国水产品养殖产量约占世界水产品养殖产量的2/3，养殖产品的质量和安全卫生水平有了较大的提高，但和先进国家相比还有很大差距。

　　水产养殖业尤其是工厂化养殖过程所用的设施条件还不够完善，机械化、自动化程度不够高，水处理设备落后，基本为流水式开放系统。近年来，鱼类赖以生存的江河湖泊和浅海等水体环境受到越来越严重的污染，致使渔业资源日趋衰退，从自然界中捕获到的名、特、优水产品的数量日益减少，另一方面，水产养殖生产经营者多以追求产量和近期经济效益为目标，养殖密度过高，加上保护养殖环境意识淡薄，养殖病害呈逐年加重之势，随之而来的是药物滥用现象较为普遍，以至于水域环境遭到不同程度的破坏，水产品质量安全得不到有效保障，同时传统养殖业中大量养殖污水的排放，又加剧了环境污染，使得发展传统养殖业与保护环境的矛盾日益突出。

　　因此，用具有占地面积小、用水量少、无污染、不收地域、环境、气候等影响的密集化工厂化集约模式代替传统的粗放型模式势在必行，实现工厂化水产养殖的关键是水产养殖远程监控。

　　我公司自主研发的水产养殖环境远程监控系统操作简单、数值输出快而精确，并且可以实现水产养殖全过程的连续或适时监测，对于预防极端气候造成极端水质物理指标及各水环境因子综合的病害机理具有重要意义，可以指导我们的水产养殖业规避风险，带来利润。

　　1.2需求分析

　　以前的鱼塘养殖户们每天都要24小时看管鱼塘，不仅要实时注意鱼塘的水温、光照、湿度等问题，更重要的是，要实刻掌握好鱼塘水的融氧值。现在，有了物联网技术的帮助，养殖户们在家中可通过电脑了解鱼塘的情况，不仅能测得具体数值，还能看到实时视频，更重要的是，可以对在鱼塘中的增氧设备实现远程操作，而不需要划船到水中央去开关增氧设备。

　　目前，该系统可以通过各类传感技术对鱼塘水体温度、PH值和融氧值等参数进行采集，通过无线传输技术将数据传至中心平台进行分析，从而控制鱼塘的增氧泵增氧，并通知管理人员进行科学管理。管理人员还可随时随地通过互联网对监视地进行视频监控，可抓拍照片或录像，也可在本地或互联网上调用任何一路的视频监控进行回放查看，通过远程操作对鱼塘进行科学管理。 

　　1.3物联网在水产养殖管理系统的应用

　　远盛农业物联网集成智能水质传感器、无线传感网、无线通信、智能管理系统和视频监控系统等专业技术，对养殖环境、水质、鱼类生长状况等进行全方位监测管理，达到省电、增产增收的目标。

2、系统组成

　　水产养殖自动化控制系统由养殖水质监测站、通讯系统平台及远程监控中心等子系统组成系统组成。

　　2.1水产养殖智能监测系统

　　采用具有自识别功能的监测传感器，对水质、水环境信息（温度、光照、余氯、PH值、溶解氧、浊度、盐度、氨氮含量等）进行实时采集，实时监测养殖环境信息，预警异常情况，及时采取措施，降低损失。

　　数据采集设备主要监测：水温、水质PH、水浊度、溶解氧等核心参数。

　　同时可检测气象参数：风速、风向、温度、湿度、大气压、降雨量。

　　2.2水产养殖视频监控系统

　　在养殖区域内设置可移动监控设备，可实现：

　　现场环境实时查看；

　　远程实时监控；

　　视频信息可回看、传输和存储，及时发现养殖过程碰到的问题，查找分析原因，确保安全生产。

　　2.3远程监控中心

　　GPRS远程接入点接收环境测控终端机汇聚的数据信息，用户可以通过手机、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。系统可以让相关领域管理人员在线查看各个监测站点的探头的采样数据，方便管理者及时了解水质的各参数值，让管理者能第一时间获得水质问题警报的消息。

　　2.4手机远程管理系统

　　手机控制是农业物联网控制系统的另一种便捷控制方式，用户预先在智能手机上下载手机APP，通过手机上的客户端，用户可以远程查看设施环境数据和设备运行情况，还可以分析数据，方便灵活管理。

　　2.5智能化控制系统

　　可实现根据养殖预设条件，自动控制换水、增氧、增温、喂料等设备的运行，满足严苛的水产养殖环境条件要求，减少不必要的损失，同时可以节省用电，降低生产成本。

　　2.6信息管理平台

利用信息管理平台可科学化、全方位的进行职能部署，有效减轻管理人员工作量，提升监管工作的及时性、准确性和有效性。

3、系统功能

　　3.1实时监测

　　温度：水产养殖厂可以根据所养殖的对象所适应的温度范围设定控制范围，计算机通过温度传感器实时将池塘内的水温读取到软件分析系统中，在超过温度设置范围时，通过报警系统报警。

　　溶解氧：水产养殖厂可以根据所养殖的对象所适应溶解氧范围设定溶氧的控制范围，计算机通过溶氧传感器采集的数据，在设定溶氧的控制范围内控制芯片自动开启关闭增氧机，合理使用配置增氧机，即节约用电，减少机械磨损，又做到以最小的投入换取最大的效率。

　　光照：根据光与溶氧的变化规律采取补光增加光照让藻类植物光合作用产生更多的氧气。

　　PH值：根据PH值的变化分析水质的恶化和有害物质如氨氮、硫化物、亚硝酸盐等的产生以及残留饵料等有机物腐烂氧化程度，通过报警系统提交水质分析报告并发送警示信息。以便及时采取各项措施。

　　盐度：根据盐的测试值，计算机控制系统在盐度设置范围内自动控制换水系统调节水质。

　　3.2无线远程监测

　　工作人员不必亲临现场就可以通过互联网、手机短信等方式可对养殖环境作监测，比如可以根据设定的时间、条件，对连接的养殖池水质可进行自动监测。

　　3.3自动报警

　　可通过软件、APP等方式报警。用户可设定某些参数指标的上限和下限。比如水池中电导率pH值动态变化过程的监测，将及时反映池水污染程度的变化，以决定池水是否更换。高于或低于这个pH值范围都会产生报警信息，并在上位机中控平台和现场控制节点显示出来，并可远程通知管理人员。

　　3.4远程控制

　　用户可以通过互联网、手机APP等方式控制终端设备，智能调控控制设备类型包括：开关类设备（如日光灯、电磁阀）、点动按钮（按钮间接控制类设备 如电机等）、行程类设备。

　　3.5软件功能

　　管理软件采用B/S架构，基于互联网的设计将管控由内部延伸到了控制中心以及世界任何角落，极大的方便了管理员的操控和管理，同时，增强了管理员的体验度和方便性。

　　主要包含以下几个功能： 

　　①环境监测：实时参数查看和环境预警。

　　②影像视频监控：进行实时的查看和操作。 

　　③数据管理：环境历史数据的查询、预警历史的查询。

　　④设备管理：管理员可对设备进行手动控制、控制方式选择、控制参数设置以及超限参数报警设置。

　　⑤环境数据报表：可将每段时间的环境参数数据进行统计，分析出该段时间环境参数的最大值、最小值以及平均值。同时，可将数据进行导出到EXCEL表以及进行打印。 

　　⑥用户信息管理：用户在平台中对自己相关信息进行修改，同时也可对用户名以及密码进行修改。

4、系统特点 

　　（1）监测功能强：多种水质参数实时监测，比如水溶氧浓度，水温等。

　　（2）监测效果好：相比手工监测，自动化监测更及时和准确。

　　（3）建设和营运成本低：由于采用移动/联通提供的无线通讯网络，只需安装好远程监测终端就可以对养殖水域作24小时不间断的自动监测；不需要布任何通讯线路。前期投资少、见效快，后期升级、维护成本低。日常费用主要是无线通讯费用。

　　（4）使用方便：灵活的数据传输与报警选择，可以传送到监测中心或家中；监控软件友好的用户界面，便于长期监测数据分析与决策。

　　远盛水产养殖自动化控制系统可充分地利用计算机及工业控制原理将水产养殖业纳入系统的科学的管理之中，及时地监控、调节水产养殖的各种环境参数，极大地减少养殖人员精力的投入，实现以较少的投入，获得较大的效益。