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水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)檢測技術(shù)

導(dǎo)讀:天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司了解發(fā)現(xiàn)水質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)控是水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是保證水產(chǎn)品品質(zhì)的重要措施。


返回列表 來源：未知 發(fā)布日期：2019-08-02 10:21【大 中 小】
本文天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司在分析國外先進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖多為池塘、網(wǎng)箱等封閉水質(zhì)環(huán)境的特點(diǎn)，從水質(zhì)控制系統(tǒng)構(gòu)架角度，分別對(duì)現(xiàn)有的水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域水質(zhì)傳統(tǒng)檢測方法、無線通訊技術(shù)、水質(zhì)重要參數(shù)的預(yù)測建模方法和智能控制技術(shù)加以綜述分析，并對(duì)水質(zhì)監(jiān)測與控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望。

1水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)檢測技術(shù)
水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中水質(zhì)的變化將直接影響魚類的生長和收獲時(shí)間，水質(zhì)是水產(chǎn)養(yǎng)殖是否成功的關(guān)鍵，因此需要對(duì)養(yǎng)殖水體的水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并能預(yù)測水質(zhì)變化的趨勢(shì)，及時(shí)采取措施對(duì)水質(zhì)進(jìn)行調(diào)整。

1.1水質(zhì)重要參數(shù)及傳統(tǒng)檢測技術(shù)
影響水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的關(guān)鍵參數(shù)包括溶解氧含量、水溫、pH值、氨氮含量、鹽度、化學(xué)需氧量、亞硝酸鹽含量、重金屬含量、濁度等，其中水溫、溶解氧含量和pH值尤為關(guān)鍵。養(yǎng)殖種類的不同對(duì)水質(zhì)參數(shù)的需求也不相同，不同國家和地區(qū)對(duì)養(yǎng)殖水質(zhì)參數(shù)的范圍指定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。水溫:養(yǎng)殖水域的溫度變化不僅影響魚類的食欲和新陳代謝，也影響魚類的繁殖活動(dòng)。另外，水溫還影響水中的溶解氧、有毒物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)和氨的毒性等。

1.2基于光譜分析的水質(zhì)參數(shù)檢測技術(shù)
光譜分析法，又稱光譜法，是基于朗伯比爾定律，利用物質(zhì)的光譜來鑒定物質(zhì)及其化學(xué)組成和相對(duì)含量的方法。光譜法可分為吸收光譜法、發(fā)射光譜法和散射光譜。其中紅外光譜法、近紅外光譜法、紫外-可見光分光光度法、原子吸收光譜法等屬于吸收光譜法;原子發(fā)射光譜法、分子熒光光譜法、原子熒光光譜法等屬于發(fā)射光譜法;拉曼光譜法屬于散射光譜。相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備有近紅外光譜儀、紫外光譜儀、紫外可見光分光光度計(jì)、離子色譜儀、拉曼光譜儀等。與傳統(tǒng)方法相比，基于光譜法的水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)具有快速、靈敏、無損等優(yōu)點(diǎn)，是水質(zhì)參數(shù)檢測的一個(gè)重要發(fā)展方向。在利用光譜法進(jìn)行水質(zhì)檢測方面，國內(nèi)外已有大量學(xué)者開展了研究?？衫霉庾V法進(jìn)行檢測的常見水質(zhì)參數(shù)有溶解氧含量、pH值、化學(xué)需氧量、總氮含量、總磷含量、重金屬含量、有機(jī)物含量等。

1.3傳感器在水質(zhì)重要參數(shù)監(jiān)測中的應(yīng)用
傳統(tǒng)的水質(zhì)參數(shù)檢測和基于光譜分析的水質(zhì)參數(shù)檢測技術(shù)均較難實(shí)現(xiàn)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。根據(jù)傳輸方式的不同，傳感器可分為有線傳感器和無線傳感器兩種。有線傳感器故障率低、抗干擾能力強(qiáng)，可以保證傳感器數(shù)據(jù)的可靠傳輸，相應(yīng)技術(shù)比較成熟，是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)間信息傳輸?shù)谋貍浼夹g(shù)。但在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域中存在范圍比較廣，需要測不同位置和不同深度的水質(zhì)參數(shù)，有線傳感器的安裝和維護(hù)存在很大的局限性。隨著學(xué)者們?cè)跓o線傳感器節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的不斷深入，無線傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。

2發(fā)展趨勢(shì)展望
天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司了解發(fā)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)往往位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，環(huán)境比較惡劣，特別是隨著海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的擴(kuò)大并進(jìn)一步向深海和深遠(yuǎn)海轉(zhuǎn)移，使水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)檢測系統(tǒng)不同于普通的陸上物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)具有方便部署、低功耗、無人操作、少維護(hù)、需遠(yuǎn)距離傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。

(1)在水質(zhì)檢測技術(shù)方面，基于光譜技術(shù)的水質(zhì)檢測方法可同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)參數(shù)的預(yù)測，并具有快速、無損等特點(diǎn)，已成為水質(zhì)檢測領(lǐng)域新的研究方向。將光譜技術(shù)與在線監(jiān)測技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測，將對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域水質(zhì)監(jiān)測具有重要意義。

(2)根據(jù)水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)檢測系統(tǒng)的特點(diǎn)，不需要定期維護(hù)或更換電池，或者利用太陽能、風(fēng)能或潮汐能等可再生資源解決無線傳感器的長期待機(jī)是目前急需解決的問題。

(3)基于數(shù)據(jù)融合技術(shù)的多參數(shù)傳感器是水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測未來的發(fā)展趨勢(shì)。首先，在水產(chǎn)養(yǎng)環(huán)境下，特別是海水養(yǎng)殖，多參數(shù)傳感器可減少系統(tǒng)部署和維護(hù)的工作量。其次，數(shù)據(jù)融合技術(shù)可以對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，提高傳感器的精度和穩(wěn)定性。同時(shí)，可以去除冗余信息，減小所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，提高無線通道的利用率。

(4)養(yǎng)殖水質(zhì)重要參數(shù)預(yù)測、預(yù)警仍將是水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向，隨著數(shù)據(jù)的不斷積累和深度學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展，構(gòu)建增量式在線預(yù)測模型將成為未來的研究熱點(diǎn)。

(5)未來應(yīng)將NB-IoT、LaRa等低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)以及IPv6技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控和控制系統(tǒng)中。