水產(chǎn)養(yǎng)殖一體化水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

　一、概述：目前國(guó)內(nèi)的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)其水質(zhì)監(jiān)測(cè)基本上仍處于人工取樣、化學(xué)分析的人工監(jiān)測(cè)階段，其耗時(shí)費(fèi)力、精確度不高，并且需要有專業(yè)人員進(jìn)行操作。我們開發(fā)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、數(shù)值輸出快而精確，并且可以實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖全過程的連續(xù)或適時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)于預(yù)防氣候造成水質(zhì)物理指標(biāo)及各水環(huán)境因子綜合的病害機(jī)理具有重要意義，可以指導(dǎo)我們的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，帶來(lái)利潤(rùn)。

　　目前各水產(chǎn)院校、水產(chǎn)研究機(jī)構(gòu)和水產(chǎn)養(yǎng)殖公司除極少數(shù)已配備了水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀以外，一般單位并沒有采用，其原因多是市場(chǎng)上的水質(zhì)監(jiān)測(cè)（分析）儀器價(jià)格昂貴，在目前人力相對(duì)廉價(jià)的情況下，一般不會(huì)采用這種監(jiān)測(cè)儀器。但是隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，整個(gè)水產(chǎn)行業(yè)在不久的將來(lái)必將發(fā)生經(jīng)營(yíng)觀念上的*轉(zhuǎn)變，也必將會(huì)逐步選擇*的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)服務(wù)于養(yǎng)殖作業(yè)流程。

二、系統(tǒng)構(gòu)成

　　本系統(tǒng)利用傳感器測(cè)量出水中相應(yīng)的環(huán)境因子（如ph值，溶解氧，溫度等），然后利用相應(yīng)參數(shù)的在線儀表讀出傳感器傳出的信號(hào)，并可將這些信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)或者模擬電流信號(hào)，傳入現(xiàn)場(chǎng)plc控制系統(tǒng)以及終端，再通過編制的軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整理和數(shù)據(jù)分析，并實(shí)施預(yù)警預(yù)報(bào)。

三、系統(tǒng)主要功能

　　系統(tǒng)目前已完成和實(shí)現(xiàn)的主要功能包括作為下位機(jī)的分析儀、現(xiàn)場(chǎng)plc控制系統(tǒng)和作為上位機(jī)的終端電腦應(yīng)用程序的一部分，能監(jiān)測(cè)多種水質(zhì)參數(shù)：水溫、水深、酸度、鹽度、含氧量等。

　　使用分析儀來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，分析儀的傳感器測(cè)得原始數(shù)據(jù)，通過信號(hào)分析獲得測(cè)量的參數(shù)值。車間里每個(gè)養(yǎng)殖池可放置一個(gè)或多個(gè)分析儀的傳感器，各分析儀之間利用485網(wǎng)絡(luò)連接，從而可將車間里各養(yǎng)殖池中水環(huán)境的多項(xiàng)參數(shù)連續(xù)不斷的采集起來(lái)。

　　終端電腦和下位機(jī)的通訊采用的是"主－從"式通訊方式，上位機(jī)通過rs232接口主動(dòng)發(fā)出命令或數(shù)據(jù)，下位機(jī)被動(dòng)響應(yīng)。

　　系統(tǒng)對(duì)養(yǎng)殖池分類，分別設(shè)定不同的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，在采集到的魚池參數(shù)超出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可進(jìn)行報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

　　終端電腦上的軟件對(duì)連接的養(yǎng)殖池水質(zhì)可進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)和手動(dòng)監(jiān)測(cè)。自動(dòng)監(jiān)測(cè)是對(duì)一組分析儀（也就是多個(gè)養(yǎng)殖池）根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔，按順序逐一進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，存入數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，進(jìn)行監(jiān)測(cè)；手動(dòng)監(jiān)測(cè)是根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔對(duì)一個(gè)分析儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

　　在系統(tǒng)中還可對(duì)各個(gè)分析儀進(jìn)行參數(shù)校正，以確保采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確有效；可修改分析儀的id號(hào)，位置信息等，方便分析儀和數(shù)據(jù)信息的管理與使用。

四、系統(tǒng)的研發(fā)前景

　　智能化多參數(shù)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)目前的開發(fā)于對(duì)水環(huán)境因子的適時(shí)監(jiān)控、預(yù)報(bào)預(yù)警方面，隨著該產(chǎn)品的深入研究與系統(tǒng)功能的不斷擴(kuò)充，將逐步實(shí)現(xiàn)：

　　1、養(yǎng)殖宏觀化

　　　宏觀的測(cè)控，對(duì)養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)的合理化具有深遠(yuǎn)意義。

　　2、養(yǎng)殖科學(xué)化

　　　這里主要指養(yǎng)殖飼料、養(yǎng)殖藥物更加合理，以節(jié)約成本，提高產(chǎn)量及品質(zhì)。

　　3、科研便利化

　　　數(shù)據(jù)記錄貫穿整個(gè)養(yǎng)殖過程。數(shù)據(jù)在為我們的生產(chǎn)提供寶貴依據(jù)的同時(shí)，也便利了我們今后研究，有助于提高研究的速度和質(zhì)量。

　　4、養(yǎng)殖信息化

　　　通過特定的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行定單養(yǎng)殖、提供技術(shù)服務(wù)，幫助養(yǎng)殖業(yè)主規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)、提高養(yǎng)殖成活率、增加效益。

　　5、養(yǎng)殖規(guī)范化

　　　通過對(duì)水質(zhì)環(huán)境的及時(shí)了解、科學(xué)分析、便于規(guī)范養(yǎng)殖規(guī)模及結(jié)構(gòu)，規(guī)范養(yǎng)殖各環(huán)節(jié)，終目的形成標(biāo)準(zhǔn)化。

　　6、養(yǎng)殖區(qū)域擴(kuò)大化

　　　智能化多參數(shù)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離監(jiān)控功能，將使深海養(yǎng)殖成為現(xiàn)

水產(chǎn)養(yǎng)殖一體化水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

養(yǎng)殖水質(zhì)的好壞，主要看以下幾個(gè)水質(zhì)指標(biāo)：pH值、溶解氧、氨氮、溫度等七個(gè)指標(biāo)。

一、水溫：明

鯉魚、鯽魚、青魚、草魚、花白鰱 23-28度

羅非魚 25-32度

虹鱒魚 10-18度 溫差不超過5度

二、溶氧：

5-8mg/L

三、PH值：

6.5-8.5

四、氨：50-200MG/L產(chǎn)生影響

五、二氧化碳：不能大于30MG/L

各類蝦對(duì)水質(zhì)及溶氧含量要求

1、 蝦類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：

水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)殖過程中為保證對(duì)蝦正常生長(zhǎng)，水質(zhì)應(yīng)達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn)：

(1)、 鹽度：前期2.0－2.5%,中期1.5-20%，后期0.5-1%。

(2)、 溶解氧保持在4 mg/L以上，不低于3mg/L，高密度精養(yǎng)后期不得低于4mg/L。

(3)、 PH值在7.8-9之間，不高于9.2。每日差別不得大于0.5。

(4)、 氨氮（NH3－N）含量在0.6mg/L以下。

2、斑節(jié)對(duì)蝦

斑節(jié)對(duì)蝦對(duì)水溫敏感，養(yǎng)殖期適宜水溫25~30℃，適宜鹽度10‰-25‰，但在實(shí)際養(yǎng)殖時(shí)，鹽度可以逐漸降至8‰，也可以升高至30‰，甚至更高，成活率都不至受到影響。PH值適宜在7.5～8.5。要求水體溶解氧5(5毫克/升)以上，不低于3。斑節(jié)對(duì)蝦潛沙性強(qiáng)，故蝦池最好是沙泥質(zhì)，水深1.2～1.5米，深一些較好，可使水質(zhì)穩(wěn)定。養(yǎng)殖過程中最好要有淡水補(bǔ)充，有條件最好配備打氧設(shè)備，這是穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的重要條件之一。

3、南美白對(duì)蝦

南美白對(duì)蝦適應(yīng)能力強(qiáng)，生長(zhǎng)水溫15～38℃，最適水溫22～35℃。對(duì)高溫的忍受極限為43.5℃。水溫18℃受影響，9℃以下時(shí)側(cè)臥。適應(yīng)鹽度0.5‰～35‰，經(jīng)馴化，也可以在淡水池塘中養(yǎng)殖。南美白對(duì)蝦對(duì)飼料的營(yíng)養(yǎng)需求低，粗蛋白含量在25～30%即可滿足(蝦飼料蛋白含量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為45%)，適宜溶解氧在5毫克/升以上，不得低于1.2毫克/升，PH值7.0～8.5，適宜活體運(yùn)輸。魚塘水呈黃綠色或茶褐色，透明度25～40cm，PH8.0左右，浮游生物、有益藻類越豐富，水質(zhì)就越穩(wěn)定，蝦苗長(zhǎng)的就越好。南美白對(duì)蝦放苗時(shí)的水溫最好是22～35℃，水溫低于22℃，成活率受影響。

在南美白對(duì)蝦的養(yǎng)殖過程中，隨著蝦體的增長(zhǎng)，對(duì)水中溶氧量的需求量也越來(lái)越大，因此在養(yǎng)殖前期視水質(zhì)狀況采取間歇性開啟增氧機(jī)。以后隨著蝦的生長(zhǎng)逐漸延長(zhǎng)開啟增氧機(jī)的時(shí)間，半精養(yǎng)池（水深1.5米以上，有增氧機(jī)）和高密度高產(chǎn)養(yǎng)殖池，到養(yǎng)殖的中后期應(yīng)保證池中溶氧量在5毫克/升以上，池塘底層溶氧量在3毫克/升以上。 在養(yǎng)殖前期，池水的透明度保持在25~40厘米，養(yǎng)殖中后期，池水的透明度應(yīng)保持在35~60厘米，若透明度小于20厘米時(shí)應(yīng)換水、加水或施放"水質(zhì)靈"調(diào)控，若透明度過大，可追施"益藻精"。

南美白對(duì)蝦水質(zhì)管理。在不良的環(huán)境中，蝦攝食量下降，生長(zhǎng)慢，同時(shí)，不良的水質(zhì)又會(huì)助長(zhǎng)各種病菌的大量繁殖。因此，在養(yǎng)殖過程中，保持各種水質(zhì)指標(biāo)的相對(duì)穩(wěn)定十分重要。如PH值在7.0-8.5之間，水色為褐色、棕色或綠色；透明度在30-40cm；溶氧在4mg/l以上。每隔15天換水一次，換水量為池水的30-50%，高溫季節(jié)，天氣驟然變化時(shí)應(yīng)加大換水量。

高密度養(yǎng)殖最重要的條件是必須將水中溶氧提高到6mg/L以上，有充足的溶氧，蝦才能長(zhǎng)好。 

4、青蝦

青蝦對(duì)溶氧很敏感，溶氧不足容易發(fā)生浮頭。要定期注入新水，一般每周兩次，使每升池水中溶氧不低于2.5毫克，并保持透明度在30厘米以上，池中水草所占面積不宜超過水面的1/4；凌晨巡塘?xí)r應(yīng)注意觀察，一旦發(fā)現(xiàn)青蝦爬上岸，應(yīng)立即注入新水。 5、日本對(duì)蝦

養(yǎng)殖期日本對(duì)蝦生長(zhǎng)的適宜溫度為２５-３０℃，溫度低于１０℃停止攝食，低于５℃死亡。生長(zhǎng)的適宜鹽度為１５‰-３５‰，低于１１‰就不能正常蛻殼而死亡。日本對(duì)蝦適宜鹽度為15～35‰，水體溶氧不低于3毫克每升，PH值7.5～8.5，飼料蛋白量要求較高(52%以上)，白天不攝食，投喂集中在夜間。

最后談一下魚蝦的缺氧反應(yīng) ： 輕度缺氧時(shí)，魚蝦出現(xiàn)煩躁，水面明顯看出魚蝦游動(dòng)的波浪，個(gè)別魚蝦頭部浮于水面，魚蝦呼吸加快；重度缺氧時(shí)，大量魚蝦會(huì)浮頭，甚至死亡。如武昌魚和白鰱在0.6mg/L時(shí)溶氧時(shí)開始大量死亡。長(zhǎng)期處于1.0-4.0 mg/L溶解氧時(shí)，魚蝦攝食基本停止，生長(zhǎng)速度極慢。這就是為什么經(jīng)常浮頭的高產(chǎn)池塘，飼料系數(shù)提高的原因。