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水产养殖专业是以应用为主的学科,某些科学研究无法局限于实验室进行,而需要在与水产养殖实践相同或相近的条件下进行大面积推广应用。生产实习同样也是水产养殖专业实践教学的重要组成部分。因此,建设高水平养殖科教创新基地是水产养殖学科可持续发展的重要保证,同样也是教师科学研究与学生生产实践,加快水产科技成果转化的良好平台,是水产养殖专业教学中不可缺少的重要实践环节,是培养学生理论联系实践,加强动手操作和分析问题、解决问题的能力的重要途径。随着用人单位和社会对人才基本技能日益重视和整个社会教育理念的更新,在搞好传统教学的基础上,积极推进基地建设,是确保学生学有所成的关键。
1.教学、科研方面的基本功能
1.1强化学生专业素质
基地实践教学是水产养殖专业的重要教学内容,同时,基地还为学生提供了解养殖生产和先进生产技术的机会,不断强化学生的专业素质。学生在校内实习基地进行实习的过程中,首先,具有较强理论基础和丰富实践经验的教师从理论和实践两方面对学生加以指导,使学生不仅能够了解操作的理论依据,而且也可了解生产过程中的操作规程,其次,校内实习基地也为培养实践型的专门人才提供了必要的设施和条件。
目前,相关专业的企业、公司或相应的商业活动单位,他们所要求的人才是既具有扎实的理论知识,又有一定的实践经验,这样的人才到达岗位后能立即投入工作,这些标准与水产养殖专业毕业生的去向息息相关,而高校水产养殖基地的建设和使用将为学生毕业后更好地就业打下了坚实的基础。
1.2提供学生实践场所
为了使学生全面领会所学理论知识,高校一般均采取实验教学与实习指导相结合的方式。学生通过动手操作,可以观察到根据理论知识所能产生的科学现象,了解操作程序。其中,实习则是针对某个教学环节,使学生对具有连续性特点的内容在相对较长的时间内直观地、不间断地观察学习。而各种形式的校内、外基地则成为学生实习的基础。
水产养殖基地同样为学生的毕业论文实践部分的完成提供了场地条件,在水产养殖基地进行毕业论文实验的学生,在实验过程中取材方便,实验结果更接近实际。
1.3构建科学研究环境
随着科学技术水平的提高,水产养殖专业的科学研究已脱离了传统的养殖方式,应越来越符合现代化的标准。教育工作者一方面有责任将最新的理论和实践知识传授给学生,另一方面,也要求水产养殖专业的教师必须充实自己的理论水平,提高个人的科研实力。而校内实践教学基地则为此提供了相应的场所和必要的条件。教师先进的科研成果在基地内进行应用和示范则会使之成为名副其实的高新技术示范基地。
2.水产养殖基地的扩展功能
2.1加强新生专业教育
刚入学的学生绝大多数对水产养殖业深入了解不多,加强针对新生的专业教育,可以提高他们对专业课程的认识与兴趣。在进行必修专业基础课学习的基础上,应使学生在刚进入校园时就能真正接触专业知识,并增加对专业的了解,校内教学基地的示范教育正是最直接的途径之一,在教学基地,初来的学生可以了解专业的基本内容,在教师的正确引导的基础上,培养学生对专业的兴趣,进一步增强学生学习的信心。
2.2引导学生参与科研
基地教学改变了传统实验课授课方式,改变学生“被动式”实验为“主动探索式”实践,有利于学生在实验操作技能和独立实验能力水平上的提高,从而可以培养出实验基础扎实、具有科学研究基础、具有创新精神与能力的国家高素质人才。学校应更多地为学生提供参与科学研究的机会,在教师的指导下,使学生在在校期间就能自行设计、动手并完成相关科研内容,从而培养学生从事科学研究的兴趣,为学生毕业后从事科学研究及项目设计打下基础,为培养应用兼研究型人才提供条件。
3.水产养殖基地管理方式
3.1管理人员职责明确
水产养殖基地顺利运行,需要有一批教师担任基地的实验技术人员,他们应责任心强、具备理论知识、懂得科学管理。应将基地工作人员的聘任、考核、晋升按照学校相关规定执行。建立健全岗位责任制,加强对基地工作人员的管理,明确管理人员的职责。学校应采用以人为本的管理理念,充分调动教师的积极性和创新性。带动与水产养殖相关行业的共同提高,从而促进当地水产养殖产业的结构调整,为广大的教师、学生提供水产科研服务,为水产养殖专业的推广起到促进作用。
3.2基地设施规范使用
水产养殖基地应满足学生的教学实践以及教师开展科学研究的需要,同时也为研究生、本科生进行课题研究和撰写毕业论文提供场地和服务。在保证完成当年的教学任务之外,对需要进行科学研究的教师及学生应要求采用书面申请的形式,写明使用的时间段、实验的具体对象、所需的内容条件以及参加的人数等,根据申请人的不同任务及要求,由基地管理人员统筹组织、合理安排,为他们提供优良的资源设施条件和优质服务,确保教育教学、科学研究等工作顺利开展。相关实验技术人员应在他人使用过后进行基地设施的常规维护,对损坏设施的个人采取赔偿措施。
3.3学生实习及其管理
为确保实践教学的质量,必须建立一系列较为完善的实践教学管理及评估制度。在实践教学之前,应让学生明确实践活动的目的、方法、步骤、标准等。教师应根据学生在实践中表现对学生进行考核、测评,最终给出合理分数。实习内容应分成不同课题、方向,让学生自由选择。同时配备专门实习管理人员,随时解决问题。每个实践教学环节的管理与评估工作,应注重实际,基地实验技术人员应建立适合系统的、专业的学科实践教学体系,确保学生在实习期间真正领会所学知识。
参考文献:
[1] 路安明.水产养殖科教创新基地功能和管理方式的探讨.浙江农业学.2011(6):1423-1425.
[2] 黎春红,尹绍武,陈雪芬,李 红,王永强.高校水产养殖学实验室开放的思考.创新教育.2007(24):24-25.
资金资助:
河南师范大学青年科学基金项目资助.
摘要:近几年,水产养殖行业快速发展,但是水产养殖所排出的废水给周边环境造成了严重影响,生态平衡受到损坏。氨氮是水产养殖业主要污染物之一,清除难度较高。本文针对水产养殖业发展现状,对水产养殖废水氨氮处理技术与工艺进行分析研究,希望能够有效清除废水内氨氮比例,推动水产养殖业快速发展。
关键词:水产养殖:废水:氨氮:处理
在社会经济快速发展过程中,人们对水产品的需求量显著提升,自然水产品捕捞数量已经无法满足人们的实际需求,水产养殖业在这种情况下快速发展。水产养殖虽然满足了人们对水产品的需求,但是同样对水域生态环境造成了严重影响,水产养殖区域水质下降,为我国水产养殖带来严重经济损失,严重限制我国渔业经济发展。氨氮作为水产养殖过程中主要污染物,处理难度较高,同时氨氮还会造成水体出现富营养情况,严重破坏水体生态体系。
1水产养殖业发展现状
水产养殖行业在快速发展的同时也带来了严峻的环境问题。水产养殖对于资源依赖性较高,运营模式粗放,与我国资源紧张及环境恶化之间的矛盾严重。水产养殖过程中所产生的废水未经专业处理而直接排放,导致水体富营养化越加严重,生态环境形势越加严峻。与此同时,为了能够保证水产养殖质量,频繁换水对水产养殖水质进行改善,由此造成的水资源浪费情况十分严重。水产养殖内微生物及浮游生物的数量及种类波动范围较高,对水产养殖造成严重影响,不仅对水产品生长发育造成影响,而且对水产养殖原有生态平衡造成破坏。水产养殖逐渐向工厂化养殖发展,带来了显著的经济效益,同时能够有效改善生态环境。工厂化养殖规模逐渐扩大之后,水产养殖工厂数量逐渐增加,水产养殖密度不断提高,对废水处理技术的要求不断提升。现阶段,我国水产品有关标准法律已经十分完善,有关法规及政策在不断完善过程中,封闭循环工厂化养殖技术所具有的优势越加突出。
2水产养殖废水氨氮处理技术
与工艺氨氮处理是水产养殖废水处理的重要手段之一,其包含较多学科知识,例如生物学尧微生物工程学等。科学技术水平不断提高,各种技术及方法逐渐在氨氮处理方面应用。与此同时,氨氮处理不同技术和工艺都具有自身特征。按照不同类别水产养殖废水氨氮处理技术和工艺作用机理,可将其划分为3种类别。
2.1物理处理法
2.1.1过滤和吸附。过滤主要是在外力作用之下,液体经过多孔介质处理之后,液体内固体颗粒能够得到有效过滤,完成固液分离。吸附主要是将水中物质依附到表面之后,对水质净化。因为水产养殖内废水大部分废物都是以大颗粒存在,所以通过过滤技术处理,经济效益最显著,处理十分便捷。
2.1.2曝气。曝气主要是让废水与压缩空气接触,对废水内氨氮进行处理,进而脱除污染物。曝气需要增加废水内氧气含量,进而清除废水内有害物质,改善水产养殖水质。如果可以借助环境温度,通过调节水质酸碱性,还可以处理废水内部分氨氮。
2.2化学处理法
2.2.1絮凝沉降。絮凝沉降在工业废水及城市污水处理内广泛应用,属于一种常见化学处理方法。絮凝沉降主要是在水体内添加絮凝剂,通过胶体凝子进行中和,形成大颗粒物质。现阶段絮凝剂主要分为3类,分别为天然生物高分子絮凝剂尧合成有机高分子絮凝剂与无机絮凝剂。在水产养殖场面积较大情况下,絮凝剂可以对污染物进行沉淀,与水体脱离。水产养殖中应用时,絮凝剂数量应控制在合理范围内,一旦絮凝剂应用数量超过处理范围,会产生反作用,对水生物生长造成严重影响。
2.2.2化学中和。化学中和能够改善水体酸碱性过高或过低的情况,通过向水体内投放石灰,能够有效对水体酸碱性进行调节。与此同时,还可以适当增加水体内钙含量,改良水产养殖水质,提前消灭水体内病原体。
2.3生物处理法
生物处理是通过向水体内投放微生物及水生植物的方式,吸收转化水产生物代谢产物,进而处理水中的氨氮。培养微生物及有益生物,能够有效减少水产养殖水质内代谢产物数量,进而起到处理氨氮尧净化水产养殖水质的目的。
3结语
社会经济的快速发展,有效带动了水产养殖行业发展,但同时也带来了严重的污染问题。氨氮作为水产养殖主要污染物,处理难度高。本文在对水产养殖废水处理分析中,主要对物理处理法尧化学处理法与生物处理法进行研究,对不同类别处理方法优势进行研究,了解每一种处理方法的应用条件,希望能够有效提高水产养殖废水氨氮处理质量。
4参考文献
[1]庞朝晖,彭彩红,段铁军.电极生物膜处理水产养殖废水氨氮的实验研究[J].中国农学通报,2014(5):74-78.
[2]杨珂.生物转盘处理水产养殖废水的氨氮技术分析[J].科学之友,2012(7):43-44.
[3]栗越妍,孟睿,何连生,等.净化水产养殖废水的藻种筛选[J].环境科学与技术,2010(6):67-70.
关键词:水产养殖;环境污染;防治措施
一、水产养殖引起环境污染的原因
在水产养殖过程中,导致环境被污染的原因较多,主要可以从微观和宏观两方面来进行分析。其中,就微观原因来看,主要在于养殖模式的影响;而宏观方面主要在于养殖管理方式和养殖人员的影响。(一)微观原因。当前,我国水产养殖主要采取淡水池塘、工厂化和网箱3种养殖方式。就淡水池塘的养殖方式而言,其属于产能较高和密度较大的养殖方式,内部水体的整体稳定性和水体自身净化能力较差,而且水环境中水生动物的粪便与残饵较多,导致水体营养较为丰富,而且会出现水体缺氧的情况,这就会导致水产动物成群死亡,且水体内的浮游植物会在短期内疯狂生长,进而导致水产养殖失败。而就工厂化养殖方式来看,主要是外部投放饲料,并投放相应的鱼药,这样内部水体就能及时更新,同时把养殖废水排入周边水域,因为其中包含了诸多氮磷,导致周边水域被污染,且会导致周边水域被富营养化,甚至因此出现赤潮现象。而就网箱养殖模式来看,主要是在水中设置网箱而限制水产动物的活动,此时养殖环境直接和外部的水体环境连接,在网箱中投入鱼饵和鱼药之后,不仅会导致网箱内部水体受到影响,而且外部水体也会受到影响,导致整个水体被富营养化,进而极易导致大水面出现赤潮的情况,导致水体环境被严重污染。(二)宏观原因。当前,在我国的水产养殖业中,不管采取哪种养殖方式,养殖户(场)为了提高自身的同期利润,往往会扩大养殖规模,并投入大量的养殖资源,且生产方式较为粗放。在养殖过程中,放养的密度要比水体环境所能承受的最大值要大,进而使得环境被严重污染。而为了确保水体清洁,养殖人员需要频繁更换水体,此时大量的污染水体就会向外排放,进而引起巨大的环境污染问题。加之当前我国从事水产养殖的人员的环保意识严重不足,且出于对经济利益的考虑,忽视了对环境污染的预防。例如,在养殖饲料选择方面,大多选用价格低廉且对环境污染较严重的鱼饲料,而且使用量较大;在用药方面,我国在水产养殖用药方面的规定较为明确,但实际上经常存在盲目用药与采用违禁药的现象,导致养殖环境受到巨大的污染和危害。此外,政府在这方面的监管力度严重不足,很多养殖户没有许可证件,缺乏对养殖户的教育培训,尤其是养殖人员往往是非专业人员,加上对由此带来的环境污染的惩治力度不够,给很多养殖户难以形成强烈的震慑作用,最终导致环境污染现象时有发生。
二、防治措施
(一)推广实施水产养殖许可证制度。实施水产养殖许可证制度,主要是为了从源头上对水产养殖的范围、规模与从业人员进行控制。这就需要政府设置相应的水产养殖管理部门,在特定区域对其实施全面的水产养殖审核,并明确特定区域内可以承受的水产养殖数量、规模以及可以采取的水产养殖方式。同时,要加强对水产养殖技术人员的考核,切实加强对其水产养殖技术和装备的审核,并有效评估其在环保措施方面的可行性,只有评估合格才能颁发许可证件,并有效明确其环保职责。此外,还应加强对非法养殖的指导,督促其责令限期改正,不改正的需要及时取缔,加强与环保部门的合作,切实加强水域环境的监督,才能从源头上加强污染防治成效的提升。(二)切实提升技术人员的环保意识。为了提升水产养殖人员的环保意识,首先应加强对其的教育和培训。在教育过程中,应引导其意识到自身在整个水产养殖中的重要作用,切实肩负起环境保护的职责,尽可能避免环境污染的情况出现。而在培训过程中,主要应注重其专业水平的提升,同时结合其养殖规模和区域以及环境保护的需要,针对性地进行培训,特别是在环保措施上应加强培训。其次,在日常工作中加强对其的考核和监督检查力度,全面培训和考核饲料、鱼药的投喂技术要点,确保水产养殖饲喂的合理性,避免由于饲喂过多和饲喂方式不合理而给环境带来影响。最后,应加强对其在水产养殖布局方面的指导,建立健全养殖范围及其周边水域的环境预警评价机制,强化环保工作的开展。尤其是应减少化学试剂的使用,降低对水体的污染。此外,还应采取针对性的水体净化措施,确保水产养殖污染得到有效的处理。
三、结语
在水产养殖过程中,环境污染现象时有发生。所以,必须加强对其原因的分析,不断加大环境污染防治力度,才能进一步促进水产养殖业的发展。
参考文献:
一、水产养殖病害的发生特点
1、水产养殖病害种类多
经济的发展和社会的进步,在给人们的物质生活带来巨大改善的同时也对环境造成了极大的破坏,植被破坏、空气污染、水质污染等问题严重,给人们的生产和生活带来了威胁。水产养殖也不可避免的受到了影响,近年来出现的病害种类越来越多,细菌性病害、病毒性病害、寄生虫病害等大量出现,病害防治的难度和成本都在不断加大。
2、水产养殖病害爆发频率高
全国环境污染的加剧造成了水质下降,一些工业企业对水域的污染使得大量细菌滋生,导致水产养殖病害的爆发频率大大提高。以往水产养殖病害的爆发高峰期一般在春夏交替之时或夏秋两个季节,但是现在几乎全年都会爆发病害,病害爆发的频率大大提高。
3、水产养殖病害波及范围广
目前全国水产养殖规模巨大,很多地区都形成了养殖聚集地,大量的养殖地相互联系。病害一旦在某一地区爆发,很容易通过水质相互传染,造成大范围的病害发生,给水产品养殖者带来巨大损失。
4、水产养殖病害易交叉感染
水产养殖通常是在同一水域中养殖多个品种,病害发生时不同物种之间会发生交叉感染,产生了一些新的病害种类,对这些病害种类往往缺乏防治经验,无法进行及时的治疗。
5、水产养殖病害耐药性强对水产养殖病害的防治一般都是使用药物,在出现病害时,为了保证防治效果,逐渐加大药剂用量,病害不可避免的出现了耐药性。再出现同样的病害时,药剂用量更大,防治效果却越来越差,导致病害防治出现困难。同时大量使用药剂也使水产品的质量安全不能保障[1]。
二、水产养殖病害的防治措施
针对水产养殖病害的特点,在进行病害防治时,要坚持预防为主,采取防治结合的方法,合理规范用药,保护水域环境保证水产品质量的安全。具体来说,可以采取一下几种防治措施:
1、定期对水产养殖池塘进行清理消毒
池塘是养殖水产品的主要场地,经过一段时间的养殖后,池塘底部会堆积大量的淤泥,这些淤泥是细菌和病毒栖息的良好场所,因此养殖人员要定期对池塘进行清理和消毒。清理时,要将池塘中的淤泥保留一部分并进行一段时间的暴晒或冰冻,以杀死淤泥中存在的病菌,预防病害的发生。另外,养殖人员要寻找安全环保的药剂定期对池塘进行消毒,目前中草药是一种新兴的消毒方式,消毒效果良好并对水产品不产生任何影响,可以有效预防病害的发生[2]。
2、水产苗种投放前做好消毒检疫工作
水产养殖者购进的苗种并不能保证都是安全的,有的可能带有某种病菌,假如不经消毒检疫就进行投放,将会把病菌带入整个养殖环境中,一旦扩散传染将造成大规模的病害爆发,可能会导致大量养殖物种死亡,带来巨大的经济损失。因此,水产养殖者在投放苗种之前一定要做好苗种的消毒检疫工作。检疫工作可以通过相关检疫部门的协助完成,检疫部门要加强检疫设备和技术投入,提高检疫的质量。苗种消毒工作可以采取药浴的方式,将苗种在消毒容易中浸泡,具有良好的消毒效果[3]。
3、选择营养全面的饲料并科学喂食
水产养殖饲料的选择对病害的防治也有重要作用,在选择饲料时,要避免营养单一,选择营养全面、颗粒均匀的饲料,还可以添加诱食剂来吸引养殖物种摄食,促进消化和吸收,增强它们的免疫力以抵抗外界的病菌侵袭。另外,在喂食时要适量,避免喂食过饱,还可以在饲料中适量添加增强免疫力的药剂。总之,从多个方面入手来增强养殖品种的免疫力和抵抗力,减少病害的发生。
4、重视病害的监测预报和预防工作
对于水产养殖病害的防治来说,预防的效果要大大好于治理,在预防阶段做好相关工作将会大大减少病害的发生,降低经济损失,因此,有关部门和养殖户都要重视病害的预防工作。相关部门要加强对病害的监测,找出病害的发病规律和发病特点,在病害发生之前及时进行预报使养殖户做好准备工作。另外,相关部门要加强病害防治技术研究,研制或引进检测试剂以及病害疫苗,加强病害的预防。
三、结语
总之,病害防治是水产养殖的关键环节,养殖者和管理部门都应该给予高度重视。在水产养殖过程中,针对病害防治,要坚持预防为主,重视养殖环境的清洁安全和养殖物种的检疫预防,同时进行科学喂食才能减少病害的发生。只有有效控制养殖病害,经济效益、环境安全、食品安全才能得到保障,水产养殖才能更加健康持续发展。
作者:马霖 单位:云南省普洱市宁洱县农业和科学技术局水产技术推广站
参考文献
[1]周海江,黄银生.关于水产养殖病害防治问题探讨[J].中国农业信息,2012(19):70.
关键词:水产养殖;水质监控;物联网;树莓派
1智能化水产养殖设计基石
1.1物联网
物联网(IOT,The Internet of Things)的定义是:通过射频识别系统(RFID)、红外感应系统、全球定位系统(GPS)、激光扫描仪等信息传感设备,按照约定的协议,赋予物体智能,并通过接口把需要连接的物品与国际互联网连接起来,形成一个物品与物品相互连接的巨大的分布式网络,从而实现智能化物品识别、物品定位、物品跟踪、物品监控和管理。它的本质就是“物物相连的互联网”。
运用物联网,就是采集环境数据、水质数据和水产种群数据等,分析数据即感知层,通过互联网进行数据传输即通信层,到达技术应用层,进行数据处理。
1.1.1物联网感知层
感知层即获得水质监测结果,通过与水质监测仪以及根据水产养殖数据库建立的水质监测模型获取水体质量的实时监测,利用短距离传输技术和自组织组网技术,协同信息处理,将监测到的信息转化成能处理的数字信号。
1.1.2物联网通信层
物联网通信层即传输层,通过无线或者有线网络模式将信息传输到中央数据库中,建立数据储备系统。类似智能机器人能够与人正常交流,是将人与人之间生活交流的谈话以数据形式存储于机器人存储芯片中。在数据储备过程中,通过异构网融合、管理资源和存储管理、远程管理安全技术,传达到数据处理层面。
1.1.3物联网技术应用层
通过服务器、计算机、存储设备和云计算的方法,利用专业软件及服务,将海量数据进行分类、整理、挖掘分析,建立各种算法,优化调度,应用在水产养殖行业。具体则是将水质监测结果信息通过计算、云计算等方法进行分类和挖掘分析,通过养殖监管渠道较好管理水产行业。
1.2水产养殖
水产养殖的目的与农业生产相似,希望能利用有限的资源生产稳定高产的好产品,实现水产养殖的经济效益,其中要考虑的环境因素主要有水体溶氧量、PH值、温度、盐度等。
1.2.1水体溶氧量
水体溶氧量与水产养殖关系紧密。水产养殖不可避免的需要考虑养殖密度的问题,通过研究溶氧量与养殖密度的相互关系,确定水产养殖密度,有效提高水产养殖的经济效益。
不同的水生动物对水体溶氧量的适应机制不同,采取的水产养殖密度和科学管理方法也不同,并且对于不同的水生动物的不同习性也会令养殖户误解。拿海参来讲,海参活动缓慢,喜风浪冲击小、水流缓慢的海区,个体养殖户误会不担心水体溶氧量的问题,不注意向水体输氧,从而未实现科学水产养殖,经济效益没有达到最大化。
水质富营养化,微生物、浮藻类过度繁殖,造成水体发臭、发黑,水体溶氧量会降低,不仅对鱼类,对其他水产养的生存影响也很大。
1.2.2 PH酸碱值
水体PH改变,水生动物通过呼吸或直接接触等防止使水生动物体内PH值发生变化,破坏体内维持正常生活状态的酸碱平衡,水体碱性超过正常值会腐蚀鱼类鳃组织,使其呼吸障碍;酸性过强会使H:S浓度增高造成水体毒性增强不适宜水产养殖。养虾水质的重要因素之一水体PH值,虾最适宜生长的PH值是弱碱性,而在弱酸性条件下虾类传染性虾病易发,即使水体溶氧量丰富,虾类也会呼吸困难,生长困难。
PH值决定因素是由水中二氧化碳和碳酸盐的含量决定的,而二氧化碳的含量又与水中生物呼吸作用、细菌等的氧化作用和水生植物光合作用相互作用决定的。并且PH值在一天的不同时间也会不同,太阳上升,植物光合作用加强,水中二氧化碳减少,PH值偏高,而夜晚呼吸作用加强,PH又会变小。
1.2.3温度
水产养殖环境不同,有池塘,湖泊,海田等,而如果水体很深,温度就会分层,表层水温昼夜间有变化,底层温度则因阳光无法穿透长时间保持低温状态,变化很小。但是底层溶氧量较少,需氧大的水产无法潜入底层躲避高温,从而夜温差对渔业生产有影响。同时日温差大小也会影响水产养殖,中间没有跃温层,水体底层和上层能够顺利进行物质交换,就与新疆哈密瓜特别甜、产量高的道理相同。
1.2.4盐度
水体盐度与水生动物生活息息相关,外界盐度比细胞内盐度高,细胞失水;反之,细胞冲水,两种情况都对水生生物生存不利。同样,不同水生生物对水体盐度的要求不同,淡水和海水生生物盐度肯定不同,同时作为个体养殖与自然环境不同,必要时也需要在水体中投放相对应的盐类。
另一方面,盐度过高对淡水鱼类繁殖和鱼卵的发育影响较大,鱼卵受精后孵化率较低,会影响鱼类产量,经济效益下降。
盐类中亚硝酸盐是氨经过细菌作用发生氧化反应生成的,亚硝酸盐浓度过高会使鱼类中毒,不仅水产产量下降,而且我们吃了这种鱼对身体健康也不利。
1.3树莓派
树莓派(Raspberry Pi)树莓派又被人们称为“卡片式电脑”,虽然是电脑,但是核心只有信用卡大小,最初设计者是以让学生更好地学习编程设计而来。目前树莓派已经上市3代。树莓派主板基于ARM,利用生活中常见的SD卡,做内存硬盘,可以利用USB口连接键盘鼠标,可以网线连接网络,也可以WLAN连接网络,还支持蓝牙连接,有HDMI高清视频接口,可以连接显示屏幕,树莓派三代B拥有40个GPIO针脚,可运行Linux等系统(2代B型及以上型号可运行Windows10 IOT系统)。
将Raspberry Ri正常运转起来之后,进入图形化界面使用方式与电脑无异,其软件编程优势在于可以用MIT开发的Scratch图形化编程语言、Pvthon语言、C、Rubv、Java和Perl等各种语言为Raspberry Ri开发程序。Raspberry Pi与传统单片机相比,在互联网上优势较大,因为Razpberry Pi不仅可以连接传感器,还可以利用传感器信息作出相应反应。
2智能化水产养殖设计
智能化水产养殖基于物联网技术思想,将智能传感技术、智能处理技术及智能控制技术纳入一个监控养殖体系,实现水产养殖智能体系化,解放劳动力,提升经济效益。其中,传感层包括感知养殖塘的水体溶氧量、PH酸碱值、温度、盐度等参数;智能处理层包括接受传达来的相关消息,根据科学养殖相关理论得出调控结论;智能控制层就是根据调控结论调节养殖塘水质,使水产养殖在最适宜的环境下产生最大的经济效益。
2.1要解决的问题
2.1.1实现实时养殖监测
不同水生生物对水质的要求不同,为寻求经济价值,则应对不同的水生生物水质采取不同的措施,为方便管理,将这些分散的养殖产品统一起来,通过监管水产养殖密度、水产养殖鱼药和饲料、水产病害等方面,记录水产养殖生产记录、用药记录和销售记录,节约劳力,实现现代信息科学技术与传统渔业结合的目的。
2.1.2实现网络信息实时更新
如上所述,要求实时监测,才能令监控系统发挥价值,若渔民是在养殖场地收集到了监测数据,那么与渔民亲自“下水”检测作用相似,在@个过程中没有实质的经济效益的提升。而实现了网络信息实时更新,渔民可以实时掌握水产养殖动态,有效提高经济效益。
2.1.3以较小的成本实现最大的价值
自主研发物智能化水产养殖,大大降低了引进设备的成本,也可以保证系统的更新服务,在投入成本上为渔民减小压力。
2.2实现目标
基于对系统开发端的描述,用户利用这套智能化水产养殖监测产品通过网络端随时谁地获取自己的养殖池水质情况和采取的措施,判断养殖池水产品状态是否良好是否需要人工介入等,从而实现水产养殖智能化、提高经济效益的目的。
3智能化水产养殖技术方向设计
如上描述的,智能化水产养殖包括传感层、智能处理及智能控制层,最终将结果显示到客户端,具体设计如图1所示。
3.1无线监测与控制
具有特殊传感作用的无线传感器放置在各个鱼塘中,利用Zig Bee无线传感网络与智能处理层及控制层相连。智能处理层通过GPRS接收传感信息,经过处理后,通过控制层传达到特定鱼塘的控制节点,利用控制节点作出相应反应。由于养殖池都具有大小相当,相互独立等特点,因此无线传感网采用簇状拓扑结构(cluster tree)较为合适。
3.2互动平台设计
互动平台的主要功能是将智能化水产养殖信息呈现给用户,并实现用户与自家养殖池互动。
互动平台进入界面首先需要登录,登录分为管理员登录和用户登录,信息处理完毕后需要退出登录。这个管理系统总体分为两个大部分,一个是管理员界面,另一个是用户界面,如图2所示。