蟹池物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)控生態(tài)高效養(yǎng)殖模式

王桂民，張金彪，羅明，包門(mén)華，湯云霞

（1.金壇區(qū)水產(chǎn)技術(shù)指導(dǎo)站，江蘇　金壇　213200；2.金壇區(qū)直溪鎮(zhèn)農(nóng)服站，江蘇　金壇　213200；3.金壇區(qū)儒林鎮(zhèn)農(nóng)服站，江蘇　金壇　213225）

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蟹池物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)控生態(tài)高效養(yǎng)殖模式

王桂民1，張金彪1，羅明1，包門(mén)華2，湯云霞3

（1.金壇區(qū)水產(chǎn)技術(shù)指導(dǎo)站，江蘇金壇213200；2.金壇區(qū)直溪鎮(zhèn)農(nóng)服站，江蘇金壇213200；3.金壇區(qū)儒林鎮(zhèn)農(nóng)服站，江蘇金壇213225）

物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念。2012年江蘇省常州市金壇區(qū)在金壇河蟹產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)首創(chuàng)了蟹池物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)控生態(tài)高效養(yǎng)殖模式，在標(biāo)準(zhǔn)化池塘中配套物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)，采取“移殖螺螄、栽種水草、科學(xué)投餌、調(diào)節(jié)水質(zhì)、生態(tài)防病”等生物技術(shù)，確立了“每667 m2放自育蟹種1 200只，每667 m2產(chǎn)河蟹120 kg，每667 m2效益5 000元以上”的技術(shù)模式，從而大幅度改善了池塘生態(tài)環(huán)境，節(jié)省了人工成本，降低了發(fā)病率，生產(chǎn)出的產(chǎn)品達(dá)到綠色、安全、高質(zhì)量的無(wú)公害水產(chǎn)品要求。2015 年120×667 m2蟹池共產(chǎn)規(guī)格為165～170 g/只的商品蟹15 740 kg，平均每667 m2產(chǎn)河蟹129 kg，實(shí)現(xiàn)河蟹產(chǎn)值159.43萬(wàn)元、效益103.74萬(wàn)元，平均產(chǎn)值13 280元/667 m2、效益8 645元/667 m2。

1　放養(yǎng)前準(zhǔn)備

去冬今春，抽干池水、清除淤泥、平整池底、修補(bǔ)坡邊、加固池埂，保持水深1.2～1.5 m。每667 m2用生石灰200～300 kg化水全池潑灑，清除野雜魚(yú)并殺滅病原生物。半個(gè)月后，種植復(fù)合型水草，深水區(qū)種植黃絲草、輪葉黑藻，淺水區(qū)種植苦草、伊樂(lè)藻，使全池水草覆蓋率30%～40%。當(dāng)水溫升到15℃時(shí)，每667 m2施生物有機(jī)肥20 kg，使池水呈淡紅色，達(dá)到“肥、活、嫩、爽”，以培育水體中的紅蟲(chóng)、水蚯蚓、小螺螄等，為河蟹、青蝦提供優(yōu)質(zhì)天然餌料，促進(jìn)水草生長(zhǎng)。清明節(jié)前，每667 m2一次性投放鮮活螺螄400～500 kg，為蟹種提供活餌料。

2　蟹種放養(yǎng)

2.1設(shè)置暫養(yǎng)區(qū)

在養(yǎng)殖池塘中，用聚乙烯網(wǎng)片圍成20%的方形區(qū)域作為蟹種暫養(yǎng)區(qū)，網(wǎng)片上段設(shè)置防逃設(shè)施，網(wǎng)片下段埋入土中20 cm左右，防止蟹種逃出。

2.2放養(yǎng)蟹種

2月15日，在暫養(yǎng)區(qū)內(nèi)投放肢體健全、活動(dòng)敏捷、足爪無(wú)損、規(guī)格為120～130只/kg的自育蟹種，平均每667 m2放1 200只，既有利于集中強(qiáng)化培育，又有利于暫養(yǎng)區(qū)外的水草生長(zhǎng)。5月20日后撤除網(wǎng)片，全池散放。

3　物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)包括水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程終端平臺(tái)三部分。水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由5臺(tái)水質(zhì)全自動(dòng)分析儀、5個(gè)水質(zhì)采集器、5個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)等構(gòu)成；視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由9個(gè)攝像頭、2個(gè)控制節(jié)點(diǎn)、2個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)等部分構(gòu)成；遠(yuǎn)程終端平臺(tái)主要由2個(gè)網(wǎng)關(guān)、1個(gè)基站、1套本地監(jiān)控終端等部分組成。

3.1安裝

3.1.1水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)先將傳感節(jié)點(diǎn)按三角形均勻設(shè)置在蟹池中，并配備由太陽(yáng)能供電的無(wú)線水質(zhì)采集器。之后在每只蟹池中安裝水泵，讓其與管理房?jī)?nèi)的在線分析儀相連。

3.1.2視頻監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)攝像頭配置高低，沿蟹池邊四周設(shè)置相互對(duì)應(yīng)的攝像頭，再在微孔增氧設(shè)備旁設(shè)置控制節(jié)點(diǎn)，在蟹池之間設(shè)置中繼節(jié)點(diǎn)。

3.1.3遠(yuǎn)程終端平臺(tái)在管理房?jī)?nèi)設(shè)置總控制室，配備網(wǎng)關(guān)、基站、工控機(jī)、投影機(jī)和投影屏幕，一個(gè)網(wǎng)關(guān)通過(guò)RS485接口連接水質(zhì)采集器，另一個(gè)網(wǎng)關(guān)通過(guò)RS232接口連接自動(dòng)分析儀。系統(tǒng)架構(gòu)及部分產(chǎn)品位置如圖1所示。

3.2運(yùn)行

圖1　系統(tǒng)構(gòu)架圖

3.2.1采集水質(zhì)自動(dòng)分析儀自動(dòng)抽取池塘水，自動(dòng)添加試劑，自動(dòng)分析水樣，分析得出結(jié)果，自動(dòng)傳輸并轉(zhuǎn)換為智能化信息，主要采集氨氮、總磷、總氮、亞硝酸鹽、高錳酸鹽指數(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)。水質(zhì)采集器采集pH值，傳感節(jié)點(diǎn)采集溶解氧和水溫，然后將采集到數(shù)據(jù)通過(guò)傳感節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)、控制節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)以多跳路由方式無(wú)線自組網(wǎng)、路由傳輸?shù)交尽?/p>

3.2.2傳輸無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基站處理及存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，并根據(jù)養(yǎng)殖池塘環(huán)境參數(shù)由無(wú)線水質(zhì)控制器控制微孔增氧設(shè)施的開(kāi)關(guān)，適時(shí)啟動(dòng)微孔增氧設(shè)施對(duì)池塘環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基站又與本地監(jiān)控終端或遠(yuǎn)程監(jiān)控終端進(jìn)行通信交互，各監(jiān)控終端實(shí)時(shí)為生產(chǎn)提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及執(zhí)行裝置的工作狀況。

3.2.3監(jiān)控通過(guò)監(jiān)控終端遠(yuǎn)程控制監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，并擴(kuò)展采集、傳輸圖像、視頻和溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向和雨量等參數(shù)等信息以及擴(kuò)展水產(chǎn)品溯源與質(zhì)量安全控制和實(shí)現(xiàn)集多領(lǐng)域?qū)＜抑腔鄣闹悄軟Q策系統(tǒng)。

3.2.4顯示物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的所有參數(shù)及其融合數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理、實(shí)時(shí)繪制曲線及表格、實(shí)時(shí)直觀顯示，以及實(shí)現(xiàn)歷史采集數(shù)據(jù)的查詢和表格及曲線繪制、報(bào)表統(tǒng)計(jì)。

3.2.5服務(wù)①自動(dòng)增氧。通過(guò)監(jiān)控設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水體溶氧，當(dāng)蟹池水體中溶氧降至4 mg/L以下時(shí)，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟微孔增氧設(shè)施，對(duì)蟹池水體進(jìn)行增氧；待蟹池水體中溶氧達(dá)到4 mg/L以上時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停止增氧。②發(fā)出預(yù)警信號(hào)。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蟹池水質(zhì)，及時(shí)把監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)上傳專(zhuān)家服務(wù)系統(tǒng)，以短信形式發(fā)送到區(qū)、鎮(zhèn)兩級(jí)技術(shù)人員和養(yǎng)殖戶手機(jī)上，提醒技術(shù)人員根據(jù)水溫、溶解氧、溫度、氨氮、總磷、總氮、高錳酸鹽、亞硝酸鹽8個(gè)指標(biāo)參數(shù)變化情況，從而進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)，提醒養(yǎng)殖戶及時(shí)采取有效措施。③采取應(yīng)對(duì)措施。pH值低于7時(shí)，科學(xué)使用生石灰調(diào)節(jié)水質(zhì)；氨氮高于0.5 mg/L或亞硝酸鹽高于0.2 mg/L或高錳酸鹽高于10 mg/L或總氮高于2.5 mg/L或總磷高于0.3 mg/L時(shí)，使用水質(zhì)改良劑調(diào)節(jié)水質(zhì)，并配套增氧設(shè)備進(jìn)行增氧；水溫高于30℃時(shí)，調(diào)整飼料結(jié)構(gòu)，降低動(dòng)物性餌料投喂量，做到合理葷素“搭配”。

4　小結(jié)

雖然在蟹池中安裝物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)目前存在著成本較高、維護(hù)保養(yǎng)困難、部分零部件使用年限短等問(wèn)題，不利于在分散的養(yǎng)殖戶中推廣，但它在生態(tài)、提質(zhì)、增效上作用明顯，適宜在蟹池規(guī)模化養(yǎng)殖中使用。

4.1有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境

物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)把發(fā)展現(xiàn)代漁業(yè)與生態(tài)修復(fù)、健康養(yǎng)殖進(jìn)行有機(jī)融合，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行綜合監(jiān)控與修復(fù)，改善水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境，使河蟹在適宜的環(huán)境下生長(zhǎng)，有效提高河蟹的產(chǎn)量和質(zhì)量。同時(shí)，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)可以及時(shí)了解養(yǎng)殖尾水的水質(zhì)情況，節(jié)約水資源，有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

4.2實(shí)現(xiàn)了降本增效

物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蟹池溶氧不僅能夠科學(xué)準(zhǔn)確判斷出了溶氧的不足，而且自動(dòng)開(kāi)啟微孔增氧設(shè)施也節(jié)省了人工，全年每667 m2可節(jié)省人工50個(gè)成本5 000元。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蟹池水質(zhì)，可準(zhǔn)確把握投餌量，減少飼料浪費(fèi)，也有效控制了過(guò)量投喂對(duì)養(yǎng)殖水體造成的污染。據(jù)測(cè)算，可節(jié)省飼料3 t，折合4 200元。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水體理化指標(biāo)，便于及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，增強(qiáng)河蟹的抗病能力，降低發(fā)病率，減少藥物的使用量。與周邊蟹池相比，可減少調(diào)水次數(shù)5次、漁藥2次，僅這一項(xiàng)可減少生物制劑成本150元、漁藥成本40元。

4.3科學(xué)合理指導(dǎo)生產(chǎn)

運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)管理河蟹養(yǎng)殖生產(chǎn)，從以往用肉眼診斷河蟹病害轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^(guò)監(jiān)測(cè)水體理化指標(biāo)診斷病害，為指導(dǎo)河蟹養(yǎng)殖生產(chǎn)管理對(duì)策提供科學(xué)的參考依據(jù)。

doi：10.3969/j.issn.1004-2091.2016.05.003

收稿日期：（2016-03-20）