水產養殖一體化水質在線監測系統

水產養殖水質監測系統

　一、概述：目前國內的水產養殖業其水質監測基本上仍處于人工取樣、化學分析的人工監測階段，其耗時費力、精確度不高，并且需要有專業人員進行操作。我們開發的水質監測系統操作簡單、數值輸出快而精確，并且可以實現水產養殖全過程的連續或適時監測，對于預防氣候造成水質物理指標及各水環境因子綜合的病害機理具有重要意義，可以指導我們的水產養殖業規避風險，帶來利潤。

　　目前各水產院校、水產研究機構和水產養殖公司除極少數已配備了水質自動監測儀以外，一般單位并沒有采用，其原因多是市場上的水質監測（分析）儀器價格昂貴，在目前人力相對廉價的情況下，一般不會采用這種監測儀器。但是隨著水產養殖業的發展，整個水產行業在不久的將來必將發生經營觀念上的*轉變，也必將會逐步選擇*的水質監測系統服務于養殖作業流程。

二、系統構成

　　本系統利用傳感器測量出水中相應的環境因子（如ph值，溶解氧，溫度等），然后利用相應參數的在線儀表讀出傳感器傳出的信號，并可將這些信號轉化為數字信號或者模擬電流信號，傳入現場plc控制系統以及終端，再通過編制的軟件實現數據整理和數據分析，并實施預警預報。

三、系統主要功能

　　系統目前已完成和實現的主要功能包括作為下位機的分析儀、現場plc控制系統和作為上位機的終端電腦應用程序的一部分，能監測多種水質參數：水溫、水深、酸度、鹽度、含氧量等。

　　使用分析儀來實現數據采集，分析儀的傳感器測得原始數據，通過信號分析獲得測量的參數值。車間里每個養殖池可放置一個或多個分析儀的傳感器，各分析儀之間利用485網絡連接，從而可將車間里各養殖池中水環境的多項參數連續不斷的采集起來。

　　終端電腦和下位機的通訊采用的是"主－從"式通訊方式，上位機通過rs232接口主動發出命令或數據，下位機被動響應。

　　系統對養殖池分類，分別設定不同的標準參數，在采集到的魚池參數超出標準時可進行報警，從而實現水質的實時監控。

　　終端電腦上的軟件對連接的養殖池水質可進行自動監測和手動監測。自動監測是對一組分析儀（也就是多個養殖池）根據設定的時間間隔，按順序逐一進行數據采集，存入數據庫，同時和標準值進行比較，進行監測；手動監測是根據設定的時間間隔對一個分析儀進行數據采集，進行監測。

　　在系統中還可對各個分析儀進行參數校正，以確保采集數據的準確有效；可修改分析儀的id號，位置信息等，方便分析儀和數據信息的管理與使用。

四、系統的研發前景

　　智能化多參數養殖水質監測系統目前的開發于對水環境因子的適時監控、預報預警方面，隨著該產品的深入研究與系統功能的不斷擴充，將逐步實現：

　　1、養殖宏觀化

　　　宏觀的測控，對養殖結構的合理化具有深遠意義。

　　2、養殖科學化

　　　這里主要指養殖飼料、養殖藥物更加合理，以節約成本，提高產量及品質。

　　3、科研便利化

　　　數據記錄貫穿整個養殖過程。數據在為我們的生產提供寶貴依據的同時，也便利了我們今后研究，有助于提高研究的速度和質量。

　　4、養殖信息化

　　　通過特定的網絡平臺進行定單養殖、提供技術服務，幫助養殖業主規避風險、提高養殖成活率、增加效益。

　　5、養殖規范化

　　　通過對水質環境的及時了解、科學分析、便于規范養殖規模及結構，規范養殖各環節，終目的形成標準化。

　　6、養殖區域擴大化

　　　智能化多參數養殖水質監測系統的遠距離監控功能，將使深海養殖成為現

水產養殖一體化水質在線監測系統

養殖水質的好壞，主要看以下幾個水質指標：pH值、溶解氧、氨氮、溫度等七個指標。

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產生影響

五、二氧化碳：不能大于30MG/L

各類蝦對水質及溶氧含量要求

1、 蝦類水質標準：

水質標準養殖過程中為保證對蝦正常生長，水質應達到如下標準：

(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、斑節對蝦

斑節對蝦對水溫敏感，養殖期適宜水溫25~30℃，適宜鹽度10‰-25‰，但在實際養殖時，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。斑節對蝦潛沙性強，故蝦池最好是沙泥質，水深1.2～1.5米，深一些較好，可使水質穩定。養殖過程中最好要有淡水補充，有條件最好配備打氧設備，這是穩產高產的重要條件之一。

3、南美白對蝦

南美白對蝦適應能力強，生長水溫15～38℃，最適水溫22～35℃。對高溫的忍受極限為43.5℃。水溫18℃受影響，9℃以下時側臥。適應鹽度0.5‰～35‰，經馴化，也可以在淡水池塘中養殖。南美白對蝦對飼料的營養需求低，粗蛋白含量在25～30%即可滿足(蝦飼料蛋白含量國家標準為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，水質就越穩定，蝦苗長的就越好。南美白對蝦放苗時的水溫最好是22～35℃，水溫低于22℃，成活率受影響。

在南美白對蝦的養殖過程中，隨著蝦體的增長，對水中溶氧量的需求量也越來越大，因此在養殖前期視水質狀況采取間歇性開啟增氧機。以后隨著蝦的生長逐漸延長開啟增氧機的時間，半精養池（水深1.5米以上，有增氧機）和高密度高產養殖池，到養殖的中后期應保證池中溶氧量在5毫克/升以上，池塘底層溶氧量在3毫克/升以上。 在養殖前期，池水的透明度保持在25~40厘米，養殖中后期，池水的透明度應保持在35~60厘米，若透明度小于20厘米時應換水、加水或施放"水質靈"調控，若透明度過大，可追施"益藻精"。

南美白對蝦水質管理。在不良的環境中，蝦攝食量下降，生長慢，同時，不良的水質又會助長各種病菌的大量繁殖。因此，在養殖過程中，保持各種水質指標的相對穩定十分重要。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，天氣驟然變化時應加大換水量。

高密度養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，蝦才能長好。 

4、青蝦

青蝦對溶氧很敏感，溶氧不足容易發生浮頭。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；凌晨巡塘時應注意觀察，一旦發現青蝦爬上岸，應立即注入新水。 5、日本對蝦

養殖期日本對蝦生長的適宜溫度為２５-３０℃，溫度低于１０℃停止攝食，低于５℃死亡。生長的適宜鹽度為１５‰-３５‰，低于１１‰就不能正常蛻殼而死亡。日本對蝦適宜鹽度為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 ： 輕度缺氧時，魚蝦出現煩躁，水面明顯看出魚蝦游動的波浪，個別魚蝦頭部浮于水面，魚蝦呼吸加快；重度缺氧時，大量魚蝦會浮頭，甚至死亡。如武昌魚和白鰱在0.6mg/L時溶氧時開始大量死亡。長期處于1.0-4.0 mg/L溶解氧時，魚蝦攝食基本停止，生長速度極慢。這就是為什么經常浮頭的高產池塘，飼料系數提高的原因。