GPRS水产养殖水质智能监控管理系统

• 关键词：溶解氧,氨氮,PH值,温湿度,养殖环境,水产智能化,水质监测,远程控制
• 作者：毅仁
• 摘要：GPRS水产养殖智能监控管理系统集传感器、自动化控制、通讯、计算等技术于一体，通过用户自定仪水质生物生长所需的适宜环境参数，搭建养殖智能化软硬件平台，实现对养殖中水温、光照、溶氧，ph值等因子的自动监测和控制。

一、基本情况：
     长期以来，我国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，水产养殖业可持续发展受到严重影响，研究解决水产养殖环境状况已经成为水产养殖业持续健康发展的重要课题。
      影响水产养殖环境的关键参数就是水温、光照、溶氧，ph值等，但这些关键因素即看不见又摸不着很难准确把握。现有的水产管理是以养殖经验为指导，也就是一种普遍的养殖规律，很难做到准确可靠，产量难以得到保障。随着养殖业的不断发展，市场调节失控，竞争越来越激烈，掌握准确可靠的养殖数据，科学养殖，提高产量与品质，势在必行。
      针对水产养殖环境对象具有的多样性、多变性、以及偏僻分散等特点，提出了一种基于无线移动通信和测控技术的远程数据采集和信息发布系统方案。本系统可以为用户节省大量人工操作和电力消耗，限制鱼类疾病所造成的损失，减少死亡率。通过长期连续的监测、调节和控制水质，可以显著增加养殖产量。

二、系统方案：
2.1、系统概述：
      GPRS水产养殖智能监控管理系统集传感器、自动化控制、通讯、计算等技术于一体，通过用户自定仪水质生物生长所需的适宜环境参数，搭建养殖智能化软硬件平台，实现对养殖中水温、光照、溶氧，ph值等因子的自动监测和控制。
      本系统可以模拟基本的生态环境因子，如水温、光照、溶氧，ph值等，以适应不同水质生物生长繁育的需要，它由智能监控单元组成，按照预设参数，精确的测量水温、光照、溶氧，ph等参数，并利用手动、自动两种方式启动或关闭不同的执行结构（投料机、增氧机等），程序所需的数据都是通过各类传感器实时采集的。
      该系统的使用，可以为水质生物提供一个理想的生长环境，并能起到减轻人的劳动强度、提高设备利用率、改善水质环境、减少养殖病害、增加养殖产量等作用。 
2.2、系统组成：
2.21、数据管理层（监控中心）：
硬件主要包括：工作站电脑、服务器（电信、移动或联通固定IP专线或者动态ip域名方式）；
软件主要包括：操作系统软件、数据中心软件、数据库软件、水产养殖智能监控管理系统软件平台（采用B/S结构，可以支持在广域网进行浏览查看）、 防火墙软件；
2.22、数据传输层（数据通信网络）：
采用移动公司的GPRS网络传输数据，系统无需布线构建简单、快捷、稳定；
移动GPRS无线组网模式具有：数据传输速率高、信号覆盖范围广、实时性强、安全性高、运行成本低、维护成本低等特点；
2.23、数据采集层（前端硬件设备）：
远程测控成套设备：测控终端；
传感计量设备：水温传感器、光照传感器、溶解氧传感器、PH值传感器、投料机、增氧机等；
2.3、系统拓扑图：


三、系统功能：
01、采集功能：
水产养殖：水温值；
水产养殖：溶氧值；
水产养殖：光照值；
水产养殖：PH值；
02、告警功能：
停电告警、温湿度、光照、二氧化碳、土壤湿度故障告警、测控终端告警；
状态变化报警提示 ：告警状态变化。如温度突然增大或变小；
03、存储功能：
水温、光照、溶氧，ph值信息、实时数据、事件记录、操作记录存入数据库；
04、查询功能：
水温、光照、溶氧，ph值信息、历史纪录、历史曲线、事件记录、操作记录、历史报表；
05、统计功能：
报表功能：日报、月报、年报；
曲线功能：日曲线、月曲线、年曲线；
06、打印功能：
水温、光照、溶氧，ph值信息、历史纪录、历史曲线、事件记录、操作记录、报表；
07、安全功能：
密码功能：进入系统必须输入密码；
权限功能：不同的操作员具有不同的功能；
用户切换：不同的操作员交接时可以在系统切换；
08、扩展功能：
水温、光照、溶氧，ph值数量：用户可以添加或删除站点。
远程控制：在加投料机和增氧机的情况下可输出远程控制投料机和增氧机的开启；
09、设置功能：
站点信息录入、修改； 
采集周期设置、修改；
10、远程维护功能：
远程设置站点（水温、光照、溶氧，ph值）工作参数；

四、系统特点：
01、实用性：水产养殖站点地理位置分散，因此采用覆盖广泛的GPRS网络高信号捕捉，必要是采用高增益天线，可确保网络的正常运行；
02、实时性：采用最新的通信和软硬件技术，建立了清晰和合理的系统架构，可以实现多线程的远程并发通信，在几秒时间内，可以让成百上千台的测控终端实时传送到监控中心进行集中监视和远程调度，实现故障信息的及时报警；
03、可扩充性：系统预留接口，可以进行系统或软硬件模块的无限扩展，便于长期的升级和维护，延长系统的寿命，通过更新部件，能让系统一直存在下去，而不至于整个系统瘫痪，造成大量的投资损失；
04、易维护性：系统可对测控终端执行相应的远程操作命令，包括远程参数设置，远程控制、远程数据抄收、远程终端复位、远程测控终端升级等；
05、操作简易性：系统软件功能完善，模块化、图形化设计，全过程全中文帮助，操作简单方便；