水产养殖监控系统
一、KITOZER（开拓者）水产养殖监控系统概述
本系统无线传感器网络技术设计。传统的监测系统采用铺设线缆的方式进行数据采集，工程量大、成本高，同时由于传感器大多通过微电压进行数据采集，过长的线缆铺设会导致数据的误差较大。本系统采用包含的4G网关和2公里节点组成多点多跳的星状网络，特有的电源管理系统结合超低功耗的芯片设计，使整套系统仅需要太阳能供电，并能够在阴雨天气保证长期稳定的运行。
二、水产养殖监控系统的原理
水产养殖环境远程智能监控系统由前端部分来完成对环境监测因子的含量的监测与汇总、转换、传输等工作，监测因子包括水温、光照、溶氧、氨氮、硫化物、亚硝酸盐等，这些监测因子由数据采集终端使用不同的方法进行测量获得一个非常准确的测量数据，此结果通过数据处理转换后经由网络向在线监测数据平台传输数据，在线监测数据传输平台来实现数据的接收、过滤、存储、处理、统计分析并提供实时数据查询等任务，当溶氧超过设定值的时候，可靠、准确、实时、全面、快速、高效的将真实的水产养殖环境信息展现在管理人员的面前自动开启或者关闭指定设备。整个系统可达到安全、可靠、实时、准确、全面、快速、高效的将真实的水产养殖环境信息展现在管理人员的面前。
三、系统的组成与功能
本系统利用传感器测量出水中相应的环境因子（如PH值，溶解氧，温度等），然后利用相应参数的在线仪表读出传感器传出的信号，并可将这些信号转化为数字信号或者模拟电流信号，传入现场PLC控制系统以及终端，再通过编制的软件实现数据整理和数据分析，并实施预警预报。
1、数据中心
数据中心可实现对数据的接收、存储、显示、数据请求以及曲线显示、报表打印输出等信息管理工作和进行特殊情况的监控中心预警以及通过客户端软件方便地访问实时和历史数据。
2、空气质量监控点
实时将现场的水温、光照、溶氧、氨氮、硫化物、亚硝酸盐等数据采集到数据采集终端内，根据实时数据实现采集点现场的自动报警，防止事故的发生（并预留监控点的控制接口）。
3、用户手机
通过智能手机访问数据中心采集现场实时数据或编辑短信发送到数据采集终端采集现场实时数据。
四、系统界面
系统采用图形化显示界面，提供柱状图、实时曲线、历史曲线等显示手段，使用户观察数据更加直观和方便。
1.设备配置
该功能是使用软件的第一步。点击主界面中的<设备配置>按钮进入界面。
2.权限管理
软件操作用户的权限管理，可以进行用户的添加、删除、修改密码、注销用户操作。在主界面点击<权限管理>按钮进入界面。
3.实时监测
软件的主功能和主界面，在该界面中用户可以实时查看当前系统中的水温、光照、溶氧、氨氮、硫化物、亚硝酸盐等数据及报警信息。点击<实时监测>按钮，显示该界面。
4.报警查询
查询历史报警信息。点击<报警查询>进入界面。在该界面中，用户可以通过选择设备标识和时间段来查询相关历史报警信息。点击<导出>按钮，将查询到的报警信息导出到Excel表格中。
5.短信设置
进行短信报警及其相关的各项设置。
五、系统功能特点
1.实用性
水产养殖地理位置分散，因此采用覆盖广泛的网络高信号捕捉，必要是采用高增益天线，可确保网络的正常运行。
2.实时性
采用更新的通信和软硬件技术，建立了清晰和合理的系统架构，可以实现多线程的远程并发通信，在几秒时间内，可以让成百上千台的数据采集终端实时传送到监控中心进行集中监视和远程调度，实现故障信息的及时报警。可以进行系统或模块的无限扩展，便于长期的升级和维护，延长系统的寿命，通过更新部件，能让系统一直存在下去，而不至于整个系统瘫痪，造成大量的投资损失。
3.操作简易性
系统软件功能完善，模块化、图形化设计，全过程全中文帮助，操作简单方便。
4.性价比高
该系统专为水产养殖环境监控量身定制，充分考虑到水产养殖环境各个环节的业务需求。
六、系统的优势
1.软件系统基于成熟的物联网通用平台，系统运行稳定可靠，性能优异。采用云计算模式，客户无需架设专门的服务器和网络系统，节省投资，软件系统部署和维护简便。
2.集成的视频监控功能，视频与环境监控无缝集成，实现真正意义的可视化监控管理。
3.集成度高，前端监控设备选用文朗润诚自主研发的一体化温室智能监控终端，集成度高，无需专门安装，插电即用，后期维护简便。
4.硬件可靠性高，防尘、防水，可以安装在户外，适应阴雨潮湿等恶劣环境。
5.软件系统功能完善，专门为农业客户定制的系统界面，界面友好，操作便捷。集成的视频监控功能，实现便捷的远程可视化管理。
6.兼容性好，通过配置，可以连接客户已有的不同厂商品牌的采集和控制设备。灵活的配置功能，可以满足不同客户的个性化需求。
7.支持计算机、手机等多种终端访问，提供智能手机客户端软件，可以随时随地监控温室环境。集成手机短信、email等多种展现和交互方式，信息传递及时、便捷。
8.系统扩展性好，支持二次开发，可以与客户现有其它信息系统深度集成。
9.配套的农业知识库，农产品溯源系统等附加功能。
10.养殖的条件变得可控，养殖环境不再受天气的限制，养殖水体的水温，溶解氧、PH值，氨氨含量等等一系列的重要的影响因素都变得可控可调；
11.水产养殖监控系统的运用大大降低传统的养殖成本，包括人工、饵料成本。
七、应用范围
该系统广泛适用于水产养殖行业。
八、案例分析<br />
某河蟹养殖环境智能监控系统
（1）溶解氧智能传感器
本系统采用具有自校准、自诊断、即插即用、能耗管理功能一体化特点的溶解氧智能传感器。溶解氧智能传感器主要包括传感器探头和变送器两个部分。传感器探头包括溶解氧探头和温度探头，可同时测得溶解氧信号与水温信号。
传感器工作过程如下：
1)探头检测的水体溶解氧信号与温度探头检测的水体温度信号，通过各自的信号调理电路进行放大滤波处理后，通过溶解氧智能变送器的微处理器进行 A/D 转换。
2)然后根据IEEE1451. 2协议对转换结果进行温度补偿以得到精确的溶解氧值。
3)溶解氧智能变送器将处理过的结果通过RS485通信模块传输至数据采集节点。
（2）无线传感网络与各节点设备
数据采集节点、控制节点（中继节点）、汇聚节点等设备通过自组织的方式部署在水质监测的实际环境中，在覆盖范围内的节点构成无线传感网络。网络中分布于不同区域的节点，被划分到各个子网中进行管理。网络中监测到的水质数据通过多跳路由的方式在相邻节点间进行传递，传送到现场监控计算机，现场控制软件系统对水质数据进行综合分析和处理后做出相关解决方案提供给决策者，或将相关监控数据提供用户浏览。
（3）现场监控中心
河蟹养殖水质智能监控系统的现场监控平台安装在河蟹养殖场的中心办公室。监控平台应具备的功能有：
1) 可实时显示水质参数数值的变化
2) 可显示水质参数任意时间段的历史数据
3) 可存储、下载水质参数历史数据
4) 可显示数据变化曲线
5) 可修改、查询系统状态与参数设旨；显示各节点通讯状态及能量状况
6) 可实现对增气机等设备的自动化、智能化控制，同时也应具备人为控制功能。
考虑以上所述必备功能，系统采用PC电脑作为现场监控计算机，完成水质参数的采集、处理、显示、存储、调控等功能。现场监控计算机通过RS485串口与汇聚节点进行通信，接收水质参数数据，并发送水质调控指令。
九、配置清单
十、技术参数
1.管理监控服务器
产品型号：KTR-X86
CPU：J1900
USB：4个USB口
IO通道：6DI 2 DO
硬盘：机械硬盘500G (可选配固态硬盘120G或240G)
以太网口：1个10/100/1000M以太网口
电源输入：AC 220V
功耗：<80W
环境温度：-10℃～50℃
环境湿度：10%～90%RH，无凝露
静电防护：接触放电:±6KV；空气放电:±8KV
EFT防护：±2KV
长×宽×高：440MM × 280MM × 44MM
内存：1xSO-DIMM，DDR3 1333MHz Memory，4G(可选配8G)
串口：2个RS232，6个RS485串口
2.采集模块
产品型号：KTR-8060
隔离电压：5000VRMS
输入阻抗：3KΩ/0.5W
计数通道： 8
输入频率： 100 Hz
脉冲宽度： 5 ms
触点容量：（交流）250 V/3 A
触点容量：（直流）30 V /3 A
接通时间(典型)：3 ms
断开时间(典型)：1 ms
绝缘电阻：1000 MΩ（500VDC）
RS-485通讯接口（2线制）
输入阻抗：3KΩ/0.5W
电源要求：+9V~+36VDC
功耗：1.9W/24VDC
械特性：ABS塑料外壳，标准DIN导轨安装
工作温度：-10~70℃
存储温度：-25~85℃
湿度：5~95%，无结露
3.pH传感器
产品型号：KTR-P06-PH
测量范围：0~14PH
精度：±0.1PH
工作温度：0~60℃
PH信号输出：4~20mA
耐压范围：0~4bar
响应时间：≤10S
工作电压：12V
4.氨氮传感器
产品型号：KTR-6500-NH4
测量范围：0.1~18000ppm
分辨率：0.001ppm
测量精度：±3%
Temp测量范围：0~50℃
分辨率：0,1℃
测量精度：±0.2℃
耐压范围：0~3bar
5.溶氧传感器
产品型号：KTR-952-DO
测量范围：0~20mg/L
测量精度：±0.2%FS
温度测量范围：0~60℃
温度补偿：自动
输出信号：4~20mA
耐压范围：0~2bar
6.光照度变送器
产品型号：KTR-100LUX
直流供电：DC10~30V
波特率：2400/4800/9600
温度精度：±0.3℃（25℃）
湿度精度：±2%RH（60% 25℃）
光照精度：±7%
温度量程：-40~80℃
湿度量程：0~100%RH
设备功率：≤0.5W
7.亚硝酸盐传感器
产品型号：KTR-ADC-3H1
测量范围：0.1~1000mg/L
分辨率：0.01mg/L
温度范围：0~50℃
测量精度：±2.5%
输出方式：RS485接口
电源：9~36V
产品材质：PPS材质
8.盐度传感器
产品型号:KTR-A023-LH
量程范围：0~20uS/cm
分辨率：0.01
精度：±1.5%F.S
工作温度：0~65℃
工作压力：＜0.6Mps
供电：12VDC~24VDC±10%
校准方式：两点校准
功耗：＜0.5W
9.叶绿素传感器
产品型号：KTR-P-1
量程范围：0~1000NTU
分辨率：0.1NTU
精度：＜5%
电源：DC5~12V
电流：＜50mA
数据通讯：RS485
深度：水下10米
10.硫化氢传感器
产品型号：KTR-H2S-A1
工作电压：DC12~24V±0.2V
量程范围：0~300ppm
分辨率：1ppm
测量误差：±10%FS（25℃）
响应时间：＜2min
输出方式：RS485
11.水位传感器
产品型号：KTR-H-300
测量介质：-100~260MPa
量程范围：0~50mH
精度等级：0.1%FS
工作温度：-40~85℃
过载能力：200%满量程
稳定性能：±0.1%FS/年
十一、总结
广州莱安专业生产销售水产养殖监控系列产品，拥有18年施工及实施经验，为广大客户解决了水产养殖监控各种难题，得到了广大客户的广泛认 可。我司免费为直接客户及工程集成商提供水产养殖监控解决方案及报价，欢迎全国广大客户来人来电咨询业务！
水产养殖监控系统
一、KITOZER（开拓者）水产养殖监控系统概述
本系统无线传感器网络技术设计。传统的监测系统采用铺设线缆的方式进行数据采集，工程量大、成本高，同时由于传感器大多通过微电压进行数据采集，过长的线缆铺设会导致数据的误差较大。本系统采用包含的4G网关和2公里节点组成多点多跳的星状网络，特有的电源管理系统结合超低功耗的芯片设计，使整套系统仅需要太阳能供电，并能够在阴雨天气保证长期稳定的运行。
二、水产养殖监控系统的原理
水产养殖环境远程智能监控系统由前端部分来完成对环境监测因子的含量的监测与汇总、转换、传输等工作，监测因子包括水温、光照、溶氧、氨氮、硫化物、亚硝酸盐等，这些监测因子由数据采集终端使用不同的方法进行测量获得一个非常准确的测量数据，此结果通过数据处理转换后经由网络向在线监测数据平台传输数据，在线监测数据传输平台来实现数据的接收、过滤、存储、处理、统计分析并提供实时数据查询等任务，当溶氧超过设定值的时候，可靠、准确、实时、全面、快速、高效的将真实的水产养殖环境信息展现在管理人员的面前自动开启或者关闭指定设备。整个系统可达到安全、可靠、实时、准确、全面、快速、高效的将真实的水产养殖环境信息展现在管理人员的面前。
三、系统的组成与功能
本系统利用传感器测量出水中相应的环境因子（如PH值，溶解氧，温度等），然后利用相应参数的在线仪表读出传感器传出的信号，并可将这些信号转化为数字信号或者模拟电流信号，传入现场PLC控制系统以及终端，再通过编制的软件实现数据整理和数据分析，并实施预警预报。
1、数据中心
数据中心可实现对数据的接收、存储、显示、数据请求以及曲线显示、报表打印输出等信息管理工作和进行特殊情况的监控中心预警以及通过客户端软件方便地访问实时和历史数据。
2、空气质量监控点
实时将现场的水温、光照、溶氧、氨氮、硫化物、亚硝酸盐等数据采集到数据采集终端内，根据实时数据实现采集点现场的自动报警，防止事故的发生（并预留监控点的控制接口）。
3、用户手机
通过智能手机访问数据中心采集现场实时数据或编辑短信发送到数据采集终端采集现场实时数据。
四、系统界面
系统采用图形化显示界面，提供柱状图、实时曲线、历史曲线等显示手段，使用户观察数据更加直观和方便。
1.设备配置
该功能是使用软件的第一步。点击主界面中的<设备配置>按钮进入界面。
2.权限管理
软件操作用户的权限管理，可以进行用户的添加、删除、修改密码、注销用户操作。在主界面点击<权限管理>按钮进入界面。
3.实时监测
软件的主功能和主界面，在该界面中用户可以实时查看当前系统中的水温、光照、溶氧、氨氮、硫化物、亚硝酸盐等数据及报警信息。点击<实时监测>按钮，显示该界面。
4.报警查询
查询历史报警信息。点击<报警查询>进入界面。在该界面中，用户可以通过选择设备标识和时间段来查询相关历史报警信息。点击<导出>按钮，将查询到的报警信息导出到Excel表格中。
5.短信设置
进行短信报警及其相关的各项设置。
五、系统功能特点
1.实用性
水产养殖地理位置分散，因此采用覆盖广泛的网络高信号捕捉，必要是采用高增益天线，可确保网络的正常运行。
2.实时性
采用更新的通信和软硬件技术，建立了清晰和合理的系统架构，可以实现多线程的远程并发通信，在几秒时间内，可以让成百上千台的数据采集终端实时传送到监控中心进行集中监视和远程调度，实现故障信息的及时报警。可以进行系统或模块的无限扩展，便于长期的升级和维护，延长系统的寿命，通过更新部件，能让系统一直存在下去，而不至于整个系统瘫痪，造成大量的投资损失。
3.操作简易性
系统软件功能完善，模块化、图形化设计，全过程全中文帮助，操作简单方便。
4.性价比高
该系统专为水产养殖环境监控量身定制，充分考虑到水产养殖环境各个环节的业务需求。
六、系统的优势
1.软件系统基于成熟的物联网通用平台，系统运行稳定可靠，性能优异。采用云计算模式，客户无需架设专门的服务器和网络系统，节省投资，软件系统部署和维护简便。
2.集成的视频监控功能，视频与环境监控无缝集成，实现真正意义的可视化监控管理。
3.集成度高，前端监控设备选用文朗润诚自主研发的一体化温室智能监控终端，集成度高，无需专门安装，插电即用，后期维护简便。
4.硬件可靠性高，防尘、防水，可以安装在户外，适应阴雨潮湿等恶劣环境。
5.软件系统功能完善，专门为农业客户定制的系统界面，界面友好，操作便捷。集成的视频监控功能，实现便捷的远程可视化管理。
6.兼容性好，通过配置，可以连接客户已有的不同厂商品牌的采集和控制设备。灵活的配置功能，可以满足不同客户的个性化需求。
7.支持计算机、手机等多种终端访问，提供智能手机客户端软件，可以随时随地监控温室环境。集成手机短信、email等多种展现和交互方式，信息传递及时、便捷。
8.系统扩展性好，支持二次开发，可以与客户现有其它信息系统深度集成。
9.配套的农业知识库，农产品溯源系统等附加功能。
10.养殖的条件变得可控，养殖环境不再受天气的限制，养殖水体的水温，溶解氧、PH值，氨氨含量等等一系列的重要的影响因素都变得可控可调；
11.水产养殖监控系统的运用大大降低传统的养殖成本，包括人工、饵料成本。
七、应用范围
该系统广泛适用于水产养殖行业。
八、案例分析<br />
某河蟹养殖环境智能监控系统
（1）溶解氧智能传感器
本系统采用具有自校准、自诊断、即插即用、能耗管理功能一体化特点的溶解氧智能传感器。溶解氧智能传感器主要包括传感器探头和变送器两个部分。传感器探头包括溶解氧探头和温度探头，可同时测得溶解氧信号与水温信号。
传感器工作过程如下：
1)探头检测的水体溶解氧信号与温度探头检测的水体温度信号，通过各自的信号调理电路进行放大滤波处理后，通过溶解氧智能变送器的微处理器进行 A/D 转换。
2)然后根据IEEE1451. 2协议对转换结果进行温度补偿以得到精确的溶解氧值。
3)溶解氧智能变送器将处理过的结果通过RS485通信模块传输至数据采集节点。
（2）无线传感网络与各节点设备
数据采集节点、控制节点（中继节点）、汇聚节点等设备通过自组织的方式部署在水质监测的实际环境中，在覆盖范围内的节点构成无线传感网络。网络中分布于不同区域的节点，被划分到各个子网中进行管理。网络中监测到的水质数据通过多跳路由的方式在相邻节点间进行传递，传送到现场监控计算机，现场控制软件系统对水质数据进行综合分析和处理后做出相关解决方案提供给决策者，或将相关监控数据提供用户浏览。
（3）现场监控中心
河蟹养殖水质智能监控系统的现场监控平台安装在河蟹养殖场的中心办公室。监控平台应具备的功能有：
1) 可实时显示水质参数数值的变化
2) 可显示水质参数任意时间段的历史数据
3) 可存储、下载水质参数历史数据
4) 可显示数据变化曲线
5) 可修改、查询系统状态与参数设旨；显示各节点通讯状态及能量状况
6) 可实现对增气机等设备的自动化、智能化控制，同时也应具备人为控制功能。
考虑以上所述必备功能，系统采用PC电脑作为现场监控计算机，完成水质参数的采集、处理、显示、存储、调控等功能。现场监控计算机通过RS485串口与汇聚节点进行通信，接收水质参数数据，并发送水质调控指令。
九、配置清单
十、技术参数
1.管理监控服务器
产品型号：KTR-X86
CPU：J1900
USB：4个USB口
IO通道：6DI 2 DO
硬盘：机械硬盘500G (可选配固态硬盘120G或240G)
以太网口：1个10/100/1000M以太网口
电源输入：AC 220V
功耗：<80W
环境温度：-10℃～50℃
环境湿度：10%～90%RH，无凝露
静电防护：接触放电:±6KV；空气放电:±8KV
EFT防护：±2KV
长×宽×高：440MM × 280MM × 44MM
内存：1xSO-DIMM，DDR3 1333MHz Memory，4G(可选配8G)
串口：2个RS232，6个RS485串口
2.采集模块
产品型号：KTR-8060
隔离电压：5000VRMS
输入阻抗：3KΩ/0.5W
计数通道： 8
输入频率： 100 Hz
脉冲宽度： 5 ms
触点容量：（交流）250 V/3 A
触点容量：（直流）30 V /3 A
接通时间(典型)：3 ms
断开时间(典型)：1 ms
绝缘电阻：1000 MΩ（500VDC）
RS-485通讯接口（2线制）
输入阻抗：3KΩ/0.5W
电源要求：+9V~+36VDC
功耗：1.9W/24VDC
械特性：ABS塑料外壳，标准DIN导轨安装
工作温度：-10~70℃
存储温度：-25~85℃
湿度：5~95%，无结露
3.pH传感器
产品型号：KTR-P06-PH
测量范围：0~14PH
精度：±0.1PH
工作温度：0~60℃
PH信号输出：4~20mA
耐压范围：0~4bar
响应时间：≤10S
工作电压：12V
4.氨氮传感器
产品型号：KTR-6500-NH4
测量范围：0.1~18000ppm
分辨率：0.001ppm
测量精度：±3%
Temp测量范围：0~50℃
分辨率：0,1℃
测量精度：±0.2℃
耐压范围：0~3bar
5.溶氧传感器
产品型号：KTR-952-DO
测量范围：0~20mg/L
测量精度：±0.2%FS
温度测量范围：0~60℃
温度补偿：自动
输出信号：4~20mA
耐压范围：0~2bar
6.光照度变送器
产品型号：KTR-100LUX
直流供电：DC10~30V
波特率：2400/4800/9600
温度精度：±0.3℃（25℃）
湿度精度：±2%RH（60% 25℃）
光照精度：±7%
温度量程：-40~80℃
湿度量程：0~100%RH
设备功率：≤0.5W
7.亚硝酸盐传感器
产品型号：KTR-ADC-3H1
测量范围：0.1~1000mg/L
分辨率：0.01mg/L
温度范围：0~50℃
测量精度：±2.5%
输出方式：RS485接口
电源：9~36V
产品材质：PPS材质
8.盐度传感器
产品型号:KTR-A023-LH
量程范围：0~20uS/cm
分辨率：0.01
精度：±1.5%F.S
工作温度：0~65℃
工作压力：＜0.6Mps
供电：12VDC~24VDC±10%
校准方式：两点校准
功耗：＜0.5W
9.叶绿素传感器
产品型号：KTR-P-1
量程范围：0~1000NTU
分辨率：0.1NTU
精度：＜5%
电源：DC5~12V
电流：＜50mA
数据通讯：RS485
深度：水下10米
10.硫化氢传感器
产品型号：KTR-H2S-A1
工作电压：DC12~24V±0.2V
量程范围：0~300ppm
分辨率：1ppm
测量误差：±10%FS（25℃）
响应时间：＜2min
输出方式：RS485
11.水位传感器
产品型号：KTR-H-300
测量介质：-100~260MPa
量程范围：0~50mH
精度等级：0.1%FS
工作温度：-40~85℃
过载能力：200%满量程
稳定性能：±0.1%FS/年
十一、总结
广州莱安专业生产销售水产养殖监控系列产品，拥有18年施工及实施经验，为广大客户解决了水产养殖监控各种难题，得到了广大客户的广泛认 可。我司免费为直接客户及工程集成商提供水产养殖监控解决方案及报价，欢迎全国广大客户来人来电咨询业务！