智慧养殖管理平台解决方案.docx

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智慧养殖管理平台解决方案

智慧养殖管理

解决方案

1前言

1.1引言

在渔业发展中，传统的养殖模式曾对我国水产品产量的快速增长起了重大作用。

但随着人们消费水平和环保意识的增强，群众的饮食习惯和结构已发生了很大变化，绿色水产品越来越受到消费者的青睐。

传统的养殖模式在生产实践中却存在种种弊端，所生产的水产品难以满足市场需求。

具体表现在如下几方面：

1．基础设施简陋、陈旧、经济基础脆弱

　　传统养殖企业缺乏现代化、高层次养殖生产所必需的物质条件和综合经营规模，导致经济效益低下。

企业缺乏技术储备，无技术改造和扩大再生产资金，只能维持现状，在市场竞争中处于劣势。

　　2．养殖品种单一化、常规化

2015年我国水产品人均占有量为48.7kg，为世界人均水产品占有量23.8公斤的两倍。

目前各种常规水产品市场已出现供大于求的局面，如2017年春节，我国各大城市的淡水鱼市场普遍存在不同程度的压塘现象。

随着人们需求结构和消费偏好的改变，传统的养殖品种单一化、常规化将逐渐被市场所淘汰。

3．养殖水域环境条件不断恶化

我国人口稠密地区的水域绝大部分都富营养化，例如全国有水质监测的1200多条河流中，就有850条受到污染。

海洋方面，自2000年以来，我国海域多次发生规模巨大、毒性极强的赤潮，给我国的海水养殖业造成巨大的损失。

在大中城市的郊区也由于种种原因，养殖水域污染日趋严重。

如全国著名的池塘养鱼高产区——无锡河厥口的池塘养鱼业，因为梁溪河严重污染等原因正逐步萎缩。

4．养殖水域的二次污染十分严重

在淡水养殖方面，据测算，养殖1t淡水鱼的排污量相当于20头肥猪的粪便量。

以北京密云水库网箱养鲤为例，亩产在20t以上，似乎经济效益可观。

但是其后果却导致水库水质转肥，其中氨态氮增加了7.3倍，活性磷酸盐增加了10.3倍，不得已而禁止网箱养鱼。

而且其后的治理费用，超过了网箱养鱼的利润。

在海水养殖方面，人类过度开发养殖业已经大大超过了海水的自净能力，对虾病的泛滥就是最典型的事例。

　5．水产资源遭到严重的破坏，不少水域生态失衡

　　水域的过度开发，导致原有的水草资源破坏，原有的优良品种种质退化，直接危害到水产养殖业的生存与发展。

例如，阳澄湖原来水草的覆盖率很高，水质清晰，所产的蟹个大肉美。

如今阳澄湖水草稀少，水质浑浊，蟹种早熟，品质退化。

所谓智能化渔业，是指将工程技术、机械设备、监控仪表、管理软件和无线传感等现代技术手段用于渔业生产，实现高密度、高产值、高效益的标准化养殖模式。

与传统粗放型养殖模式相比，智能化渔业具有明显的优势。

一是自动化、网络化程度较高，能迅速运用先进的养殖技术;二是通过循环用水和污水处理，实现高密度养殖和节约水资源，是一种环保型、节水型、高产值的养殖模式;三是由于从事智能化渔业的人员大多具有较高的科技、文化素质，因此智能化渔业的生产效率高，企业的经营管理水平也较高，对促进我国渔业产业结构调整和技术进步发挥更大的作用。

物联网的应用在各个领域都起着重要的作用。

具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入到不同行业的各个环节，可大幅度提高各领域的不同效率，改善质量，降低成本和资源消耗。

近些年随着人们生活水平提高，水产品需求量逐年递增，传统的养殖模式无法满足大密度高产量的养殖模式，水产品产量和质量都无法满足社会需求。

基于物联网的智能化渔业是专门为人工水产品养殖设计开发的，采用无线传感技术、网络化管理等先进管理方法对养殖环境、水质、鱼类生长状况、药物使用、废水处理等进行全方位管理、监测，具有数据实时采集及分析、食品溯源、生产基地远程监控等功能。

在保证质量的基础上大大提高了产量。

1.2项目概述

为加强对水产环境的监控，保障渔业生产的高效高质，根据公司的生产、信息化及基础建设情况和具体的业务需求，建设符合实际情况的水产精细化养殖应用系统。

具体建设内容包括：

一个水产精细化养殖服务平台。

一个企业级水产精细化养殖生产监测管理中心。

一套环境监测与控制一体化设备。

三套环境监测安装于三个普通养殖池中。

（需根据现场情况进行安排）

2项目功能概述

2.1建设内容

水产精细化养殖应用系统的主要功能包括以下：

●养殖场环境监测

养殖场环境监测包括水温监测，光照度监测。

●养殖场水质监测

水质监测主要包括溶解氧监测、PH值监测、EC含量监测。

●智能化控制系统

智能化控制系统主要包括增氧泵控制，自动给排水控制，投食机控制。

2.2项目架构

1）前端数据采集部分

前端数据的采集是整套项目的前沿部分，是整个项目的基础。

系统将前端的鱼类生长环境参数等与食品消费的所有信息搜集。

2）网络传输部分

网络传输主要负责将前端数据采集部分传送给服务器，并提供远程终端访问主服务器，是整个项目数据的传输通道。

3）监控展示部分

采集到的数据通过终端设备展示给用户，使用户能够了解生产基地、生态园实时的信息。

用户可以通过各种终端如个人电脑、手机、手持终端、触摸式一体机等实时了解养殖场地信息。

4）智能控制部分

采集到的数据通过与系统设置的阀值进行对比，参数超出阀值后自动打开相应设备。

3系统硬件功能

3.1生产监测管理中心

通过监测管理中心现场会议大屏，实时展示水产养殖情况，集成各种监测数据，调度计算与存储资源，实现信息快速掌握，并实施科学、高效的决策与部署。

3.2养殖场环境监测

1）温度监测点：

温度是影响水产养殖的重要物理因子之一。

水温不仅影响水体水质状况，还影响养殖对象的生长发育，通过水温的观测实验，可得出结论：

水温与溶解氧含量符合等比级曲线模型水温与氨氮总量总体呈负相关关系；不同水产生物对水温不同适应性，在适合温度范围，水温越高，养殖对象摄食量越大，并且饵料系数越小；一般水温越高，水产生物生长速度越快。

通过计算养殖对象长期活动积温即可推断某一品种从育苗到商品上市所需时间；水温高低直接决定受精卵的孵化时间，在适合温度范围内，水温越高孵化时间越短。

以上数据表明水温是影响水产养殖产量和品质的重要因素。

传统室内养殖的大多使用附近的江河作为循环水源，江河水温受气候影响很大，大部分养殖场使用人工测温，数据的准确性和监控力度都难以得到保证。

本系统采用工业级在线温度传感器，24小时全天候监测养殖水体温度。

3.3养殖场水质监测

1）溶解氧监测点

溶解氧不就是水生生物正常生理功能和健康生长的必须物质，溶解氧高可以增进水产生物的食欲，提高饲料利用率，加快生长发育。

同时溶解氧也是水质改良的必需物质，是维持氮循环顺利进行的关键因素。

本系统采用高精度溶解氧探头实时采集水体溶解氧含量，当水体溶氧量过低时自动打开增氧泵。

2）PH值监测点

PH值过低，酸性水体容易致使鱼类感染寄生虫病，如纤毛虫病、鞭毛虫病；其次水体中磷酸盐溶解度受到影响，有机物分解率减慢，天然饵料的繁殖减慢；再者，鱼鳃会受到腐蚀，鱼血液酸性增强，利用氧的能力降低，尽管水体中的含氧量较高，还是会导致鱼体缺氧浮头，鱼的活动力减弱，对饵料的利用率大大降低，影响鱼类正常生长。

PH值过高会增大氨的毒性，同时腐蚀鱼类鳃部组织，引起大批死亡。

PH异常在传统养殖模式里不易发现，往往造成的损害比低温、缺氧更大。

系统采用进口PH探头，监测水体PH值，PH值异常时，系统自动打开进出水口电磁阀进行换水，保证水生生物生长在恒定PH环境内。

3.4智能化控制系统

1）给排水控制

传统养殖模式里，鱼池换水全部有人工完成，费时费力。

本系统可根据水质需要进行自动换水，管理员也可以根据系统提供的实时参数判断养殖池是否需要换水，并通过远程控制系统进行换水。

2）增氧泵控制

一般养殖场养殖珍贵鱼种时都是24小时长时间供氧，这样养殖池内虽然不会出现缺氧现象，缺造成了能源的浪费。

将增氧泵与本系统对接后，可根据水生物实际需求开启和关闭增氧泵即保证水生生物健康生长也节约了能源。

3）自动投食控制

传统养殖模式中，鱼池投食全部由人工完成，或人工在现场调节控制设备投食。

本系统可根据设定值需要进行自动投食，管理员也可以根据系统提供的实时参数情况判断养殖池是否需要投食，并通过远程控制系统进行投食。

4系统软件功能

4.1软件功能

4.1.1养殖池整体监控

进入系统，主界面即为该用户单位下辖所有养殖池、育苗池情况，可以直观查看各个养殖区域的异常情况。

4.1.2实时视频监控

实时监控各个养殖区域的情况，远程观察水产是否出现病虫情、捕捞情况以及区域内安全问题。

4.1.3病虫防治

通过采集“水生动物疾病远程会诊系统”数据及图片，上传病虫情，进行远程专家诊治指导。

4.1.4利润分析

根据苗种、饲料投放、增氧、人工以及其他常用成本结合各个时期的销售情况，系统自动做出时间周期（月、季度、年）的利润分析图。

4.2数据采集

4.2.1标准值设定

用户可根据专家系统和管理员经验设定标准值，采集值超出报警值时系统自动报警。

4.2.2数据实时查询

可远程查看养殖场实时数据，及时在千里之外也能让您对养殖场了如指掌。

4.2.3趋势图查询

趋势图查询服务可方便您观察一段时间内检测值变化较大的检测点

4.2.4历史数据查询

历史数据查询服务提供个监测点检测数据查询，为研究水生生物生长规律提供科学依据。

4.3设备控制

4.3.1控制形式设置

管理员可根据实际需求灵活选择控制方式，手动控制模式下管理员可通过手机、电脑等工具对养殖场设备进行远程控制，自动模式下系统根据采集的实时参数判断设备开启、关闭。

4.3.2控制时间设置

除了自动控制外，也可以对设备进行定时自动开启功能。

4.4数据分析

饲料投放分析：

系统可添加和管理以按年、按月查找饲料的投放量数据，并以图表的形式展现出来。

增氧量分析：

系统可添加和管理以按年、按月查找各养殖池的增氧量数据，并以图表的形式展现出来。

销售额分析：

系统可添加和管理以按年、按月查找总销售额数据，以图表的形式展现出来。

4.5基础管理系统

基础管理系统由企业管理员在web操作后台使用。

（1）用户管理

系统用户基本信息的维护，包括账号、密码、姓名、性别、在职状态等信息，可操作查询、添加、修改。

（2）区域管理

养殖区域划分信息维护，包括区域代码、区域名称、区域坐标矩阵信息（备用）等信息，可操作查询、添加、修改。

（3）权限管理

可对用户的功能权限和数据权限进行设置。

（4）统一登录

提供统一登录接口，供APP软件、web系统登录使用。

（5）流程管理

可对生产管理过程中涉及到的物资采购审批流程进行预先定义，可操作流程定义查询、修改、新增、停用。

（6）设备管理

可对涉及到的养殖设备（增氧机、投饲机）和控制设备进行定义设置，内容包括：

设备类型（增氧机、投饲机）、控制设备编号、控制设备通道号，所属区域（从区域信息中选择）、养殖设备名称/编号（为了直观区分各养殖设备）。

可操作设备查询、修改、新增、停用、报废。

（7）字典数据管理

可对系统中涉及到的单选、多选数据项进行预先定义。

内容包括：

类别代码、类别名称、数据项代码、数据项名称等信息，可操作字典数据查询、修改、新增、停用、报废。

4.6生产管理系统

生产管理系统是基础数据收集、养殖过程管理的关键系统，系统提供B/S架构的web管理系统和手机app。

在手机app中，为了简化信息录入，将提供语音识别录入等辅助手段。

（1）养殖塘口信息

针对区域内的塘口基本信息进行维护，内容包括塘口编号、塘深、水深、面积、坡比、养殖品种、责任人、联系电话，物联网信息（水质设备编号、控制通道信息（增氧机、投饲机））、人工成本（单月）。

提供的操作有新增、修改、查询、停用。

（2）苗种来源

针对区域内的苗种来源信息进行维护、包括的内容有区域、品种名称、来源（自繁自养、国家良种场、市级良种场、苗种场）、供应商名称、供应商电话、购买日期、购买数量、数量单位、备注等信息。

提供的操作有新增、修改、查询、删除。

（3）苗种投放

针对区域内的苗种投放信息进行维护、包括的内容有投放塘口、品种名称、来源（自繁自养、国家良种场、市级良种场、苗种场）、供应商名称、供应商电话、购买日期、购买数量、数量单位、备注等信息。

提供的操作有新增、修改、查询、删除。

（4）鱼苗分塘

小规格的鱼苗长到一定规格后需分塘处理，包括的内容有品种名称、源塘、目标塘（跨区、本区）、分塘日期、分塘数量、计量单位、操作人、备注等信息，提供的操作有新增、修改、查询、删除。

（5）物联网控制

物联网控制针对某一塘口的物联网设施进行远程的查看，设备开/关控制、增氧、投饲设备定时运行设置，以及水质监测实时数据查看和溶解氧安全阈值，自动触发增氧设备控制的关联（可一对多控制）。

（6）水质数据上报

对于暂时没有安装水质在线监测的池塘，提供人工数据录入窗口，内容包括池塘、pH值、溶解氧值、水温、检测日期（精确到分钟）、检测人、备注等信息。

提供的操作有新增、修改、查询、删除。

（7）饲料投放信息

对区域内所有塘口饲料投放信息进行维护，对于安装自动投饲机设备的塘口，将根据投饲机上传的数据进行显示，内容包括投放塘口、品名、饲料类型（沉性饲料、浮性饲料等）、投放数量、投放日期、操作人、备注等信息，提供的操作有新增、修改、查询、删除、投饲机上料。

对于自动投饲机在上料时，需从入库物资中选择品名。

（8）药品投放信息

对区域内所有塘口药品投放信息进行维护，内容包括投放塘口、品名、饲料类型（净水剂、消毒药、生物制剂等）、投放数量、投放日期、操作人、备注等信息，提供的操作有新增、修改、查询、删除。

需从物资来源中进行选择。

（9）鱼塘巡检

技术员在日常巡塘检查时，对发现的异常行为进行记录，包括的内容有巡检塘口、异常分类（死鱼、浮头等）、异常处理过程、备注、巡检日期、巡检人、图片、音视频文件等信息，提供的操作有新增、修改、查询、删除。