数字化增氧投饲机械 让养殖更轻松

视频监控 

水质监测示意图 

增氧投饲控制示意图 

    数字化增氧投饲控制系统设计图 
     增氧和投饲机械是水产养殖使用广泛的养殖机械设备。但目前多数增氧、投饲设备是靠经验操控的，养殖生产受人为因素影响很大，存在着很大的盲目性和风险性。尤其在高密度养殖情况下，常常因为不能及时增氧给养殖造成重大损失；在投喂过程中不能根据鱼类摄食情况进行投饲控制，造成饲料浪费和水质污染。
      健康高效是水产养殖业未来的发展方向，因此，采用机械化、自动化的技术来代替人力显得尤为必要。数字化的增氧投饲，就是把水产养殖日常的增氧投饲管理集中起来，统一在计算机上，然后建立科学的养殖系统模型，通过信息的收集、整理与分析来完成生产，极大地提高了水产养殖的生产效率。
     数字化增氧投饲控制系统包括三个层次，系统结构设计图如图4所示：第一层次：是现场设备。它包括增氧投饲、水质测试、视频监控等设备，这三个部分在功能上没有绝对的依赖性，但是我们把它们集中在一起，形成一个系统，这样使用起来效果会更好。在系统中，现场控制柜其实就是增氧投饲器的控制；水质监测就是对养殖场里池塘水质、溶氧、pH值、氧化还原电位进行监测，目前有在线水质检测柜和移动水质检测车两种设备。在线水质检测柜其特点是可以24小时连续不断地实行监测各个水层的水质情况，相对来说监测的信息比较全面；移动水质检测车，顾名思义，其特点是可以移动，可以根据需要，检测不同池塘的水质；视频监控，就是在养殖场安装一个摄像头，通过专用的电缆，把视频信号传送到控制室里面，通过画面，养殖户就可以监测到整个范围内各个池塘的设备和 鱼群的进食情况（如图1所示）。
      第二层次：是集成管理平台。由养殖水质监控系统、增氧投饲控制系统、视频监控系统等组成，现象设备所有获得的信息或者信号都集中由一个统一的集中管理平台（其实就是一个计算机加一个软件）来控制。集成管理平台提供了一个很便利的条件，在一个房间里，对着一台电脑或者几台电脑，就可以控制整个养殖场的设备，监控整个养殖场的状况。它的功能主要是两方面，一方面是对设备的控制，另一方面是对信息的管理。对于整个系统来说，信息管理可能是更主要的。
      第三层次：远程用户。养殖场的管理人员在集成管理生产上就可以进行操作，开启生产机、关闭投饲机等等。如果养殖户在外地的时候也想控制养殖场设备，远程用户通过网页，登录这个系统，进行操作，跟他在集中管理平台操控的原理一样；另外一个就是养殖户可以通过短信，直接发命令到这个系统，系统软件收到命令后，会自动开启生产机。
     数字化增氧投饲控制系统的工作流程图如图3所示。在操作过程中，首先是在计算机的操作软件上，通过操作机界面发出控制流程，命令通过无线网络传输到现场的控制柜，然后控制柜再根据命令去决定开启哪个池塘的增氧机或者投饲机等等。在这种情况下养殖户就不需要跑到现场去开动机器，只需要在控制房里面就可以把整个池塘的设备全部掌握在范围之内。
根据实际生产的需要，增氧投饲系统设置了四种模式：
     1、现场的手动操作，这是一个最基本的功能，要确保上机后和在电脑出现故障的时候现场设备不会受到太大的影响，在正常情况下可以在现场通过控制柜上的按钮和开关手动启动增氧机和投饲机；
     2、计算机人工操作，它的含义是在工作室计算机的软件上，通过鼠标点击相应按钮来启动或者关闭相应设备；
     3、计算机自动控制模式，这也是系统的核心模式，在这种模式下，养殖户通过在软件上设置相关参数，比如说今天要投放三次饲料，早上，中午和晚上各一次，养殖户只需要设定好每次启动的时间和持续时间，设定好后整个系统的软件就会自动运营，到了某个时间，打开增氧机和投饲机，然后运行到设定的时间就会自动关闭。对于增氧控制还有一条，就是需要根据水质监测系统和溶氧参数来控制增氧机，例如溶氧值低于设定的下限值的时候就要启动增氧机，在慢慢恢复到超过上限值的时候就要关闭增氧机以节省电源；
    4、短信运营模式，养殖户在外地的时候，可以通过发短信来控制设备的运转。
      在数字化管理系统中，水质监测尤其重要，其用途：一是作为增氧系统的依据，决定其开启或者关闭；二是掌握养殖过程中池塘水质的变化情况，由此来决定换水还是加水；三是作为水质的预测，它需要结合气象观察数据，比如说光照，温度，气压等等，通过长期的数据积累，建模和神经网络等等来判断今后的变化趋势。
     水质监测的简单流程如图2所示，其核心是传感器。水质检测车可以通过遥控从池塘把水抽到传感器的流通池，然后由传感器测定参数。水质监测柜的特点是可以通过管道的延伸对多个池塘的水质进行抽样检测，移动水质检测车可以移动到每个池塘抽取水样。获取的水质参数通过无线网络传送到计算机的监控软件上，进行简单的处理，如果参数超过设定值就会自动报警。
      水产养殖的数字化管理，是以养殖生产的数字化为特征，由数字来驱动的养殖，其主要目的是建立一个智能的养殖系统，集数据采集、数据传输、数据处理和数控设备于一体，来实现养殖活动的数字化，是决策支持系统和与之相关的需要数字化信息的应用，能对养殖生产进行分析和可视化的操作。
（本文内容由中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所苗雷、唐荣提供）