渔业信息化研究养鱼环境水中氧气监测

时间：2025-02-20 涉川

水中溶解氧（DO）是影响水产养殖的重要环境参数，直接关系到鱼类的生长、摄食、繁殖以及存活率。水体缺氧会导致鱼类生长缓慢、免疫力下降，甚至窒息死亡，而溶解氧过高则可能引发气泡病。因此，建立基于4G通信的水中氧气监测系统，能够实时监测养殖水体溶解氧水平，实现远程预警、智能调控，提高养殖管理效率，减少风险，提升经济效益。

本方案结合物联网、传感器技术、4G无线通信、大数据分析与自动控制，构建完整的水中溶解氧智能监测系统，为现代渔业提供科学管理支持，提高养殖成功率，推动渔业信息化发展。

方案目标

实时监测溶解氧含量，确保水体含氧量保持在最佳范围。
远程数据采集与存储，为水质管理和养殖优化提供数据支持。
智能预警：当溶解氧过低或过高时，系统自动报警提醒养殖管理人员。
自动增氧控制：结合增氧机自动调控系统，智能开关设备，确保水体环境稳定。
减少养殖风险：降低因缺氧导致的鱼类应激反应、死亡率，提高存活率和产量。

系统架构

本系统采用**“感知层—传输层—数据分析层—决策控制层”**四层架构，保障溶解氧监测的精准性、实时性和可控性。

1. 感知层（智能监测设备）

溶解氧传感器：实时监测水中氧气浓度。
水温传感器：水温影响溶解氧浓度，需同步检测。
pH传感器：pH值的变化可能影响水体氧气含量。
电导率传感器：反映水体盐度，影响鱼类新陈代谢和氧气需求。
水位传感器：防止因水位波动影响溶解氧监测精度。

2. 传输层（4G无线通信）

采用4G通信模块，将监测数据实时传输至云平台，无需布线，适应不同环境。
数据可通过手机APP、Web端远程查看，实现随时随地管理水质状况。

3. 数据分析层（渔业大数据管理平台）

水质监测数据可视化：生成曲线图、历史记录、异常报警等信息，辅助养殖管理。
数据存储与趋势分析：分析长期溶解氧变化趋势，优化养殖策略。
智能预警系统：当溶解氧低于设定值时，系统发送短信/APP通知管理人员。

4. 决策控制层（智能增氧机控制）

结合智能增氧系统，自动开启或关闭增氧机，确保水体含氧量稳定。
定时增氧：结合数据分析，优化增氧时机，提高养殖效率，降低电力消耗。
多设备联动：可连接投饵机、水质净化设备，实现全方位养殖环境管理。

监测方法

1. 在线实时监测

固定式水下溶解氧监测设备，长期稳定监测养殖水域氧气含量。
数据自动上传至云端，可设置分钟级、小时级、天级采集频率。

2. 便携式检测（补充监测）

养殖管理人员可使用便携式溶解氧检测仪，快速测定不同水域的氧气水平。

3. 远程监控与智能控制

通过手机APP、电脑Web端远程查看水质数据，远程控制增氧机。
系统自动分析水体氧气需求，智能调整增氧策略，减少人工干预。

功能特点

✅ 4G无线通信：远程传输数据，无需人工干预，适应不同水域环境。
✅ 精准溶解氧监测：高精度传感器，确保数据准确可靠。
✅ 数据可视化：提供曲线图、历史记录，便于分析水质变化趋势。
✅ 智能预警：溶解氧异常时自动报警，及时采取措施。
✅ 自动增氧控制：根据溶解氧水平，自动开启/关闭增氧机，降低能耗。
✅ 远程管理：支持PC端、手机APP监测，随时随地掌握养殖情况。

硬件清单

设备名称	规格参数	功能
溶解氧传感器	0-20mg/L，精度±0.1mg/L	监测水中氧气浓度
水温传感器	-10~50°C，精度±0.1°C	监测水温，优化氧气调控
pH传感器	0-14pH，精度±0.1pH	监测水体酸碱度
4G数据采集终端	远程数据传输	连接传感器，将数据传输至云端
智能增氧机	220V/380V自动控制	根据溶解氧数据自动调节增氧
太阳能供电系统（可选）	50W-200W	适用于无电区域养殖

数据分析与预警决策

数据分析：自动记录水质参数，分析溶解氧变化趋势，指导合理增氧。
智能预警：当溶解氧过低（如低于4mg/L），系统立即报警提醒养殖人员。
节能管理：结合溶解氧数据，智能控制增氧机，减少不必要的增氧时间，降低电费开支。

应用领域

淡水养殖：池塘养殖、湖泊网箱养殖、水库养殖等。
海水养殖：海参、鲈鱼、石斑鱼、对虾等高经济价值品种。
工厂化循环水养殖：智能化水质控制，提高生产效率。
科研机构：渔业环境研究、生态监测项目。

效益分析

经济效益

降低因缺氧导致的鱼类死亡率30%-50%，提高养殖收益。
节能增氧控制，可减少20%-40%电费支出。
提升水产品质量，提高市场竞争力，增加收益。

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