1. 实时掌握养殖水体关键参数：水温、溶解氧（DO）、pH、氨氮（NH4+-N或NH3-N）、浊度、电导率/盐度。
2. 监测水位与流量，确保换水量可控并记录换水事件。
3. 通过数据趋势分析，预警水质恶化（低溶解氧、高氨氮、剧烈pH波动、浑浊度突增等）。
4. 实现自动/远程换水控制：按设定策略开启水泵与电磁阀，或发送人工确认指令。
5. 采集并保存历史数据，支持回溯与养殖效益分析。
   

• 实时数据：30秒至5分钟上传频率可选（默认5分钟）。
• 自动换水：满足触发式（阈值触发）、定时式与策略式（组合规则、阶梯阈值）。
• 远程查看与控制：手机小程序与网页平台，历史曲线、导出CSV/PDF。
• 告警机制：短信/微信/小程序推送与电话拨号（可选），多级告警（警告/严重/紧急）。

• 通信方式：4G优先；支持本地离线缓存。
• 可靠性：设备具备断电重启、断线缓存与自动补报机制。
• 能源：优先市电+备电（锂铁磷或铅酸），可选太阳能供电。
• 防护：传感器与外壳IP68/65防水等级，控制箱具备基础防潮防腐措施。
• 维护：模块化设计便于现场更换传感器与泵。

1. 固定探头布设：在塘内关键位置（进水口、出水口、中心和底层）布设传感器，如单池建议2-4个探头以获取代表性数据。
2. 水位与流量测量：采用超声波/雷达液位计或带浮球的电容式液位计；流量使用插入式涡轮/超声波流量计或计量型进水流量计。
3. 水泵与电磁阀控制回路：泵由继电器或接触器控制，阀门采用电动阀或4G智能阀门（带本地开关）。
4. 数据采集：传感器连接至RS485/Modbus或4-20mA输入的4G采集主机，主机负责采样、滤波、阈值判断与上报。

1. 传感器连续采样并输出电信号（4-20mA、RS485数字或TTL）。
2. 4G采集主机采集原始数据，基于本地配置的阈值/策略做实时判定（包含去抖、滑动平均与短期趋势判断），并按周期上报云平台。
3. 云平台对数据进行存储、分析、模型预测（如DO下降速率预测、氨氮趋势）。若满足自动换水条件，云下发控制命令至采集主机；采集主机执行控制并回传执行结果与换水量数据。
4. 系统同时生成告警与运维工单（可选），并记录所有事件供审计与收益分析。

• 实时监测：关键水质参数实时采集并展示曲线。
• 4G主动上报：稳定的远程通信，支持断网本地缓存。
• 多策略换水：支持阈值触发、时段触发、阶梯规则、人工确认与混合策略。
• 智能决策：基于历史与短期预测的换水建议，避免频繁换水与应急延迟。
• 远程运维：手机小程序/网页控制、告警推送、日志与数据导出。
• 高可靠性：双重告警链路（短信+小程序）、自动补报与硬件冗余建议。

1. 4G数据采集主机（含RS485、4-20mA、DI/DO、继电器输出）
2. 溶解氧传感器（在线、带自洁或机械擦洗可选）
3. pH电极（在线）
4. 温度传感器（PT100或NTC）
5. 氨氮传感器（NH4+-N / 氨氮在线测定仪）或氨氮光学/电化学传感器
6. 浊度传感器（NTU）
7. 电导率/盐度传感器（可用于总溶解固体估算）
8. 水位计（超声波或雷达）或带浮球的液位开关
9. 流量计（进/出水计量）
10. 水泵（离心泵或潜水泵，根据扬程与流量选型）
11. 电磁阀或电动蝶阀
12. 继电器/接触器与断路器，控制柜及防护箱（防腐、防潮）
13. 太阳能板+充电控制器+蓄电池（如需要离网供电）
14. 备用电源（UPS或发电机接口）
15. 接线、管路、反冲洗装置（针对溶解氧/浊度探头）
16. 云平台服务（含数据库、告警推送、WEB与小程序）

注：以下为常见工程选型参考值，现场请结合塘体体积、换水量与经济条件最终选型。

1. 溶解氧（DO）传感器
   • 量程：0–20 mg/L
   • 精度：±0.1–0.3 mg/L（在0–10 mg/L范围内优先选高精度）
   • 响应时间：T90 ≤ 30 s（或更好）
2. pH电极
   • 量程：0–14 pH
   • 精度：±0.01–0.1 pH（推荐±0.05 pH）
   • 温度补偿：建议配自动温度补偿（ATC）
3. 温度传感器（PT100）
   • 量程：-10–50°C
   • 精度：±0.1°C
4. 氨氮传感器（在线）
   • 量程：0–10 mg/L（或0–50 mg/L，视养殖强度）
   • 精度：±0.05–0.2 mg/L（低量程时更高精度）
5. 浊度传感器
   • 量程：0–1000 NTU（常用0–100 NTU即可）
   • 精度：±1%FS或±0.5 NTU（低浊度区）
6. 电导率/盐度传感器
   • 量程：0–2000 μS/cm（淡水）或更高（盐水）
   • 精度：±1–2%FS
7. 水位计（超声波）
   • 测量范围：0–5 m（视塘深选择）
   • 精度：±1 cm或±0.1%FS
8. 流量计（涡轮/超声）
   • 量程：根据进水管径与设计最大流量选型
   • 精度：±1–3%FS
9. 4G采集主机
   • 通信：LTE-FDD / LTE-TDD / NB-IoT（建议支持主流4G频段）
   • 接口：2路RS485，4路4-20mA输入，4路DI，4路DO/继电器输出（或扩展模块）
   • 存储：本地环形缓存≥7天（采样周期5分钟）
10. 水泵
    • 扬程与流量依据现场换水需求计算；建议配置变频控制以节能并实现软启动。
11. 电磁阀/电动阀
    • 口径：匹配管径，材质耐腐蚀（PVC或不锈钢）；驱动电压24VDC或220VAC

• 确认塘体（面积、平均深度、最大深度）、进/出水位置、可用电源、通信信号质量、周边水源条件（河道/地下水/市政）。
• 计算换水量需求（示例：目标换水率每24小时换水体积的10–50%，视养殖密度而定）。
• 选型水泵、管径、入/排水流量计的位置与尺寸。

• 采购传感器、采集主机、阀门、泵体与控制柜。
• 在厂内或车间完成预接线与功能测试（联调）。

• 传感器布设：进水口与出水口各布一组代表性传感器，中心/角落补充探头。
• 采集主机与控制箱安装于防雨防潮位置（可设锁柜）。
• 水泵与阀门安装，管路密封与反冲洗装置就位。
• 通信测试（4G信号、二维码配置到云平台），本地手动测试控制回路。

• 在平台上配置采样周期、阈值、换水策略、告警联系人与推送渠道。
• 进行模拟异常（如人为降低DO）验证自动换水策略与告警流程。

• 建议首月密集观察（人工巡检+日志监控），记录探头漂移与校准周期。
• 建立定期维护计划：传感器标定（pH每月/每季，DO电极根据说明周期）、滤头清洗、管路除藻。

1. 实时显示：多参数仪表盘与趋势图，支持分段对比（日/周/月）。
2. 告警统计：统计告警次数、持续时长及处理结果，输出运维KPI。
3. 换水效率分析：基于换水前后参数变化评估换水效果（DO提升、氨氮下降、浊度改善等）。
4. 模型预测：可引入简单线性回归或基于滑动窗口的趋势预测，预测未来2–8小时内DO或氨氮变化，以提前触发换水或通风增氧。
5. 成本-效益分析：记录用水量、电耗与劳动时长，用于计算单次换水成本与综合养殖效益提升。

下列阈值为通用参考，需结合品种、温度与养殖密度做适配。

1. 溶解氧（DO）
   • 绿色：>5.0 mg/L（正常）
   • 黄色（警告）：3.5–5.0 mg/L（建议启动增氧或观察）
   • 红色（严重）：≤3.5 mg/L（自动触发换水+增氧，推送紧急告警）
   • 逻辑：若DO连续3个采样周期低于3.5 mg/L且DO下降速率>0.2 mg/L/h，立即触发全量或阶段换水。
2. 氨氮（NH4+-N）
   • 绿色：<0.5 mg/L
   • 黄色：0.5–1.0 mg/L（密切观察或小幅换水）
   • 红色：>1.0 mg/L（触发换水并提示检测养殖负荷/投饵）
3. pH
   • 绿色：6.5–8.5
   • 黄色：6.0–6.5或8.5–9.0（提示缓慢处理）
   • 红色：<6.0或>9.0（触发人工确认并建议换水/中和处理）
4. 浊度
   • 若浊度突增超过基线平均值的50%且持续两次采样，建议短时抽排并查看是否有泥沙或藻类暴发。
5. 复合逻辑
   • 若DO低且氨氮高，优先换水+增氧并降低投饵。
   • 可设置策略：首次告警自动开启部分换水（例如启动小流量泵30分钟），若问题未解决再全量换水并推送管理员。

• 自动化程度高，减轻人工巡检与紧急处置负担。
• 通过智能决策减少不必要的换水频次，节约用水与电力成本。
• 4G主动上报确保远程可视化与及时告警，适合分散养殖场景。
• 模块化硬件便于维护与扩展（可扩展增氧控制或投饵联动）。

• 养鱼场、虾塘、小型规模化循环水养殖池、池塘网箱出口处的水质管理。
• 需要无人值守或半自动管理的养殖点（如偏远农场）。

1. 经济效益
   • 通过及时换水与增氧，降低成活率损失，提升出塘率与规格一致性，从而提高产量与单位收益。
   • 自动化减少人工应急成本与夜间巡检频次。
   • 节水通过优化换水策略减少整体用水量。
2. 环境与法规风险降低
   • 通过在线记录与导出报表，便于应对检查与环境监管要求，减少排放违规风险。
3. 示例量化（示意）
   • 假设：日均投饵成本与因水质波动造成的损失占总产值的5–10%；通过系统优化可将此损失降低30–60%，折算成绝对收益提升取决于养殖规模。

以下列出常用的水环境与养殖相关标准作为参考，具体引用请根据项目地域与用途选择并核对最新版本：

• 《地表水环境质量标准》GB 3838-2002（用于地表水类参考）
• 《渔业水质标准（养殖）》及地方性渔业养殖技术规范（请参考农业农村部与地方渔政文件）
• 在线测量设备相关电气安全与防爆规范、仪器校准与溯源标准（依据检测仪器的国家或行业标准）

1. 农业农村部/地方渔政关于池塘养殖水质管理的技术规范与案例资料。
2. 在线水质传感器厂商产品说明与校准手册（DO、pH、氨氮、浊度、电导）。
3. 《地表水环境质量标准》GB 3838-2002及其后续替代/补充文件。
4. 相关自动化控制与远程监控系统实施案例论文与白皮书。