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水产养殖自动化范文1
摘要：本文分析了现阶段水产养殖行业信息化关键技术的发展现状，并对其未来发展趋势进行了分析。
关键词：水产养殖；信息化；关键技术；现状；发展趋势
现阶段，水产养殖信息化的关键技术主要表现为水产养殖业的信息获取技术。信息获取技术是信息化应用的基础，根据获取信息的尺度和获取信息的属性，水产养殖的信息获取技术可分为知识挖掘技术，传感网络技术和遥感技术三个方面。
1水产养殖的信息获取技术
1.1知识挖掘技术
众所周知，我们可以通过多种方式获取信息，比如查阅文献、参考养殖日志、问卷调查等等。当人们通过这些方式获取到信息后，就会进行信息录入，再经过知识挖掘这项技术，转换成计算机的应用和它的自动识别。在水产养殖业中，此项技术应用研究较早，现阶段在水产养殖信息化技术领域应用成熟。
1.2传感网络技术
可以应用水产养殖传感网络技术的对象主要有以下两种类型：第一种是鱼类和它们的行为参数辨别，这种传感技术使用的传感器主要以鱼的种类以及鱼类的其他相关特征作为基础；第二种是水环境的参数，应用于这种类型的水产养殖业传感器是一种水质传感器，其主要特性是化学特性。
1.3遥感技术
同参数信息获取的技术相比较，应用水产养殖信息化的遥感技术可以获取的水质参数非常有限，但是此项技术却能实现区域的信息采集，通过结合该地区的地理信息，实现多种信息的获取。遥感技术能对水产养殖实时信息进行合理的预处理，为未来多种更加先进技术在水产养殖领域的应用打下了坚实的基础。
2水产养殖信息化关键技术的发展趋势
水产养殖业发展信息化技术现阶段已经成为了现代化渔业的重要支撑和重要内涵，信息化技术的应用作为设施养殖的前提，也为其他信息化技术的作用提供了有效载体。水产养殖信息化关键技术具有广阔的发展前景。
2.1信息获取的方式
水产养殖业的信息获取方式逐渐由人工获取发展到自动化获取，能最大限度的避免人工获取的缺点。水产养殖业的环境参数变化具有多元性和周期性，发展信息建模的方法和参数处理的能力非常有必要。与此同时，发展传感技术也对智能化、集成化获取信息的程度不断提高。
2.2信息化技术应用
信息化技术应用主要是指信息获取的精度、广度以及质量和范围的不断提升。随着各项技术在水产养殖行业的应用越来越成熟，它们的不断发展也同水产养殖特性越来越紧密结合，信息化技术的应用起到了提升水产养殖业基础数据的整体水平，并且保证了水产养殖业数据来源的可靠性和可信度。
2.3信息处理方法
未来信息处理方法将向着智能化以及多元化和模型化的方向发展。数据挖掘和人工智能等计算机技术的应用，相对于信息处理中传统的方法更加高效，准确率更高，并且解决了水产养殖业的多种复杂问题。在此基础上，构建多种模型，使其更加多元化。
2.4养殖管理决策的改变
水产养殖信息化关键技术的发展使养殖管理的决策向着精细化和科学化的方向发展。信息化的发展更好地实现了现代科学与农业生产的紧密结合，使水产养殖改变传统生产方式，向精细化的养殖系统发展，改变了传统的控制方法，向着现代模型控制方法开始转变，从而使管理更加高效。
2.5信息化思维及技术的应用
信息化思维及技术的应用在水产养殖业中越来越重要，伴随着信息化的手段不断深入，信息化的本质和它的规律也越来越明显。注重信息化思维以及技术的应用，促进了高新技术和养殖流程的结合，使它们的关系更加紧密，并且不断地提高了科技转化能力和应用水平。顺应时代的发展和进步，为了使水产养殖业得到更好的发展，将信息化技术应用到水产养殖业是当前水产养殖者以及相关管理部门的首要任务。现阶段，部分水产养殖信息化的关键技术已经相对成熟，但还有一些技术不够完善，笔者认为，在以后的研究和发展中，应强化关键技术，使信息化高新技术与水产养殖紧密结合，共同优化。
参考文献
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[3]李亮斌，等.基于无线传感器网络的水产养殖水质重金属监测组网系统设计[C].“农业电气化与信息化工程与学科创新发展”学术年会论文集.2014.
水产养殖自动化范文2
1我国水产生态养殖存在的问题
1.1生产较为分散
在当下的水产生态养殖行业中，仍主要采用以家庭为单位的分散经营方式。这主要是因为整个市场的竞争不是很激烈，并且机械化程度较低，所以我国对于水产生态养殖行业没有进行有效的集中管理，这就严重阻碍了水产生态养殖行业的发展，对于生产者来说也是一种变相的利益受损。
1.2水资源环境恶化
随着经济的发展，对于环境的污染越来越严重。目前我国的水资源正在受到不断的污染，所以在水产生态养殖方面合适的环境越来越少，对于水产生态养殖行业的发展造成了阻碍。在水产生态养殖业的发展过程中，由于发展观念落后，大多数养殖者仍采用粗放的方式进行生产，对于水资源的利用率不高，并且导致水资源质量下降，需要大家在生产过程中加强注意。
1.3养殖人员素质不高
在水产生态养殖过程中，很多养殖人员对于行业的认识不深，自身的水产养殖专业素质不高。在水产养殖过程中，无法进行综合的考量和科学的养殖，这就导致水资源浪费和污染严重，水产养殖效率也得不到应有的提升，在某种程度上阻碍了水产生态养殖行业的发展。
1.4基础设施和资金不足
在目前我国的水产生态养殖行业中，相关的设施比较陈旧和落后，养殖者在生产过程中遇到了很多困难，生产效率比较低下。并且大多数养殖者没有足够的资金支持生产，对于现代化生产设备的引进没有足够的能力，限制了水产生态养殖行业的发展。
2水产生态养殖与新养殖模式发展战略
2.1加强管理，进行集中生产
相关部门应本着水产生态养殖的原则，完善养殖许可证制度和用水制度，实行统一管理。对养殖水域的养殖能力进行评估，以便能将评估结论与相应的养殖类型、方法、密度等关键信息结合起来，避免养殖户随心所欲地增加养殖密度，促进水产养殖业可持续发展。推进水产生态养殖机械化发展，提升水产生态养殖的生产效率，并且将水产生态养殖行业进行集中管理，避免浪费水资源和生产力，让水产生态养殖行业实现更好的发展。
2.2保护水资源环境，实现可持续发展
针对水资源环境恶化现象，水产生态养殖行业需要实施有机水产养殖，制定合理的规划，有效保护生态环境。创造一个良好的养殖环境，减少生产垃圾对环境的影响，要着眼于市场需求及生态养殖目的，结合水体的生物承载力，在不同养殖区域进行合理开发，制定长远发展规划［1］。在养殖过程中，一定要重视进行规模化养殖，构建一个完善的体系，形成一个完整的循环，以实现水产生态养殖行业可持续发展。
2.3提升养殖人员的素质
在水产生态养殖过程中，对于养殖人员应提高要求，养殖人员一定要具备相关的证件，相关部门要定期对水产生态养殖人员进行职业技能培训，提高他们的专业能力，并且要进行相关的考核，剔除那些专业素养不够的养殖人员，实现水产生态养殖行业可持续发展。
2.4加强基础设施建设
水产生态养殖行业应积极采用新养殖模式，学习新的养殖方法，实现观念和技术的更新，提高水产生态养殖行业的整体生产水平。同时，加强基础设施建设，对水产养殖基础设施进行检查，建立健全水产生态养殖规划，获取科学的水产养殖业发展建议，推进水产养殖自动化、机械化发展，为提高整体生产水平和保证食品安全做出贡献。
2.5加大资金和科技投入
就水产生态养殖而言，离不开科技和资金的支撑。所以，我国必须建立完善的、长期的科技和资金投入机制，促进水产养殖业科学发展。水产养殖会对环境造成严重破坏，加剧水产养殖与资源、环境的矛盾，在这种情况下，要利用科学的设备和技术对环境进行保护，推动水产生态养殖科学发展。这就需要有关部门要加大资金投入力度，为水产生态养殖提供充足的资金支持和保障，从而积极引进先进的水产养殖设备和技术，提高水产养殖水平［2］。
水产养殖自动化范文3
关键词：物联网 移动Agent 数据挖掘 网络负载
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）05-0073-02
1 引言
我国的水产养殖业近些年发生了巨大变化，其养殖模式不再是传统的人工巡守、人工投饵及检测方式，而是出现了不同程度的自动化，可以实现自动控制以及数字化监控。[1]将物联网应用于水产养殖，具有低成本、数据采集范围广等特点。采用自组织的物联网，其特点是节点可移动，无需铺设线路，容易维护，组网成本低，非常适合于自动化水产养殖监测系统。[2]将移动Agent技术引入物联网系统，可以通过电脑或手机对养殖池水的温度、pH值、溶氧量、电导率及氨氮等环境因素做出实时、动态的调整。同时，还能够从根据这些因素分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，为水产养殖增产增收提供科学的依据。
2 系统模型总体设计
系统模型由数据采集层和监控层构成（图1）。
数据采集层分为定点数据采集模块和不定点数据采集模块。每个模块内部由一个现场监控节点控制，每个模块中的传感器节点主要包含温度传感器、pH值传感器、溶氧量传感器、电导率传感器和氨氮传感器等。传感器节点将采集到的环境信息数据送到现场监控节点进行分类汇总。最后，由移动Agent完成各采集模块的选择、传感信息收集和数据融合等任务。
控制层由控制系统和监控中心构成。它负责将移动Agent传送的信息进行整合。监控中心向用户反馈信息，包括水产品的生长状态、环境因素对水产品的影响以及数据挖掘结果显示等内容。依据这些信息，监控中心对控制系统发出指令，指挥各控制子系统主要包括增氧泵控制，自动给排水控制，光照控制，温度控制系统的工作，从而实现对养殖环境控制的功能。
3 移动Agent中的数据挖掘
3.1 传感器数据的特点
传感器的数据与互联网的数据不同，有自己的特色。[3]
第一、传感器的数据总是大规模的、分布式的、时间相关的和位置相关的。同时，数据的来源是各异的，节点的资源是有限的。大量的传感器数据储存在不同的节点。通过集中式的管理很难让挖掘到分布式数据。
第二、传感器数据很庞大需要实时处理。如果采用集中式管理，中心节点的要求非常高。中心节点的能量消耗也非常大。
第三、节点的资源是有限的。将数据放在中心节点的策略没有优化昂贵资源传输。在大多数情况下，中心节点不需要所有的数据。
3.2 分布式移动Agent数据挖掘
根据无线传感器的数据特点，提出分布式移动Agent数据挖掘模式。
首先从传感器中收集到的数据信息进行实时聚类[4]，划分出正常行为库和异常行为库，再对划分出的正常行为库进行关联模式挖掘[5]，从中提炼出传感器数据模式，进而构建成模式库，利用其对控制系统实时控制，进而提供给应用，提高决策和控制的智能化。
分布式移动Agent数据挖掘工作原理如图所示（图2），左边是监控中心，右边是现场监控节点。传感器节点任意的分布在某一监测区域内，节点以自组织的形式构成网络，将数据传送到现场监控节点。现场监控节点对数据进行预处理，存入本地规则数据库。同时还通过通信Agent把处理过的数据传送到监控中心节点，以便进行综合的分析。而本地规则数据库也能收到中心监控节点的一些更新信息。现场监控节点根据本地规则库的规则形成控制信息，实时对设备进行控制。监控中心节点负责对数据收集与分析，并显示结果，实现智能化的决策。
这种体系结构的优点是，现场监控节点把收集到的原始数据，通过数据过滤、数据抽象和压缩进行预处理。现场监控节点把处理过的数据，发送给监控中心节点，将较大的负载的数据集中到监控中心节点处理，而本地数据就近处理，避免了内部网络中繁重的数据交流。
3.3 分布式移动Agent数据挖掘的性能特点
移动Agent数据挖掘方法与传统的统计方法相比，优势在于它能从数据中发现人们未知的知识和规律，并且具有分析过程自动、快速等优点。
（1）减少了手工分析和编码的需要，提高了流量收集的精确性。数据挖掘方法可以从大量数据中挖掘出不易被明显看出的重要特征和规则，能分析大量数据并提取对网络行为的最具概括性的描述，使得构造出的特征能够更加精确。
（2）适应数据量增大的趋势。在传感器数据收集中，收集到的数据越多，分析结果就越准确。
（3）具有较强的可扩展性。同样的数据挖掘工具能用于多个数据源，具有较强的可扩展性。
4 结语
根据水产养殖传感器数据的特点，本文结合移动Agent技术与物联网技术，构建了基于移动Agent技术的水产养殖物联网系统模型。把数据挖掘下放到移动Agent中，在很大程度上减少了数量庞大的传感器节点发送数据时造成的通信阻碍与能源消耗。
物联网数据有很多特征，例如分布式存储，大量时间相关和地点相关数据以及有限节点资源等。这些都使物联网数据挖掘成为一项极具挑战性的任务。下一步，将深入研究数据挖掘的诸多方面，进一步提高数据挖掘算法的效率。
参考文献
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水产养殖自动化范文4
【关键词】农业物联网；无线传感网络；水产养殖监测
0 引言
精准农业是21世纪世界农业主要发展方向。在欧洲农业发达国家，如美国、加拿大等，精准农业已经发展成为了一种新的产业，成为农业可持续发展的重要途径。
信阳地处秦岭淮河一线，降水丰富，因而水产养殖业在信阳的发展也相当的迅速，但长期以来，由于技术、管理水平落后，导致水产养殖风险大，产量低。水质是水产品生长的关键性限制因素，水位、水温、溶解氧、pH、浊度等水体环境是水产养殖的基础和保证，对于渔业发展具有关键性的作用。如能根据监测水体环境信息，实时补放水、水温加热、增氧，使水体环境保持水产品最适宜生长状态，可大幅度提高产量和效率。
农业物联网监测系统为水体环境获取提供了一个崭新的思路。本文根据信阳市水产养殖的管理现状，提出了利用物联网无线传感器网络系统对水产养殖信息采集方面开展研究工作。无线传感器网络应用于养殖场水质数据参数监测，是智能监控系统的开发设计的一种表现形式，主要为了满足水产养殖高效、环保以及安全的现实要求础进行设计的，属于一种非常高效的系统。
1 物联网概述
物联网的概念最早是MIT Auto-ID Center在1999年提出的，顾名思义，物联网就是能够实现物与物相连的网络，即把所有物品通过互联网、射频识别等信息传感设备连接起来，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。
在我国，对于物联网所探讨问题的深度以及所投入的研究力量方面而言，仍然比国外发达国家落后。其中，基于无线传感网的水产养殖水质数据的采集与处理系统的构建工作，仍然停留在起步研究阶段。
信阳对水质数据的检测，目前有种携带式水质检测设备，来测试水质的各项指标，但是这种方法监测效率低，不能实时动态的掌握水质变化情况[1]。现在也存在直接现场布线数据传输的水质监控系统，但是这种方法大范围测量时存在费用高、布线难、不易维护等缺点。
2 水产养殖监测系统设计
该系统主要由低功耗无线传感网络节点通过ZigBee自组网方式构成，实现水体环境的连续在线监测，从而满足精准农业作业对水体信息精确度、实时性等要求[2]。
2.1 基于ZigBee技术的无线传感器网络监测系统整体框架
数据获取网络单元由远程控制中心和现场数据采集中心两部分组成，现场数据采集中心能够接收从网线传感器网络的汇聚节点传过来的信息，对这些数据进行处理，通过GSM模块把信息传到远程控制中心。而远程监控中心主要是接收从现场监控中心传过来的数据，并为整个网络提供数据库支持和网络服务，最后得到我们监测到的数据。无线网络选择星型网络连接拓扑；远程数据传输采用Internet实现，采用嵌入式Internet接入技术实现无线网络与Internet网络通信[3]；以水位、水温等参数采集为模型完成监测区域内环境参数采集，具体设计方案如图1所示。
无线传感器节点可以分为三部分组成：数据获取网络单元、传感器网络单元和控制管理单元。它是一个个节点通过一定的协议自组织的、分布式的无线网络。主要由集成传感器、数据处理单元和通信模块节点组成。它的工作模式是：各节点把采集到的数据信息传给汇聚节点，汇聚节点再将采集来的数据通过优化后经无线网络传输给远程数据控制中心。
控制管理单元，它是由各种硬件设备组成的。它是受现场监控中心的信号驱动来工作的。目的就是能够精确控制养殖池塘中各种水质参数，是系统闭环控制的执行单元。
图1 无线传感器检测系统整体框架
2.2 ZigBee无线传感器节点设计
考虑到养殖场的实际情况，及网络设置的特点，本无线网络传感器节点包括：感知数据信息的传感器模块，对数据进行加工优化处理的数据处理模块、负责远程通讯的无线通讯模块及网络供电的电源模块。如下图2。传感器又包括温度传感器、PH值传感器和溶氧传感器等。数据处理模块：处理器模块采用TI公司的CC243O芯片，这种芯片的最大特点是高性能、低功耗，具有极高的敏感度和抗干扰能力，且支持数字化信号。
图2 ZigBee传感器节点结构
无线通讯模块主要有微控制器和GPRS模块组成。微控制器采用ST公司生产的STM32 F103VET6，GPRS模块采用的是ZTG201。无线传感器网络如果与网络进行相连必须通过GSM模块，通过GSM模块与网络相连。
电源模块为其他的模块提供必要的能量支持，为了使传感器节点更加微型化，采用可充电锂离子钮扣电池LIR2032，它的输出电压为3.6伏，为处理器和无线通信模块供电。该类电池自放电率特别小，可有效地延长节点的使用寿命。
2.3 Internet接入模块的设计
本系统采用Zigbee无线网络与Internet网络连接形式实现数据远程传输。将zigbee传感器网络的TCP/IP协议扩展到嵌入式设备上，由网络上的嵌入式系统自身实现WEB服务器功能。无线网络的协调器节点连接到互联网或服务器网络模块上，无线个域网Zigbee协议实现协调功能，TCP/IP协议实现网络访问模块。
3 系统技术指标
微功耗无线传感器技术指标：（1）功率为10roW；（2）接收时电流
4 结束语
本文通过对物联网水体环境信息采集系统研究，对信阳市水产养殖户而言，传感器网在养殖应用过程中可以摆脱传统生产依赖人工，凭经验的方式，将使现代现代水产走上智能化化，精细化养殖的道路，使农业产业工人足不出户即可接受农业专家的指导，农业产量与质量得到提高。
总之，在推进水产养殖信息化建设实践中，如何将低成本、高效率、智能化设备应用于水体环境信息采集，有效降低人力消耗，物联网信息采集技术成为不可缺少的重要环节。
【参考文献】
[1]罗锡文，臧英，周志艳.精细农业中农情信息采集技术的研究进展[J].农业工程学报，2006，22（1）：167-173.
水产养殖自动化范文5
关键词：水产养殖；物联网；监控系统；ZigBee
中图分类号：S24 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）16-4276-04
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.16.052
随着人们对水产品需求的不断扩大，国内水产养殖业得到了突飞猛进的发展，传统的养殖方式已不能满足市场需要，信息化、智能化以及规模化已成为水产养殖技术的发展方向[1-3]。物联网技术是信息技术发展的一次革命，它将所有物品连接互联网，实现智能化识别管理的技术。国内物联网技术被列为国家五大新兴战略性产业之一，在工业生产、智能家居和交通运输等行业得到广泛运用[4-7]。
本研究将物联网技术运用到水产养殖中，通过分布于水域各处的传感设备采集各水池中水的溶解氧、pH和水温等指标，运用ZigBee无线通信方式上传采集的数据，上位机接收数据后，通过编写好的人机交互系统实时显示、存储和分析计算接收到的信息数据，同时运行控制程序给出相应的控制命令，并将控制命令发送给上位机PLC，PLC控制水池中的调节设备动作，最终达到自动运行的目的。同时为了达到便携式管理，还开发了相应的手机App服务端。结果表明，该系统能够简便高效地调节水质因素，达到设计目标。
1 系统硬件结构
养殖现场图和系统框图分别见图1和图2。
1.1 数据采集模块硬件设计
数据采集模块主要负责采集各水质参数（水温、溶解氧和pH），前端采集模块硬件设计如图3所示。首先各传感器设备采集到的信号通过调理电路转化为稳定的模拟信号，然后通过模数转换后变成数字信号，在通过串口与ZigBee传送数据，最后通过无线通信技术将采集到的信息发送给服务器。
数据采集模块的核心为传感器，精准采集能力是整个系统有效运行的基础。由于长时间泡在水中，传感器容易附着水中的杂质，进而影响采集的精准度，并损害传感器的使用寿命。因此，传感器配备了相应的保护装置。保护装置如图4所示，该装置主要有传动和冲洗两大功能，通过控制电机正反转实现传感器探头自动出水和入水的功能；控制电磁阀完成冲洗和保湿的作用。
1.2 前端执行模块硬件设计
前端执行模块主要由ZigBee模块接收上位机给出的控制命令和数据，然后通过串口RS232发送给PLC，PLC运行控制程序，控制前端设备动作，执行相关命令，到达控制目的。其硬件如图5所示。
1.3 协调器模块硬件设计
协调器模块是整个系统的中枢，不仅要将接受到的前端数据上传服务器，同时还要将服务器给出的控制命令发下传下位机PLC。ZigBee模块通过RS232串口与服务器相连，采用Modbus协议传送数据。
2 通信系统
本研究水产养殖智能管理系统采用ZigBee技术搭建无线通信系统。通信系统中ZigBee采用星形拓扑结构形式组网，与ZigBee模块相连的传感器端、上位机和前端执行器作为该拓扑中的ZigBee节点。无线通信系统如图6所示，温度、溶解氧和pH等传感器以及前端控制器PLC作为ZigBee网络中的终端设备，服务器则作为协调器。系统中上位机通过ZigBee无线通信系统与各传感器传输信息，接收并实时显示各传感器采集传送的数据，同时通过ZigBee无线通信系统对PLC发送指令，以及读取PLC发送给上位机关于各设备工作状态的信息并显示在人机界面上。
3 系统软件结构
该系统软件主要由上位机软件和下位机软件组成，下位机软件已经固化在PLC程序存储器中，接收到上位机的数据和指令后，控制相应的前端设备动作，对水质因子进行调节。图7为鱼塘实时监控平台，可以将其划分为5大模块：①鱼塘溶解氧、水温和pH的实时显示模块；②系统参数设置和报警模块；③运行方式的切换模块；④设备状态显示和手动控制模块；⑤升降机（传感器保护模块）定时设置。
图8为鱼塘实时监控平台控制原理图，首先上位机向某个鱼塘的采集端发出查询水质参数命令，在收到正确的信息后，系统首先判断水质参数采样数据是否在系统设定的上、下限范围内。如果超出范围，则判定为异常，如溶解氧（DO）为9.5 mg/L，超出系统设定的上限，其状态显示为异常，并发出警告提醒用户；如果数据正常，系统将溶解氧、pH和水温的信息实时显示在界面上。系统的运行方式分为自动和手动，如果系统工作在自动状态，系统会根据收到的信息和设定的控制参数自行分析运算，并给出控制命令；如果系统工作在手动状态则等待人工给出控制命令，一般只有在出现报警等特殊情况下才切换到手动运行状态。正常时系统工作在自动运行状态，且运行在自动状态时，投饵机和升降机会定时工作，如图中“区域⑤”就是设定升降机的升降时间，时间结束马上将传感器拉出水面（投入水中）进行冲洗保养。
4 系统调试
系统测试分在线监测系统测试和在线控制测试两步，在线监测系统主要完成水质参数的监测，在线控制则根据采集到的水质参数信息完成水质参数调节。在线监测系统完成水质参数采集、数据上传和上位机实时显示功能，主要由水质参数采集系统、无线通信系统和上位机人机交互系统组成。
水质参数采集系统主要完成溶解氧、水温和pH的采集，系统在信息采集端自带液晶显示功能。精准的水质参数采集是系统高效运行的基础。为了确保采集数据的正确性，本研究将采集系统采集的信息和参考数据进行对照试验；为了确保溶解氧的采样信号的准确性，本研究将其与进口的高精度溶解氧测量仪器（参考传感器）的采样结果进行对照；同时为了测试通信系统和上位机人机交互系统的稳定性，将上位机监控界面实时显示的数据也与前两者进行对比。测试步骤是先将溶解氧传感器探头和参考传感器探头伸入同一区域的水中，然后两者进行连续1 h内采集对比，每隔10 min记录一次，记录结果如表1所示。
比较溶解氧传感器的读数和参考读数可知，两者的读数是基本一致的，最大误差为0.1 mg/L，在允许误差内，能够满足控制精度要求。同时上位机读数和传感器读数完全一致，说明无线通信系统和上位机人机交互系统工作稳定可靠，整个监测系统能够实时、精准、稳定地完成水质参数的采集和显示任务。在线控制测试主要是上位机通过控制算法计算分析采集到的水质信息，形成控制命令下发给PLC，PLC通过控制前端设备达到调节水质参数的目的。
本文以溶解氧为例进行了现场测试。测试对象为江门某水产养殖推广站，水产养殖现场2个大塘及4个小塘，鱼塘内养殖的鱼类为班和锦鲤，二者对溶解氧的要求较高，一般在5 mg/L以上，最佳值为6 mg/L。系统的设定参考值为6 mg/L，测试时间为24 h，表2为测试得到的溶解氧数据。
5 结论
本研究将物联网技术应用于水产养殖业中，开发了一整套水产养殖智能管理系统，该系统数据采集精准，数据通信上传稳定，人机交互系统简洁形象，操作方便，且功能齐全，适应性强。结果表明，该系统能够系统连续准确地远程监控水池的环境因子，实现水池养殖的自动化、智能化目标。
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水产养殖自动化范文6
关键词：水产养殖；水温监控系统；泥鳅
中图分类号： S966.4 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/ki.jlny.2017.09.065
在泥鳅生长的过程中，水体的温度非常关键。养殖池的温度保持在一个合适的范围内，有利于提高泥鳅的产量，并减少饲料和药品的投放量。水温12℃～25℃时泥鳅食欲逐渐增强，25℃～27℃食欲特别旺盛，超过30℃或低于 12℃时，应少投甚至停喂饵料。当水温在20℃以下时，以摄植物性饵料为主，占60%～70%；当水温在21℃～23℃时，动植物饵料各占50%；当水温超过24℃时，植物性饵料应减少到30%～40%。当前，绝大多数养殖户都运用人工方式来对养殖水体温度进行测量与调节，很多情况下水体温度监控会出现较大的误差，给泥鳅的生长带来不利影响。在本系统中，养殖水体温度主要为自动调控的方式被控制，整个水体温度能够始终保持在既定的范围内，降低人力与物力方面的投入，使得养殖的单位面积产量得以提高，减少养殖户的成本，提高经济效益。
1水温监控系统的设计
1.1系统总体设计
本系统主要包括两部分，即上位机与下位机。对于上位机来说，其运行在PC上，能够显示各个养殖水池的水温，并对水温进行及时调控。上位机的主要功能在于对水温进行动态监控，并随时进行调控，确保水温始终在既定的范围内，其能够发送指令，实现冷热水调节模块的控制。对于管理人员来说，其只需要在PC上根据各种显示数据进行操作，就能够实现对水温的控制。下位机则涵盖多个部分，如单片机、冷热水注入控制模块、温度检测模块等。之所以会运用单片机是因为其软件编程相对来说自由度大，我们可以借助编程来实现多种控制。除此之外，单片机体积较小，安装也非常简单，能够配合多种传感器来进行工作，采集的数据也具有非常高的准确度，有助于实现远程控制。在本系统中，下位机所采用的主控芯片为STC89C52。在运作的过程中，其最高频率为35MHz，内部含有8k片内Flas与512字节片内RAM、32 位I/O 口线、看门狗定时器、内置4KB EEPROM、MAX810复位电路、3个16 位定时器/计数器、4个外部中断、一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构）、全双工串行口等。STC89C52 能够下降到0Hz 静态逻辑操作，可以支撑2种软件，并且能够进入节电模式。在空闲模式下，CPU 会停止运作，并且允许RAM、定时器/计数器、串口、中断持续工作。在掉电保护模式下，RAM内容可以被保存，振荡器能够被冻结，单片机所有工作都会终止，除此之外，STC89C52还被广泛地应用到工业控制领域。高性能的STC89C52单片机能够迅速处理上位机的各种指令，并将所收集到的温度信息传递给上位机。
1.2无线传输和接收模块
本文采用Zig-Bee无线传感器网络技术进行人工泥鳅养殖的监控数据采集，然后通过zigbee网络传递到监控室，上位机能够实时的显示各个监控点对应的温度，并且可以设置对不同监控点的报警温度，温度超过报警值时上位机可以声音报警，在现场监控点也可以声音报警，并且可以随意增加监控点，随意移动监控点，传输数据安全稳定可靠，采用电池供电，操作非常方便，避免了繁琐的拉线等操作。Zig-Bee是当前新兴的一种无线网络通信技术，其具有距离短、速率低的特点。在IEEE802.15.4标准下，可以借助2.4GHz公共频率来实现无线测量与系统监控，该技术介于无线标记技术与蓝牙技术之间，常被应用到短距离的无线通讯中，且具有成本低、耗能少、支持数据校验重发、功能数据通信可靠性高等优势。实现养殖场温湿度的自动化监测，见图1。
2系统软件设计
2.1单片机软件设计
单片机的程序主要实现系统的初始化， A/D转换，传输数据。 系统的初始化包括寄存器的初始化（控制寄存器、堆栈、中断寄存器等），通信的初始化（串口的初始化，stc89c52的初始化，通信缓冲区的初始化），无限接受和传输模块的初始化。本程序的设计全部使用的是最基础的C 语言来加以编写，并运用模块化的思维来展开编程工作，最终再将各个模块分别进行调试，有效地节约了调试时间，增加了程序的可移植性和可剪裁性。在设计主程序的过程中，应先将看门狗与总中断程序进行关闭，从而杜绝在初始化过程中而出现的单片机复位现象，避免初始化难以进行的情况出现。初始化过程分模块进行，增加了程序的可读性，而已便于分块调试，缩短了调试周期。整个系统软件需要对温度传感器、报警、无线传输与接收模块以及水体冷热水调节模块进行管理，以上所有模块均在主程序中完成初始化过程。
2.2上位机软件设计
本系统需要设计一个基于Visual Basic的数据采集监测系统。用下位机系统接收传感器的参数数据，上位机与单片机需实现串口通信。使用Visual Basic6.0编写上位机程序，接收参数数据并储存在 SQL Server 2005数据库中；接收数据时，要求能同步、连续如实的采集和记录监测环境内各参数曲线变化，参数列表、各参数的最大值、最小值、平均值等参数的情况，以数字和图形、表格方式进行实时显示和记录监测信息；在出现异常数据的时候，如温度、湿度超过上下限时，可以嗡鸣报警；所有的数据可保存在计算机上，按要求记录各个不同养殖水体参数变化曲线或表格及工作情况报告；可以通过对参数的分析，来控制冷热水注入调节系统来调节养殖水w的温度；可以定时自动保存、备份、归档等；可按要求打印各个点温、湿度变化曲线或表格及工作情况报告；并可以按照使用人员的特定要求，输出WORD格式的报表；系统有严格的密码授权制度和用户分级制度，不同的人员具有不同的权限。为用户提供了一个管理平台，以保证只有授权的工作人员才可进行相应的管理和操作。
基于Visual Basic的数据采集系统在设计时主要应该满足如下功能指标。
3结语
针对目前大量应用的现场有线监控系统所带来的不利因素和规模化水产养殖场的特点，本水体温度监测系统采用zigbee无线通信系统结合单片机和上位机软件，实现组网。管理人员通过PC端可以设置和查看各个养殖水体的实时温度值，自动调节水体温度，保持水体温度保持在预设范围之内。本系统实现了温度的动态控制，加强了养殖水体温度的监控力度，减少了养殖户的人力与物力投入，提高了水产品的产值。本系统的硬件结构有利于日常的维护，可以进行扩展，具有非常强的适用性。
参考文献
[1] 王根林. 水产养殖水环境调控实用技术[J].科学养鱼，2015，（01）.
