养殖水水产渔业水质含盐分和氧气监测
时间:2026-02-26
涉川
一、方案介绍
在水产养殖与渔业生产过程中,水体盐分与溶解氧浓度是决定生物生长状态、代谢效率及存活率的关键环境参数。盐度直接影响鱼类及甲壳类的渗透压调节能力,而溶解氧水平决定呼吸代谢与摄食活性,两者共同构成养殖水体生态稳定性的核心指标。本方案通过在线盐分(电导率换算盐度)与溶解氧连续监测系统,实现养殖水环境的实时感知、远程数据管理及智能预警控制。系统采用数字式水质传感器接入智能采集主机,经4G无线通信上传至云平台,实现全天候无人值守监测与养殖决策辅助。

二、监测目标
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实时获取养殖水体盐度变化趋势。
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连续监测溶解氧浓度保障生物呼吸需求。
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防止缺氧导致应激反应及死亡风险。
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支撑增氧设备自动控制策略。
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建立养殖环境数据档案与生产追溯体系。
三、需求分析
养殖水体具有明显生态动态特征:
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昼夜溶氧波动显著,夜间易出现低氧状态。
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投饵及生物代谢导致耗氧量快速变化。
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蒸发、补水及降雨影响盐度稳定性。
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海水养殖与半咸水养殖对盐度敏感性高。
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养殖区域分散,需要远程监控能力。
系统需满足以下技术要求:
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高稳定连续在线检测;
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抗生物附着与抗腐蚀能力;
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长周期低维护运行;
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低功耗适应野外部署;
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支持自动化控制扩展。
四、监测方法
1. 盐分监测方法
通过电导率测量间接计算盐度:
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电极式或感应式电导率传感器;
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温度补偿修正导电率;
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内置算法换算盐度(PSU或ppt)。
2. 溶解氧监测方法
采用荧光法溶解氧检测技术:
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光学荧光猝灭原理;
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无电解液消耗;
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长期稳定漂移小。
五、应用原理
(1)盐分检测原理
水体中溶解盐离子增强导电能力,当施加交流电场时:
电导率 κ 与离子浓度呈函数关系:
κ = G × K
其中:
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G 为测量电导;
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K 为电极常数。
系统结合温度补偿公式计算标准电导率,并转换为盐度值。
(2)溶解氧检测原理
荧光溶解氧传感器基于氧分子对荧光物质的猝灭效应:
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LED激发荧光层;
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氧分子降低荧光寿命;
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测量相位差或衰减时间;
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计算氧气浓度。
该方法不消耗氧气,适合低流速水体长期监测。
六、功能特点
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盐度与溶解氧同步在线监测。
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自动温度补偿提高测量准确性。
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支持长期浸没运行。
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抗生物污染设计。
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实时无线数据传输。
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多级报警机制。
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支持增氧设备联动控制。
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数据云端可视化管理。
七、硬件清单
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在线电导率/盐度传感器
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荧光法溶解氧传感器
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防水型智能采集主机
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水下安装支架或浮标系统
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4G无线通信模块
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太阳能供电系统(可选)
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防护控制箱
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云监控平台软件
八、硬件参数(量程、精度)
1. 盐度(电导率)传感器
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电导率范围:0~200 mS/cm
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盐度范围:0~70 ppt
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分辨率:0.01 mS/cm
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测量精度:±1% FS
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温度补偿范围:0~50℃
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输出接口:RS485 Modbus RTU
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防护等级:IP68
2. 溶解氧传感器
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测量范围:0~20 mg/L
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分辨率:0.01 mg/L
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精度:±0.2 mg/L
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响应时间:≤30 s
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漂移:≤1%/年
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工作温度:0~50℃
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防护等级:IP68
3. 智能采集主机
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接口数量:≥4路RS485
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数据存储:≥12个月
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通信方式:4G/NB-IoT
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工作电压:12–24V DC
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工作温度:-20~60℃
九、方案实现
系统采用三层架构:
感知层
水下传感器连续采集盐度与溶解氧数据。
采集层
智能主机完成:
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数据轮询采集;
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异常值过滤;
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本地缓存;
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通信管理。
平台层
云平台实现:
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实时监控界面;
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历史曲线分析;
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报警管理;
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设备远程配置。
采样周期一般设置为1~5分钟。
十、数据分析
平台进行生态数据分析:
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昼夜溶氧变化曲线分析;
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盐度稳定性评估;
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生长环境适宜度指数计算;
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投饵影响分析;
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缺氧风险预测模型。
通过数据建模识别养殖环境变化趋势。
十一、预警决策
设置智能阈值:
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溶解氧低于设定值自动报警;
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盐度偏离适宜区间预警;
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设备离线告警。
支持联动:
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自动开启增氧机;
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启动循环水系统;
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调整补水或换水策略。
十二、方案优点
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提高养殖存活率与生长效率。
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降低人工巡检强度。
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避免突发性缺氧事故。
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提升水环境稳定性。
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支持智慧渔业数字化管理。
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适用于海水与淡水养殖。
十三、应用领域
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海水网箱养殖
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对虾养殖池
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工厂化循环水养殖系统
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海洋牧场
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淡水鱼塘
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苗种繁育基地
十四、效益分析
生产效益
降低死亡率,提高单位产量。
管理效益
实现远程无人值守监控。
经济效益
减少能源与药剂浪费。
生态效益
维持水体生态平衡。
十五、国标规范
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GB/T 12763 海洋调查规范
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HJ 91 地表水监测技术规范
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SC/T 9101 水产养殖水质标准
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GB 11607 渔业水质标准
十六、参考文献
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水产养殖水环境监测技术研究
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荧光法溶解氧检测原理与应用
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智慧渔业物联网系统设计方法
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水体电导率与盐度关系模型研究
十七、案例分享
某南方对虾养殖基地部署在线监测系统后:
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夜间缺氧事故减少95%;
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增氧设备能耗下降约30%;
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成活率提升12%以上;
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实现手机端实时监控管理。
十八、成本预估
(单养殖池监测点)
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项目
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费用范围(人民币)
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|---|---|
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溶解氧传感器
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8000–15000
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盐度传感器
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5000–9000
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智能采集主机
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3000–6000
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通信与安装
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2000–4000
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云平台服务
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2000–5000
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总计
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20000–39000
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