基于物联网的小型太阳能浮标式水质监测系统在海参池塘养殖中的应用
基于嵌入式Linux的水产养殖物联网监测系统设计
基于嵌入式Linux的水产养殖物联网监测系统设计李卓然（罗定职业技术学院电子信息系，广东罗定527200）摘要：我国虽为水产大国，但生产模式及水平却较低。
随着物联网、智慧农业的发展，水产养殖的集约化和自动化已成为一种趋势，也是该行业获得高产的一种途径。
水产养殖的关键是保证温度、含氧量、pH值和光照等水环境参数在合适的范围内，但这些因素却很难把握。
为此，提出了嵌入式Linux和物联网的水产养殖环境监测系统，结合嵌入式与ZigBee无线传输网络，通过长期连续的监测、调节和控制水质，提高养殖产量，实现增产、节能的目标。
关键词：水产养殖；物联网；嵌入式；Linux；环境监测；ZigBee中图分类号：TP399；S951．2文献标识码：A文章编号：1003－188X（2019）11－0229－050引言随着国家经济和水产养殖业的发展，人们的生活水平有了大幅度的提高，对水产品的需求越来越大［1－3］。
但是，目前国内的水产养殖设施比较落后，无法满足高质量养殖的要求。
为此，针对水产养殖温度、含氧量、pH值及光照度等环境参数实时监测困难等特点，提出了基于嵌入式Linux和物联网的水产养殖环境监测系统。
系统结合嵌入式与ZigBee无线传输网络，能够对水环境参数进行有效监测，为水产养殖提供了一种可靠性高、成本低的解决方案。
1嵌入式L inux目前，市场上流行的嵌入式系统有Li nux、Vx-Works、Nucleus、Windows CE、QNX及μC/OS－II 等［4］。
其中，Li nux是在Unix基础上发展起来的免费操作系统，具有开源的特点，开发人员可以根据需要进行裁剪、设计出适合自己产品的系统［5］。
嵌入式L inux由一个具有核心功能的内核和可以自主裁剪的系统功能模块构成，符合系统的实时控制要求，是一种比较常见的嵌入式系统［6－7］。
嵌入式L inux内核较小，占据的存储空间只有五六十兆，对硬件平台的要求很小。
物联网技术在智慧海洋中的应用
物联网技术在智慧海洋中的应用第一部分：物联网技术简介物联网技术是一种通过无线传感器、通信设备和互联网技术来实现物与物、物与人之间的连接和交互的技术。
在智慧海洋中，物联网技术可以帮助监测海洋环境、海洋生物和海洋设施，实现远程控制和故障诊断等功能。
通过物联网技术，海洋可以变得更加智慧、安全和高效。
第二部分：智慧海洋中的物联网技术应用1.海洋环境监测物联网技术可以帮助监测海洋的水质、海洋生物、海洋底部地质等环境参数。
通过在海洋中部署大量的传感器节点，可以实时监测海洋环境的变化，及时发现环境污染、海洋生物迁徙等情况，为海洋生态保护和资源管理提供数据支持。
2.海洋物流管理物联网技术可以帮助实现海洋运输和物流的智能化管理。
通过在货船、集装箱等物流设施上部署传感器和通信设备，可以实现对货物的实时追踪和监控，提高货物运输的安全和效率。
3.海洋能源开发物联网技术可以帮助监测海洋能源设施的运行状态，实现对海洋风电、海洋潮汐能等能源的远程监控和控制。
这对于提高海洋能源的利用效率和降低运维成本具有重要意义。
4.海洋安全监控物联网技术可以帮助实现对海洋船舶、港口设施等相关设施的远程监控和安全管理。
通过在海上设施上部署传感器、摄像头等设备，可以实时监测船舶的位置、速度、载货情况等信息，提高海上安全管理的效率和准确性。
第三部分：智慧海洋中的物联网技术挑战和发展趋势1.挑战在智慧海洋中，物联网技术面临着一些挑战。
例如，海洋环境复杂多变，传感器设备的稳定性和耐久性要求较高；海洋中的通信环境复杂，需要克服海水对无线信号的吸收和散射等问题；海洋设施的分布范围广阔，需要克服能源供应和设备维护等方面的技术难题。
2.发展趋势随着物联网技术的不断发展，智慧海洋中的物联网技术应用也将不断向智能化、多元化、集成化方向发展。
在技术方面，未来物联网技术将更加注重海洋传感器设备的稳定性和耐久性、海洋通信技术的提升、海洋设施的智能化管理等方面的技术创新。
基于物联网的太阳能远程精准灌溉系统
智者论道 智库时代·246·基于物联网的太阳能远程精准灌溉系统张琪（常熟市董浜水利站，江苏常熟 215500）摘要：精准灌溉系统结合了物联网技术，形成了高效的节水灌溉，结合无线传感、太阳能发电等技术，借助传感器对温度、土壤水分等进行控制，从而在农作物灌溉中节约水资源，并且提升农作物的生长率。
关键词：物联网；太阳能；精准灌溉；传感器中图分类号：TK511 文献标识码：A 文章编号：2096-4609（2019）27-0246-002我国的水资源非常匮乏，同时我国又是灌溉大国，农作物生长离不开水资源。
精准灌溉在灌溉生产中发挥的作用非常大，其可以结合各类灌溉方式，对农作物生长需要的水分进行精准控制，确保农作物生长保持最佳状态。
物联网技术结合网络通讯技术和传感器，实现精准灌溉。
一、物联网的太阳能远程精准灌溉系统结构设计在远程精准灌溉系统结构设计中，要对土壤中水分进行监测，实现智能化肥料监测，通过各类硬件设备的处理，完善软件系统的建设，提升节水灌溉的效果。
通过传感器的设计，获取田间土壤的水分，获取温度信息，然后将收集的数据传输到基站，借助无线网络传输，将数据传输到专家决策系统。
二、物联网的太阳能远程精准灌溉系统的关键技术（一）无线传感器网络在精准灌溉中的应用在太阳能精准灌溉中实施无线传感器网络，可提高效率和农作物生产力，同时减少对环境和野生动物的影响。
由太阳能电池供电的无线传感器包括不同类型的组件，分别是传感器、处理器和射频模块。
MOTS或传感器节点具有无线连接，以直接或通过网关将获得的数据传输到协调节点或基站。
现场获得的实时信息为管理者实施精准灌溉策略提供了有用的依据，决策不是基于假定的典型条件做出的，这不可能是现实的，而是基于真实和更新的数据。
在太阳能精准灌溉系统应用环节，无线传感器网络技术的应用依赖于无线电信号在实际环境中的传播，由于信号的阴影、多径传播和衰减等原因，使得无线传感器网络的应用变得十分困难。
基于STM32的水产养殖水质监测系统的设计
基于STM32的水产养殖水质监测系统的设计简介水产养殖业是一项重要的农业产业，而水质是养殖过程中需要特别关注的关键因素之一。
为了提高水产养殖的效益和可持续发展，我们需要对水质进行实时监测和控制。
基于STM32的水产养殖水质监测系统的设计旨在解决这一问题，通过测量水质参数，提供实时数据监测和远程控制功能，以帮助养殖户更好地管理养殖过程。
系统设计方案硬件设计STM32单片机选择为了满足水质监测系统的实时性和稳定性要求，我们选择了STM32系列单片机作为系统的主控芯片。
STM32单片机具有较高的计算能力和丰富的外设资源，适用于实时数据处理和控制。
传感器选择水质监测系统需要测量多种水质参数，例如温度、溶解氧、酸碱度等。
针对不同的参数，我们选择了相应的传感器作为监测模块的输入设备。
以温度传感器为例，我们可以选择DS18B20数字温度传感器，它具有较高的精度和稳定性。
通信模块选择为了实现远程监测和控制功能，我们需要选择合适的通信模块。
常用的通信方式包括以太网、Wi-Fi和蓝牙等。
根据实际需求，我们可以选择ENC28J60以太网模块进行网络通信。
软件设计系统架构基于STM32的水产养殖水质监测系统的软件架构采用分层设计，包括应用层、驱动层和硬件抽象层。
其中应用层负责实时数据处理和远程控制，驱动层负责与传感器和通信模块的交互，硬件抽象层提供底层硬件操作接口。
系统通过传感器实时采集水质参数数据，并通过驱动层将数据传递给应用层。
应用层对数据进行处理和分析，生成报表和图表，提供实时的水质监测结果。
远程监控与控制系统通过通信模块与服务器进行数据交互，实现远程监控和控制功能。
用户可以通过手机App或者Web页面查看实时的水质监测数据，远程控制养殖设备的运行状态。
功能实现实时数据监测基于STM32的水产养殖水质监测系统可以实时监测多个水质参数，如温度、溶解氧、酸碱度等。
通过传感器采集的数据可以准确反映养殖环境的水质状况。
报警机制系统在检测到水质异常情况时，可以发出报警信号，提醒养殖户及时采取措施。
水质监测在水产养殖中的作用
水质监测在水产养殖中的作用水产养殖是一种重要的渔业生产方式, 它为满足人类对水产品的需求做出了重要贡献。
然而，在水产养殖过程中，水质的好坏直接影响养殖物的生长和发育，以及水产品的质量和数量。
因此，实施水质监测对于保障养殖环境的稳定和养殖业的可持续发展至关重要。
一、水质监测的目的和意义良好的水质是水产养殖成功的基础。
通过水质监测，我们能够及时了解水体环境中的各项指标，如水温、溶解氧、氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、pH值等。
这些指标是评估水体质量的重要依据。
通过监测，我们可以及时发现和解决可能存在的水质问题，确保水产养殖的稳定和高效运行。
二、水质监测的方法和手段1. 采样方法水质监测的首要任务是准确采集水样。
采样时应选择合适的采样器具，并按照一定的规范操作。
专业的水质监测人员在进行采样时，要注意避免污染和代表性差的问题，以确保采样结果的准确性和可靠性。
2. 检测技术针对不同的水质参数指标，可以采用不同的检测技术。
例如，可以使用光谱分析技术、电化学分析技术、和分子生物学技术等进行水温、溶解氧、水中氨氮等指标的监测。
随着科技的进步，新的监测技术也在不断涌现。
三、水质监测的重要参数和指标1. 水温水温是影响水产生物生长的重要因素之一。
合理的水温范围可以提供适宜的生存环境，促进生物代谢和消化吸收，加快生长速度。
2. 溶解氧溶解氧是维持水生生物生命活动的重要因素。
水中溶解氧的含量直接影响鱼类、虾类等水产生物的生长和存活。
3. 氨氮氨氮是水产养殖水质中常见的有害物质之一，它的过高含量会引起水产生物中毒甚至死亡。
因此，氨氮的监测是及时发现水质问题、采取相应措施的重要手段。
4. 硝酸盐和亚硝酸盐硝酸盐和亚硝酸盐是评价水体中氮营养状况的指标。
过高的硝酸盐和亚硝酸盐含量可能导致水体富营养化，引起水华等问题。
5. pH值水体的pH值对水中生物的代谢活动和养殖物的生长有重要影响。
pH值的过高或过低都会对水生生物造成不利影响。
四、水质监测的重要意义1. 保障水产养殖的稳定发展水质监测可以及时发现和解决可能存在的水质问题，减少鱼虾病害的发生，提高养殖成功率和产量。
基于NBIOT+STM32实时监测水质循环系统设计洪雨荷尹金清余子逸赵张飞指导老师
基于NBIOT+STM32实时监测水质循环系统设计洪雨荷尹金清余子逸赵张飞指导老师发布时间：2023-05-31T02:43:48.502Z 来源：《科技新时代》2023年6期作者：洪雨荷尹金清余子逸赵张飞指导老师[导读] 传统水质监控系统采用有线传输方式传输水质相关数据信息，虽然可以准确传输数据信息，但是监测范围较小，无法长时间在水中作业。
为此国内外研究学者利用无线传输技术设计了无线传输功能模块，为了便于用户查看水产养殖基地水质情况，设计了双向通信功能。
宿州学院机械与电子工程学院安徽宿州 234000摘要：传统水质监控系统采用有线传输方式传输水质相关数据信息，虽然可以准确传输数据信息，但是监测范围较小，无法长时间在水中作业。
为此国内外研究学者利用无线传输技术设计了无线传输功能模块，为了便于用户查看水产养殖基地水质情况，设计了双向通信功能。
本文在以往研究基础上，选取STM32F103C8T6微处理作为核心控制器，设计了一套水质监控系统。
首先，采用水质传感器技术、无线传输技术、STM32开发工具、NBIOT技术，设计了实时监测水质循环系统总体方案，并提出了方案。
其次，信息采集终端方案，通过控制内部ADC采集通道对水体温度、浑浊度、pH值和TDS值进行数据采集，利用、NBIOT技术通信，通过串口与Lab VIEW上位机进行数据传输。
最后，以水质监测精度、供电模块、历史数据存储与查询功能为例，对系统性能进行测试。
关键词：NBIOT技术；传感器模块；STM32F103C8T6单片机；1 设计背景及目的现今对于环境监测和改善任务越发艰巨，而河道水质监测的地方一般都又处于遥远地区、又要对水质运送的即时性进行保证、没有网络覆盖情况下水源地传递信号以及监测终端传递信号的功耗等能源不足等条件秉承公正性原则，保证数据的正确发布均和避免工作人员对数据的造假，但传统的工业数据传输系统一直有着在动耗低和生离远两难境地的问题，NB-IoT（Narrow Band Internet of Things，NB-IoT）这项宽带物联网技术的提出让工业家看到了光。
基于水下机器视觉的海参实时识别研究共3篇
基于水下机器视觉的海参实时识别研究共3篇基于水下机器视觉的海参实时识别研究1基于水下机器视觉的海参实时识别研究随着科技的不断进步，人们的生活方式和科学研究方法也在发生着翻天覆地的变化。
在海洋科学研究中，水下机器视觉技术的应用已经变得越来越普遍，因为这项技术可以在无法到达的深海区域进行海洋资源的开发和研究。
本文将着重介绍基于水下机器视觉技术的海参实时识别研究。
海参是一种珍贵的海洋生物资源，被誉为海洋的“人参”，含有丰富的营养成分和药用价值。
然而，由于海参是一种受欢迎的海鲜和中药材料，其数量逐渐减少，而且市场上的海参质量参差不齐。
因此，海参的实时识别变得越来越重要，这有助于确保海参的质量和数量，并保护海参的生态环境。
本研究采用的是基于水下机器视觉技术的海参实时识别系统。
该系统由相机、灯光、图像处理器和机器学习算法组成。
相机和灯光模块用于对水下场景进行拍摄和照明，图像处理器模块用于对拍摄到的图像进行预处理，包括色彩分割、滤波和二值化等步骤。
然后将预处理过的图像传给机器学习算法模块，以便进行鱼类和海参的分类和识别。
在鱼类和海参的分类和识别方面，我们采用了一种基于深度学习的卷积神经网络算法。
该算法依靠人工神经网络中的卷积层、池化层和全连接层等特殊结构的组合，利用大量的训练数据来生成高效的特征提取器，从而实现对海参的识别分类。
研究结果表明，在水下环境下，我们的系统对海参的实时识别有着很高的精度和效率。
该系统可以识别不同种类和不同大小、颜色的海参，并对海参进行计数和测量。
从而为海参的科学研究和资源保护提供了有效的技术手段。
总之，基于水下机器视觉技术的海参实时识别研究有助于提高海参的质量和数量，以保护海洋生态环境。
未来，我们将进一步完善该系统，以便在更多的海洋中进行海参的实时识别工作本研究基于水下机器视觉技术，利用深度学习算法开发了一种海参实时识别系统，该系统具有较高的分类精度和测量效率，可为科学研究和资源保护提供有效的技术支持。
基于窄带物联网养殖远程水质监测系统设计
基于窄带物联网养殖远程水质监测系统设计随着物联网技术的快速发展，越来越多的行业开始将物联网技术应用到实际生产中。
养殖业也开始逐渐引入物联网技术，以提高养殖效率和生产质量。
本文将介绍基于窄带物联网的养殖远程水质监测系统设计，以及其在养殖业中的应用前景。
一、系统设计概述基于窄带物联网的养殖远程水质监测系统是一种利用物联网技术实现远程对养殖水质监测的系统。
其核心是通过传感器实时监测水质参数，并将监测数据通过窄带物联网技术传输到远程服务器，实现远程对养殖水质的监测和管理。
该系统可以实现远程监测、智能报警、数据分析等功能，大大提高养殖水质的管理效率和精准度。
二、系统组成1. 水质传感器：该系统通过安装水质传感器实时监测水质参数，如PH值、溶解氧浓度、水温、浊度等重要参数。
传感器采用智能化设计，能够自动校正、自动清洗等功能，保证监测数据的准确性和可靠性。
2. 窄带物联网通信模块：系统采用窄带物联网通信模块，将传感器采集到的数据通过窄带物联网技术传输到远程服务器。
窄带物联网通信模块具有低功耗、长传输距离、高抗干扰等特点，适合在养殖场环境中长期稳定运行。
3. 远程服务器：系统将传感器采集到的数据上传到远程服务器进行存储和管理。
远程服务器具有数据分析、报警管理、远程控制等功能，能够为养殖场提供及时、准确的水质监测数据。
4. 用户终端：用户可以通过手机App、PC端网页等终端设备实时查看水质监测数据、接收报警通知、进行数据分析和管理等操作。
三、系统工作流程1. 传感器实时监测水质参数，并将监测数据上传至窄带物联网通信模块；2. 窄带物联网通信模块将监测数据通过窄带物联网技术传输到远程服务器；3. 远程服务器对接收到的监测数据进行存储、分析，并生成相应报警信息；4. 用户终端通过手机App、PC端网页等方式实时查看水质监测数据、接收报警通知、进行数据分析和管理等操作。
四、系统优势1. 远程监测：系统采用窄带物联网技术，能够实现对养殖水质的远程监测，无需人工实时在现场进行监测，大大提高了监测的效率和准确性。
基于窄带物联网养殖远程水质监测系统设计
基于窄带物联网养殖远程水质监测系统设计
随着物联网技术的不断发展，其在养殖行业的应用也愈加广泛。
基于窄带物联网的养殖远程水质监测系统设计，将成为未来养殖业发展的重要趋势之一。
本文将介绍这一系统的设计原理、功能特点和实际应用效果。
一、设计原理
基于窄带物联网养殖远程水质监测系统，是利用窄带物联网技术实现对水质参数的实时监测和远程管理。
其基本原理包括传感器采集、数据传输、数据处理和远程控制。
传感器通过对水质参数进行实时监测，将数据通过窄带物联网传输到云服务器，经过数据处理后，养殖场主或工作人员可以通过手机或电脑进行远程管理和控制。
二、功能特点
1. 实时监测：系统可以实时监测养殖水质的各项参数，包括PH值、温度、溶解氧、氨氮等，及时发现水质异常情况。
2. 远程管理：养殖场主或工作人员可以通过手机或电脑随时随地进行水质监测和管理，大大提高了工作效率和管理水平。
3. 数据分析：系统可以对监测到的水质数据进行分析和统计，为养殖业的决策提供参考依据。
4. 实时报警：系统可以根据预设的阈值，对水质异常进行实时报警，确保养殖水质的安全性。
三、实际应用效果
窄带物联网养殖远程水质监测系统已经在实际养殖场中得到了广泛应用，取得了良好的效果。
通过对系统进行试点，取得了以下实际应用效果：
基于窄带物联网的养殖远程水质监测系统设计，将成为未来养殖业发展的重要趋势之一。
该系统可以为养殖户提供及时、准确的水质监测和管理服务，为养殖业的健康发展提供了有力支持。
希望未来能够通过不断的技术创新和实践应用，进一步完善该系统，使其在养殖业中发挥更大的作用。
水产养殖水质物联网监测管理系统方案
鱼类养殖水质监测管理系统鱼类养殖水质监测管理系统设计单位：广州莱安智能化系统开发有限公司地址：广州市天河区中山大道建中路11号103欢迎来电索取详细方案或来电洽谈机房、机房监控、机房建设、楼宇智能化等各类机房设备业务，免费提供设计方案，价格实惠目录：一、鱼类养殖管理监测系统背景 (4)二、鱼类养殖管理监测系统概述 (4)三、建设鱼类养殖水质监测系统目的 (4)四、鱼类养殖水质监测管理系统构成 (5)五、鱼类养殖水质监测管理系统主要功能 (5)六、信息化水产养殖系统的优点 (6)七、水产养殖智能检测系统 (7)八、鱼类养殖中需要监测的几个方面 (10)九、鱼类养殖需要的环境 (11)一、鱼类养殖管理监测系统背景由于鱼塘的地理位置偏僻，经常出现一些偷钓、偷捕的情况，甚至出现了不少鱼塘遭到投毒的恶意事件，不仅给鱼塘养殖户带来的重大损失，并且对当地治安管理来说产生了很大影响。
鱼类养殖已经是十分普遍的养殖项目，但因其肉类鲜美，营养丰富，种类繁多，养鱼业不仅没被众多水产养殖业淘汰，反而呈现出发展上升的态势。
随着自然环境的改变，很多珍惜鱼类濒临灭绝，如：娃娃鱼、中华鲟鱼……人工养殖渔业不仅成为满足市场需求的做法，更是保存物种多样性的最佳方式。
随着科技的发展，物联网养殖的出现，传统的养殖模式开始向这一新型养殖方式靠拢。
物联网采用无线传感技术、网络化管理等先进管理方法对养殖环境、水质、鱼类生长状况、药物使用、废水处理等进行全方位管理、监测，具有数据实时采集分析、食品溯源、生产基地远程监控等功能。
在保证质量的基础上大大提高了产量。
中国水产养殖产量占到了全世界总产量的73%，是名符其实的水产养殖大国。
随着物联网养殖技术的出现，传统的养殖模式开始向这一新兴养殖模式靠拢。
国家农业智能装备工程技术研究中心农业物联网集成智能水质传感器、无线传感网、无线通信、智能管理系统和视频监控系统等专业技术，对养殖环境、水质、鱼类生长状况等进行全方位监测管理，最终实现节能降耗、增产增收的目标。
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基于物联网的小型太阳能浮标式水质监测系统在海参池塘养殖中的应用作者：刘毅房景辉邹健王军威张义涛蔺凡张继红来源：《山东农业科学》2016年第09期摘要：我国未来水产养殖模式的发展方向是工业化、集约化，在线水质监控系统是实现水产养殖现代化的关键技术。
本研究通过小型太阳能浮标式水质监测系统在海参池塘中的应用，对海参养殖过程中几项重要的水质指标进行了监测与分析。
结果表明，浮标式监控系统可以直观地反映养殖池塘水体中各项水环境指标的变化规律，有效降低了工作强度、工作风险、人工和管理成本，同时提高了监测结果的精确性、可靠性，可有效预防和避免突发情况，节约能源，具有较好的实际应用价值和推广前景，同时也为实现现代化养殖模式以及相关的科学研究奠定了良好基础。
关键词：物联网；水质监测；海参；水产养殖中图分类号：S126文献标识号：A文章编号：1001-4942（2016）09-0136-06AbstractIndustrial and intensive culture models are the future trends for aquaculture and online water quality monitoring system is one of the key factors to realize the modernization of aquaculture. In this paper， a small scale solar buoy type water quality monitoring system was introduced， and some important water quality indicators in sea cucumber aquaculture were monitored and analyzed. The results showed that online buoy type monitoring system could directly reflect the variation of water quality indicators in the pond， reduce the working strengths and risks， labor and administrative costs， promote the accuracy and reliability of monitoring results， thus it could effectively prevent and avoid the occurrence of unexpected situations and reduce cost. This system showed a good practical application value and promotion prospect. Meanwhile， it provided a solid foundation for related scientific researches and modernized aquaculture model.Keywords IOT； Water quality monitoring； Sea cucumber； Aquaculture水质是水产养殖行业的重要物质基础和技术指标，良好的水质可以为养殖生物提供天然饵料和适宜的生长环境，是养殖生物健康生长和发育的基础[1]。
传统的养殖模式已无法满足我国水产养殖现代化的生产要求，集约化养殖模式在水产养殖产业中的地位越来越突出。
作为先进的养殖模式，其最为关键的环节就是水质环境调控[1，2]。
在传统养殖模式中，大部分采用人工进行水质监测，时效性差，难以及时发现水质问题，以致影响经济收益。
随着物联网技术的发展，水质监测系统的技术得到了发展和应用，实现了远程化、智能化的监测和管理[3-8]。
应用于水产养殖的水质监测系统在国外的研究应用已较为成熟，日本、美国等发达国家在20世纪末率先把水环境因子监测装置应用在水产养殖领域，实现了水产养殖的智能化管理[9]。
我国对应用于水产养殖过程中的水质监测系统的研究与应用起步较晚，对水质监控的技术和管理手段相对落后。
小型太阳能浮标式水质监测系统是采用太阳能供电，运用现代传感器、自动控制、自动测量、无线传输等高新技术及相关分析软件和通讯网络构成的一套综合性的水质在线监测系统[10]。
可通过手机或电脑终端实时监控水质情况，及时获取异常情况的提醒及警报，帮助养殖人员快速有效地采取应对措施。
该系统通过水质信息智能感知、信息智能处理和控制以及可靠的信息传输系统等成熟的物联网技术使水产养殖行业更加科学、先进、稳定、可靠，其运行成本的经济性、使用操作的方便性可以促使水产养殖行业有效扩大养殖规模，增加产品产量，降低养殖成本，减少养殖风险，减轻劳动强度，最终实现绿色环保、增产增收、节能减排的现代化水产养殖模式[11-13]。
20世纪80年代以来海参的营养价值被广泛认可，国内对海参需求量的增加以及海参养殖行业的高利润使海参逐渐成为北方沿海地区的主要养殖品种[14]。
据资料统计，超过80%的海参养殖病害是由水质问题导致的[15]，因此，对池塘水质科学管理是减少海参病害发生、提高海参质量和产量的主要措施。
基于物联网技术的水质监测系统在水产养殖中的应用，可以提高水产养殖的管理和技术水平，使管理人员能够及时监控水质变化情况，根据养殖环境变化及时调整控制措施。
本研究将基于物联网技术的小型太阳能浮标式水质监测系统应用于海参养殖池塘的水质监测和调控，并通过对实验过程中监测数据的跟踪与比对，选取具有代表性的海参养殖周期（3月15日至5月15日）进行水质变化规律分析；同时选取5月4-6日的数据，探讨不同气候条件下养殖池塘水质的日变化情况，以及如何及时采取措施应对恶劣天气条件导致的水质变化，以期为该系统在水产养殖生产中的推广应用提供科学依据，促使水产养殖行业更好更快地发展。
1小型太阳能浮标式水质监测系统工作原理及架构1.1工作原理该系统采用太阳能板供电，可24小时连续不间断进行水质监测。
CPU模块对系统传感器所采集的溶解氧（DO）、pH值、水温（T）、盐度（S）等水质指标分析和处理之后，通过GPRS无线传输到手机或电脑终端，工作人员可以利用系统软件进行数据的观测、查询及生成曲线图形，并根据走势规律预测相关水质变化趋势。
CPU模块中同时集成了自动增氧机控制设备，可通过远程操作或键入相关指令在溶氧较低时自动启动增氧机工作。
系统工作原理见图1。
1.2系统架构本实验所用小型太阳能浮标式水质监测系统采用标准Modbus协议的数字信号传输传感器，通讯可集成到PLC（可编程逻辑控制器）或SCADA（数据采集与监视控制系统），并能够通过指令对传感器及相关模块进行控制。
溶解氧传感器采用第二代动态荧光淬灭法传感器并内置盐度校准程序，可通过输入现场海水盐度对其进行盐度补偿，盐度值基于电导率法测量；pH传感器采用氧化还原电极测量原理，同时具有温度补偿功能；温度传感器可自动实时进行温度补偿。
2该系统在海参池塘养殖中的应用试验2.1监测指标利用该系统进行养殖水体在线监测的主要指标是溶解氧（DO）、pH值、水温（T）以及盐度（S）。
DO是水体养殖生物进行呼吸代谢及其它维持生长活动的重要参数，也是水质评价的重要指标。
高浓度DO可氧化分解水体中的有毒有害物质，抑制厌氧性有害菌繁殖，减少病害的发生[9]。
结合实际生产，海参养殖池塘的DO要求最低为5 mg/L，过低则会导致海参死亡。
pH值除可以直接反映水体的酸碱度外，也能间接反映水体中浮游植物群落的浓度及其光合作用强度，还可以根据pH值的高低判断水体中DO含量等情况。
海参养殖对pH值的要求为7.6～8.5。
水温也是影响水产养殖生物生理代谢活动的重要因子，海参最适宜的生长水温为10～16℃，当水温超过20℃时，海参将逐渐进入夏眠状态，养殖过程中水温应维持在5～28℃之间。
海参属于狭盐性海洋生物，海水盐度超出适宜范围将会影响其正常的生长和发育，并最终导致疾病的发生，所以养殖水盐度应该稳定在28～34之间[16]。
2.2实验方法2015年9月将小型太阳能浮标式水质监测系统（型号：KLD-FB-01，厦门吉龙德环境工程有限公司）投放到荣成东楮岛海洋科技有限公司位于山东荣成东楮岛附近的海参池塘中，经过系统调试和数据校准并正常运行后，于2016年3月开始进行实验，实验周期为3月15日至5月15日，每分钟测定一次各指标值，并通过GPRS进行传输。
同时，根据海参养殖水质要求设置各指标最低报警值，其中，DO最低报警值设置为5 mg/L，并设置当DO下降到5 mg/L时充氧机自动开启进行工作，当DO恢复到5 mg/L以上时充氧机停止工作。
3结果与分析3.1海参养殖周期水质月变化情况3月15日-5月15日的主要参数变化情况见图2。
3月间，由于荣成冷空气较多，水温波动较大，4月份水温变化相对平缓，5月份受降雨等春季天气多变的影响，水温波动也较大。
受养殖周期温度持续升高的影响，浮游植物大量繁殖，光合作用逐渐增强，DO逐渐增加；但受天气的影响，3月中下旬和5月上中旬DO波动较大，在半夜或清晨出现了多次低于预警值的时间段。
pH值和盐度S的变化较为平缓，但5月上旬由于雨水增多，大量雨水进入养殖池，使盐度S和pH值下降，池内酸性升高，当雨水减少后受养殖池内浮游植物等的影响pH又重新升高。
总体来说，本次实验养殖池塘水体的pH值在正常范围内波动。
3.2水质日变化情况选取5月4-6日进行水质日变化情况分析，其中5月4日为晴天，5日阴天，6日当地开始降温并伴随强降雨天气。
结果（图3）显示，5月4日水温为15.0～17.4℃，温差2.4℃；5月5日水温为16.0～16.5℃，温差0.5℃；5月6日水温为15.6～18.1℃，温差2.5℃。
日间水温高，夜间水温低。
5月4-6日，各天的溶解氧变化范围分别为4.60～7.37、5.83～6.87、4.73～7.48 mg/L，平均值分别为（5.92±1.01）、（6.36±0.33）、（6.27±0.79） mg/L。
DO的变化均呈日间高夜间低的趋势，无论天气状况如何，峰值一般出现在12-16时，而低值出现在0-5时。
4-6日共出现两次DO过低预警，分别为4日凌晨1时以及6日5时许，两次预警后自动增氧机都正常开启工作，且均在1～2 h后DO开始逐渐恢复正常。
pH值的变化较为稳定，3天内的变化范围为7.9～8.3，平均值为8.17±0.08；只在6日降雨时由于雨量的增加出现一定程度的下降，当降雨停止后在浮游植物的调节下pH又重新升高。