Abstraktní
S intenzifikací akvakultury a rostoucími požadavky na ochranu mořského prostředí již tradiční metody monitorování kvality vody nemohou splňovat požadavky na monitorování v reálném čase a s více rozměry. Tento článek systematicky zkoumá technologické principy a aplikační hodnotu plovoucích víceparametrových senzorů kvality vody v sladkovodních akvakulturních kanálech a mořském prostředí. Prostřednictvím srovnávacích experimentů jsou ověřeny výkonnostní výhody při monitorování klíčových parametrů, jako je rozpuštěný kyslík, pH, zákal a vodivost. Dále je diskutována integrace technologie IoT pro inteligentní monitorovací systémy. Případové studie ukazují, že tato technologie zkracuje dobu odezvy na anomálie kvality vody o 83 % a snižuje výskyt onemocnění v akvakulturě o 42 %, čímž poskytuje spolehlivou technickou podporu pro moderní akvakulturu a ochranu mořského prostředí.
1. Technické principy a architektura systému
Systém plovoucích víceparametrových senzorů má modulární konstrukci, jejíž základní komponenty zahrnují:
- Senzorové pole: Integrovaný optický senzor rozpuštěného kyslíku (přesnost ±0,1 mg/l), skleněná pH elektroda (±0,01), čtyřelektrodová vodivostní sonda (±1 % FS), jednotka rozptylu zákalu (0–4000 NTU).
- Plovoucí konstrukce: Kryt z polyethylenu s vysokou hustotou se solárním zdrojem energie a podvodními stabilizátory.
- Datové relé: Podporuje duální přenos 4G/BeiDou s nastavitelnou vzorkovací frekvencí (5 min–24 h).
- Samočisticí systém: Ultrazvukové zařízení proti biologickému znečištění prodlužuje intervaly údržby na 180 dní.
2. Aplikace v kanálech sladkovodní akvakultury
2.1 Dynamická regulace rozpuštěného kyslíku
V oblastech pěstování Macrobrachium rosenbergii v provincii Jiangsu sleduje senzorová síť kolísání rozpuštěného kyslíku v reálném čase (2,3–8,7 mg/l). Když hladiny klesnou pod 4 mg/l, automaticky se aktivují provzdušňovače, což snižuje výskyt hypoxie o 76 %.
2.2 Optimalizace krmení
Korelací dat o pH (6,8–8,2) a zákalu (15–120 NTU) byl vyvinut dynamický model krmení, který zlepšil využití krmiva o 22 %.
3. Průlomy v monitorování mořského prostředí
3.1 Adaptabilita slanosti
Elektrody z titanové slitiny si udržují lineární odezvu (R² = 0,998) v rozsahu slanosti 5–35 psu, s driftem dat <3 % pozorovaným v testech mořské klece ve Fujianu.
3.2 Algoritmus kompenzace přílivu a odlivu
Dynamický algoritmus základní linie eliminuje rušení měření amoniakálního dusíku (0–2 mg/l) způsobené kolísáním přílivu a odlivu, čímž se snižuje chyba v testech ústí řeky Čchientang na ±5 %.
4. Řešení pro integraci IoT
Edge computingové uzly umožňují lokální předzpracování dat (redukce šumu, odstraňování odlehlých hodnot), zatímco cloudové platformy podporují vícerozměrnou analýzu:
- Časoprostorové tepelné mapy pro hotspoty květu řas
- Modely LSTM předpovídající 72hodinové trendy kvality vody
- Upozornění mobilní aplikace (latence odezvy <15 s)
5. Analýza nákladů a přínosů
Ve srovnání s tradičním ručním vzorkováním:
- Náklady na monitorování sníženy o 62 % ročně
- Hustota dat se zvýšila 400krát
- Varování před květem řas vydána o 48 hodin dříve
- Míra přežití v akvakulturách se zlepšila na 92,4 %
6. Výzvy a budoucí vyhlídky
Současná omezení zahrnují interferenci biologického znečištění (zejména nad 28 °C) a interferenci mezi parametry. Budoucí směry zahrnují:
- Materiály senzorů na bázi grafenu
- Autonomní kalibrace podvodního robota
- Ověřování dat založené na blockchainu
Závěr
Plovoucí víceparametrové monitorovací systémy představují technologický skok od „přerušovaného vzorkování“ k „kontinuálnímu snímání“ a poskytují klíčovou podporu pro inteligentní rybolov a ochranu mořské ekologie. V roce 2023 čínské ministerstvo zemědělství zahrnulo tato zařízení doModerní standardy pro akvakulturní farmy, což signalizuje široké budoucí přijetí.
Můžeme také poskytnout řadu řešení pro
1. Ruční měřič pro víceparametrové měření kvality vody
2. Systém plovoucích bójí pro víceparametrové měření kvality vody
3. Automatický čisticí kartáč pro víceparametrový vodní senzor
4. Kompletní sada serverů a softwarového bezdrátového modulu, podpora RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Pro více senzorů vody informace,
Kontaktujte prosím společnost Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Webové stránky společnosti:www.hondetechco.com
Tel.: +86-15210548582
Čas zveřejnění: 13. srpna 2025