海洋牧场智能监测
时间：2025-05-16
涉川
一、方案介绍
本方案旨在构建海洋牧场生态化、数字化、智能化综合管理系统。通过4G网络传输技术与多种物联网设备相结合，实现对养殖海区的水质、气象、鱼群行为和养殖设备的智能监控和远程控制。系统融合水下图像识别、多参数感知、自动投喂与增氧控制等功能，提升海洋牧场的生产效率、安全性和科学管理水平。
本方案旨在构建海洋牧场生态化、数字化、智能化综合管理系统。通过4G网络传输技术与多种物联网设备相结合，实现对养殖海区的水质、气象、鱼群行为和养殖设备的智能监控和远程控制。系统融合水下图像识别、多参数感知、自动投喂与增氧控制等功能，提升海洋牧场的生产效率、安全性和科学管理水平。
二、监测目标
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实时获取养殖海区水温、盐度、溶解氧、pH、氨氮、叶绿素等关键水质参数
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采集风速、风向、气压、温湿度等海洋气象数据
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监控鱼群密度、活动状态、生长动态
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实现自动化投喂、增氧、水泵控制与平台远程管理
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实现预警机制，降低风险，提高生产智能化水平
三、需求分析
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项目类型
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需求内容
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水质监测
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高频次实时在线采集海水关键参数，分析水质变化趋势
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鱼群管理
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水下摄像头监控鱼类生长状态、密度分布，辅助判断养殖密度
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环境监测
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获取外部风力、气压、天气变化信息，评估气候对养殖影响
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自动化作业
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投喂、增氧、水泵实现智能联动控制，减少人工干预
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数据传输
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使用4G无线通信确保海上远距离实时数据回传
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安全预警
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超限数据触发预警，支持微信/短信/平台消息通知
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四、监测方法
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多参数水质探头布设于海区网箱或浮标下，定时采集并上传
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海洋气象站安装于浮台或平台支架上，采集气象五要素
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水下摄像系统以定时/触发方式采集鱼群图像，结合图像识别分析
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智能投喂系统按时间、鱼群活跃度等规则控制投喂量
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物联网控制模块远程管理增氧机、水泵，支持联动与手动模式切换
五、应用原理
系统基于传感技术、无线通信与云计算架构，融合环境传感器、机器视觉与PLC/物联网控制器，实现现场采集、远程传输、智能识别、联动控制。所有终端设备接入统一平台，实现“一图掌控、一键调控”。
系统基于传感技术、无线通信与云计算架构，融合环境传感器、机器视觉与PLC/物联网控制器，实现现场采集、远程传输、智能识别、联动控制。所有终端设备接入统一平台，实现“一图掌控、一键调控”。
六、功能特点
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支持多种水质参数7×24小时连续采集
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水下摄像支持低光红外补光与自动取样
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AI智能识别鱼群密度与活动变化
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投喂系统具备自动校准与计划设定功能
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支持设备智能启停、定时运行或数据联动控制
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平台支持多用户、多角色访问权限管理
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报表输出、数据导出、历史趋势可视化
七、硬件清单
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设备名称
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功能说明
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多参数水质传感器
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监测温度、盐度、溶解氧、pH、氨氮、叶绿素
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海洋气象站
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风速风向、气压、温度、湿度、太阳辐射等
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水下相机系统
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实时拍摄鱼群动态，支持图像识别
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自动投喂机
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定时、智能投喂颗粒饲料
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增氧机、水泵
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水体富氧、流动性维护，防止鱼群缺氧或水质恶化
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IoT控制主机
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控制投喂、增氧、水泵，支持4G远传
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光伏/电池供电
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解决海区供电难题，保障系统持续运行
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八、硬件参数（示例）
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设备
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量程
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精度
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温度
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-5℃~+50℃
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±0.1℃
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盐度
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0~50 ppt
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±0.1 ppt
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溶解氧
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0~20 mg/L
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±0.1 mg/L
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pH
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0~14
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±0.05
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氨氮
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0~10 mg/L
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±0.05 mg/L
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叶绿素
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0~400 μg/L
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±3% F.S.
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风速
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0~60 m/s
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±0.3 m/s
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图像分辨率
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1080P/4K（带红外夜视）
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自动调整
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九、方案实现
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平台与设备选型确认，根据海区网箱数量布设采集单元
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各传感器与摄像系统固定于浮体或架设结构
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现场安装4G主机，连接电源与传感器，完成组网
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云平台调试对接，完成参数设置、自动投喂逻辑设定
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实现远程监控、移动端查看、定期数据存储分析
十、数据分析
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实时水质参数曲线分析与历史比对
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图像识别鱼群密度变化趋势
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投喂量与鱼群活跃度关联分析
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事件记录（如台风、风暴前后水质变异）
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可视化鱼群分布热力图、预警记录趋势图
十一、预警与决策
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报警类型
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触发条件示例
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通知方式
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水质异常
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DO＜4 mg/L，pH异常，氨氮超标等
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微信+短信
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鱼群异常
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图像识别活跃度低、密度突降
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平台+移动端提示
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设备故障
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增氧机异常断电、投喂机无响应
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微信报警
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天气预警
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风速>30 m/s、气压急降提示强对流天气
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平台联动提醒
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十二、方案优点
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全要素监测，涵盖水、气、鱼、设备等全维数据采集
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远程智能控制，投喂与增氧可按数据自动决策
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可视化分析平台，移动端与电脑端同步监控
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智能识别算法，提升判断效率与养殖管理精度
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系统集成性强，便于拓展、升级及维护
十三、应用领域
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国家级海洋牧场示范区
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离岸深水网箱养殖项目
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海湾、港湾、滩涂智能渔场
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智能水产养殖科研项目
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海洋生态环境综合监测平台
十四、效益分析
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效益类型
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内容
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管理效益
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降低人工投喂、巡查频次，提升养殖效率
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生态效益
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水质实时掌控，减少污染，降低病害风险
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经济效益
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提高鱼类成活率与生长率，减少饲料浪费，增加产出
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决策效益
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提供数据支撑，实现科学化、精准化养殖管理
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十五、国标规范
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GB/T 20223-2006《水产养殖水质监测技术规范》
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GB/T 21534-2019《水质在线自动监测系统技术要求》
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GB/T 13306-2020《海洋监测浮标技术规范》
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NY/T 3016-2016《智能渔业信息平台系统技术规范》
十六、参考文献
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《海洋牧场建设与管理技术指南》 中国农业出版社
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《水产养殖物联网系统研究进展》 水产科学，2022年第41卷
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《基于4G和物联网的智能渔业监控系统设计》 农业工程技术期刊
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《现代渔业科技》系列研究资料及技术手册
十七、案例分享
广东智能海洋牧场试点项目
部署50余套多参数水质监测浮标、水下摄像监控与自动投喂系统，实现了对海域鱼类的可视化管理。通过大数据分析，年均鱼类单位养殖产出提升12%，投喂效率提升20%，设备故障率降低60%，成为国内海洋牧场智能化管理示范标杆。
广东智能海洋牧场试点项目
部署50余套多参数水质监测浮标、水下摄像监控与自动投喂系统，实现了对海域鱼类的可视化管理。通过大数据分析，年均鱼类单位养殖产出提升12%，投喂效率提升20%，设备故障率降低60%，成为国内海洋牧场智能化管理示范标杆。
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