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地处苏南鱼米之乡的常州市金坛区水资源丰富,全区水产养殖面积达22.8万亩,主养品种有河蟹、青虾、四大家鱼等。2017年11月,金坛成为江苏省第一个全国渔业健康养殖示范县。目前,水产养殖业普遍推广机械化养殖技术,采用高密度养殖,对水质检测和控制提出了更高要求。其中,增氧机是关键设备,水中溶氧量的高低直接影响鱼类的摄食、生长和饲料利用率,甚至影响鱼类生存。同时,温度、光照和各种化学元素含量都不同程度地影响着水产物种的生长安全,缺氧、养殖水质恶化等因素均会直接诱导水产品疾病爆发甚至大批量死亡。
据了解,传统增氧一般采用人工或定时启停方式,养殖采用人工投食方式,依赖人工诊断、决策、调整来实现养殖水环境的监测与调控、饲料投喂等,存在诸多问题。定时启停和人工投食缺少智能检测,不能准确把握增氧时机和投饵量,不但造成生产成本高,不利于鱼类生长,而且过量投喂的饵料还会对养殖水体造成污染,影响水质进而导致养殖产量低等问题。
因此,从2012年开始,金坛区水产技术指导站联合东南大学、南京英埃格传感网络科技有限公司等高校、企业率先研究开发基于物联网的鱼塘生态高效养殖技术,基于智能传感、无线传感网、智能处理与控制等物联网技术,集水质环境参数在线采集、智能组网、无线传输、智能处理、远程与自动控制等功能于一体的水产养殖物联网系统。该站在金坛现代农业产业园区建立了一个200亩水域的智能渔业养殖试验基地和相应的物联网系统。但设备监控一直是个难题,准确性和可靠性达不到预计要求,而且系统后台在南京,后期维护不方便。
金坛综合能源服务中心技术人员了解到这一情况后,主动联系水产站,在现有的综合能源服务平台的基础上,建立“智能渔业”功能模块,实时监测渔塘温度、溶氧、pH值、氨氮等8个水质指标,实现鱼塘的自动增氧、喂食、水分析、预警等目标。模块能够对水质进行24小时实时监测预警,达到“先知先觉”和“科学合理安排河蟹生产”的目标。
具体操作上,该系统采用以无线传感器网络(WSN)为核心的物联网方案对养殖池塘水质进行实时监控,由传感节点(无线水质采集器)、控制节点(无线水质控制器,控制增氧泵的启停)、网关、基站、本地监控终端等部分组成。传感节点安装于鱼塘中,实时采集养殖池塘溶解氧和水温参数,网关分别采集pH值和氨氮等参数数据,控制节点则可无线控制增氧泵的启停。采集数据无线传输到处理模块后,经存储及处理后,即可根据养殖池塘水质环境参数对水质池塘环境进行自动调节。
与传统粗放型的养殖模式相比,电气化的“智能渔业”节省了渔民生产成本。该平台对增氧机实时停启,与传统的定时方式相比,降低了30%的电能消耗,并减少了相应的人工成本;实时监测水质,可准确把握投饵量,减少饲料投放量和对养殖水体的污染。同时,该平台对溶氧量和水质的预警功能,实现了科学喂食、精确控制水质,大幅减少了鱼类的死亡率,避免渔民遭受重大损失。
据统计,截至2017年底,江苏省河蟹养殖面积达400余万亩,金坛区共报装电力增氧客户8600多户,报装容量10万千瓦,年用电量4000万千瓦时,由此可见,“智能渔业”具有广阔的前景。
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