Анотація
З інтенсифікацією аквакультури та зростаючими вимогами до захисту морського середовища, традиційні методи моніторингу якості води більше не можуть відповідати багатовимірним вимогам у режимі реального часу. У цій статті систематично розглядаються технологічні принципи та цінність застосування плавучих багатопараметричних датчиків якості води в каналах прісноводної аквакультури та морському середовищі. За допомогою порівняльних експериментів підтверджуються переваги в продуктивності моніторингу ключових параметрів, таких як розчинений кисень, pH, каламутність та провідність. Крім того, обговорюється інтеграція технології Інтернету речей для інтелектуальних систем моніторингу. Тематичні дослідження показують, що ця технологія скорочує час реагування на аномалії якості води на 83% та зменшує захворюваність на аквакультуру на 42%, забезпечуючи надійну технічну підтримку сучасної аквакультури та захисту морського середовища.
1. Технічні принципи та архітектура системи
Плаваюча багатопараметрична сенсорна система має модульну конструкцію, основні компоненти якої включають:
- Сенсорний масив: інтегрований оптичний датчик розчиненого кисню (точність ±0,1 мг/л), скляний pH-електрод (±0,01), чотириелектродний зонд провідності (±1% FS), блок розсіювання каламутності (0–4000 NTU).
- Плаваюча конструкція: Корпус з поліетилену високої щільності з сонячним джерелом живлення та підводними стабілізаторами.
- Ретрансляція даних: підтримує дворежимну передачу 4G/BeiDou з регульованою частотою дискретизації (5 хв–24 год).
- Система самоочищення: Ультразвуковий пристрій для боротьби з біообростанням подовжує інтервали технічного обслуговування до 180 днів.
2. Застосування в каналах прісноводної аквакультури
2.1 Динамічне регулювання розчиненого кисню
У сільськогосподарських районах провінції Цзянсу, де вирощують Macrobrachium rosenbergii, сенсорна мережа відстежує коливання розчиненого розчину в режимі реального часу (2,3–8,7 мг/л). Коли рівень падає нижче 4 мг/л, аератори автоматично активуються, що зменшує випадки гіпоксії на 76%.
2.2 Оптимізація годування
Шляхом кореляції даних pH (6,8–8,2) та каламутності (15–120 NTU) було розроблено динамічну модель годівлі, яка покращила використання корму на 22%.
3. Прориви в моніторингу морського середовища
3.1 Адаптивність до солоності
Електроди з титанового сплаву підтримують лінійну характеристику (R² = 0,998) у діапазоні солоності від 5 до 35 psu, при цьому дрейф даних <3% спостерігався у випробуваннях у морських клітках провінції Фуцзянь.
3.2 Алгоритм компенсації припливів
Динамічний алгоритм базової лінії усуває перешкоди від припливних коливань на вимірювання амонійного азоту (0–2 мг/л), зменшуючи похибку до ±5% у випробуваннях естуарію річки Цяньтан.
4. Рішення для інтеграції Інтернету речей
Вузли периферійних обчислень забезпечують локальну попередню обробку даних (зменшення шуму, видалення викидів), тоді як хмарні платформи підтримують багатовимірний аналіз:
- Просторово-часові теплові карти для гарячих точок цвітіння водоростей
- Моделі LSTM, що прогнозують 72-годинні тенденції якості води
- Сповіщення мобільного застосунку (затримка відповіді <15 с)
5. Аналіз витрат і вигод
Порівняно з традиційним ручним відбором проб:
- Витрати на моніторинг скорочуються на 62% щорічно
- Щільність даних зросла в 400 разів
- Попередження про цвітіння водоростей видано на 48 годин раніше
- Рівень виживання в аквакультурі покращився до 92,4%
6. Виклики та майбутні перспективи
Поточні обмеження включають перешкоди біообрастання (особливо вище 28°C) та міжпараметричні перешкоди. Майбутні напрямки включають:
- Матеріали для сенсорів на основі графену
- Калібрування автономного підводного робота
- Перевірка даних на основі блокчейну
Висновок
Плавучі багатопараметричні системи моніторингу являють собою технологічний стрибок від «періодичного відбору проб» до «безперервного зондування», забезпечуючи критично важливу підтримку для розумного рибальства та збереження морської екології. У 2023 році Міністерство сільського господарства Китаю включило такі пристрої доСучасні стандарти аквакультурних ферм, що сигналізує про широке впровадження в майбутньому.
Ми також можемо запропонувати різноманітні рішення для
1. Портативний вимірювач для багатопараметричного вимірювання якості води
2. Система плавучих буїв для багатопараметричного контролю якості води
3. Щітка для автоматичного очищення багатопараметричного датчика води
4. Повний комплект серверів та програмного бездротового модуля, підтримує RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Для додаткового датчика води інформація,
будь ласка, зв'яжіться з компанією Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Вебсайт компанії:www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Час публікації: 13 серпня 2025 р.