对影响水产生长的水温、溶解氧、水体PH值、浊度、水位等各种关键环境数据进行长时段的、实时的、全面的监控和采集，保证采集数据的可靠性、完整性、实时性和普遍性，不断积累水生生物生长发育与所处微环境的对应关系，系统通过生产设备控制器和系统核心服务器间的数据通讯链路，将环境信息参数进行计算分析，再根据系统或专家分析生成监控设备的生产指令，通过通讯链路传输到设备控制器中，然后对水生生物活动环境进行调控操作，如控制通风的时间及时长等参数，使水生生物个体始终处于一个最佳的活动环境中，从而实现水产养殖池生产工作的信息化、智能化。

    养殖池环境在线监控系统主要由动环监控报警主机、物联网传感系统和智能控制系统组成，硬件设备包括相应的网络连接设备和各类传感器，实现对水产养殖池现场的各种环境因子进行采集、处理和控制等功能。

1.水产物联感知系统

    水产物联网感知系统以动环监控报警主机为核心，可接入环境监测、气象监测、入侵报警、火灾报警、智能控制等设备。根据水产养殖池的实际需求，需要在线采集水产养殖池环境信息（如水温、溶解氧浓度、PH等），配备适量的水温、溶解氧浓度、PH等传感器，这些环境信息通过动环监控报警主机实现数据集中上传。

    动环主机支持4-20mA模拟信号或485数字信号的接入，针对不同传感器特有的485协议，动环可以做相应的定制开发进行接入。

1.1动环监控报警主机

    动环监控报警主机，是一款集4-20mA模拟量及I/O信号采集、开关量报警输入输出于一体的多功能动环监控主机。可与空调、UPS、开关电源组等动力设备通信，支持气体、温度、湿度等传感器的模拟量输入，支持模拟量、RS-485数据的本地存储和搜索，同时可接受来自用户端发出的控制信号并做相关控制设备的联动输出。适用于室内场合的远程动力环境量监测和控制。

1) 技术介绍

    动环监控报警主机是水产养殖池环境与可视化溯源系统的核心设备，实现环境信息、报警信息实时处理、传输、存储等功能。它的出现解决了前端多系统集成的问题，它可以通过模拟量接口、开关量接口、串口与各子系统连接，对各种数据进行汇集，处理成数字信号，并可以提供向上的接口供平台访问、管理。

    多功能动环监控报警主机，可采集模拟量信号、串口信号、开关量信号，是针对物联网行业特点量身设计的监控报警主机。动环监控报警主机一体化设计，兼容多种规格的接口，可以保护现有投资，避免重复建设，后期只需增加主机数量便可支持更多子系统的接入。

2) 主要功能

    采集水产养殖池内的环境量信息，上传至监控中心。

    采集水产养殖池内的开关量报警信号，可实现本地设备的开关量联动输出。

    采集水产养殖池内的串口数据，实现预案联动。

3) 配置原则

    根据水产养殖池现场动环监测设备的接口数量进行配置，对于RS-485设备，支持总线方式。

1.2水温传感器

    水温传感器用于在线采集水体温度，支持4-20mA模拟信号或485数字信号的传感器，实时监测水产养殖池内温湿度，监测数据更加准确、有针对性。

    通过动环主机接入第三方传感器的监测数据上传至大平台，还可以叠加在视频监控画面中进行实时查看和预警指示。

1.3溶解氧传感器

    溶解氧浓度传感器用于在线采集养殖池内水体的DO浓度，支持4-20mA模拟信号或485数字信号的传感器，数据监测准确、可靠。

    通过动环主机接入第三方传感器的监测数据上传至大平台，还可以叠加在视频监控画面中进行实时查看和预警指示。

1.4 PH浓度传感器

    PH浓度传感器用于在线采集养殖池内水体的PH浓度，支持4-20mA模拟信号或485数字信号的传感器，数据监测准确、可靠。

    通过动环主机接入第三方传感器的监测数据上传至大平台，还可以叠加在视频监控画面中进行实时查看和预警指示。

1.5浊度传感器

    浊度传感器用于在线采集养殖池内水体的浊度，支持4-20mA模拟信号或485数字信号的传感器，数据监测准确、可靠。

    通过动环主机接入第三方传感器的监测数据上传至大平台，还可以叠加在视频监控画面中进行实时查看和预警指示。

2 智能控制系统

    水产养殖池内的相关辅助控制设备较多，许多设备都只能在前端进行控制，需为了实现远程的控制功能，如远程打开现场的增氧泵、投料机等设备，通过远程控制系统将水产养殖池辅助控制设备集中、整合，能够远程手动、联动控制。

    现场的控制设备分为2大类：开关设备、智能设备，通过动环主机接入第三方控制设备，支持1/0信号输出。

1) 对于开关设备

    只需控制设备的启、停，如增氧泵等，可以直接接入动环监控报警主机或IPC的开关量接口。平台可通过网络发送开关控制命令，控制设备的启、停；也可以设置相应的联动规则，比如通过温度报警联动风机启动散热等。

2) 对于智能设备

    需要多种控制，根据不同设备需要配置不同的控制模块，如空调需配置空调控制器。空调控制器相当于可以联网的遥控器，通过RS-485接口与动环监控报警主机连接，平台只需通过网络远程控制红外发射头发射空调控制命令即可，而不需要人到现场按遥控器。

    以水产养殖池最常见的灯光控制为例，对于采光条件比较差的室内以及夜晚低照度环境下的场地，为了能够看清设备、环境，当光线不足需开启灯光照明，当需要远程控制来实现时，通过动环监控报警主机或IPC开关量控制站内灯光的方法进行室内照明。

    采用监控系统控制站内灯光的方法进行室内照明存在的最大问题是要解决远程控制与本地控制之间的关系，需要改造站内的灯光开关，改造后平台可以远程控制开灯，本地可以关闭，反之本地开灯，远程也可以关闭，同时系统可以设置定时开关灯、报警时自动开灯、延时关灯等。

图1. 灯光智能控制示意图

    此外，系统可采取分区环控策略，对不同活动区域的水产群体进行独立控制，调整分区以保证生产管控系统能够较灵活的应对生产中的各种复杂情况带来的系统管理难度。

    如不同活动区域的水产群体需求会有区别，这种情况使得不同的生产区域需要使用不同的生产管控方法。

    系统自动记录生产设备的状态和生产操作步骤，以便管理人员进行设备状态、设备使用情况的统计和分析。

（金钱猫科技）