[发明专利]一种水产品养殖水质无线监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水质监测系统，具体涉及水产品养殖水质的无线 监测系统及方法。

背景技术

养殖水体是水产品的栖息场所，水质的好坏直接决定着水产品 的生长状况。在良好的水质环境中，水产品生长迅速，疾病较少， 品质较高。恶劣的水质将导致水产品生长发育缓慢，造成发育畸形， 引起疾病蔓延甚至大面积死亡，给养殖者造成较大的经济损失。同 时恶劣水环境下生产的水产品的品质较低。

水温、pH值、电导率(EC)、水位和溶氧度(DO)是水产品养 殖过程中最重要的水质参数。不同的品种对上述水质参数的要求有 所不同。以刺参为例，刺参是一种寒温带品种，生存的水温为-1.5～30 ℃，水温低于3℃时刺参摄食量减少，处于半休眠状态；水温在10～15 ℃时摄食量最大；17～19℃时摄食量又大大下降；超过20℃时进入 夏眠。因此，刺参的适温范围在3～20℃之间，水温低于2℃或大于 23℃时则停止生长。

pH值和EC值分别反映了水质的酸碱度和盐度，不适宜的酸碱 度和盐度水质将影响水产品的各种生理活动，使得水产品生长缓慢， 严重时可对其产生毒性影响，甚至导致死亡。例如，海参对pH的适 应范围在7.8～8.4之间；刺参属狭盐生物，对盐度的较适范围为26 ‰～34‰，盐度低于20‰时便有大量的个体死亡、溃烂。

养殖池塘水位的高低影响着水体的温度分布、溶氧度分布，因 此，养殖池的水位同样是非常重要的参数之一。

溶氧度(DO)是水产品赖以生存的生命线。水产品生活在水中， 要进行新陈代谢，其前提就是水中溶解的氧应充足。池水溶氧度高 可以促进水产品的食欲，提高饲料的利用率，加快生长发育，反之 其摄食率就会受到不同程度的抑制。低浓度的DO不仅使水产品呼 吸困难，同时使水中微生物的无氧呼吸作用增强，产生如CH₄、H₂S 等有害物质，导致水产品疾病或死亡。

在集约化水产养殖过程中，水产品的养殖密度很大。尤其是部 分水产品的生活区域主要是集中在养殖池的池底，与空气中的氧气 交换较困难，当养殖池中的水产品密度达到一定数值后，特别是在 天气闷热、气压低的条件下，往往由于水中溶氧的缺乏而造成大批 水产品因缺氧而死亡。因此，水产品养殖过程中溶氧度的检测是水 质监测中最重要的一环。

传统的水质监测设备只是对DO的浓度进行即时的检测，不能 对DO进行预测，往往在DO浓度已经低于水产品生存所需氧的最 低限时才开始实行增氧等补救措施，这将导致水产品由于长时间处 于不利环境下生长受到影响，或者由于补救不及时造成经济损失。 对DO进行准确的预测，提前发出警报，可为抢救措施争取时间。 因此，对于DO进行预测并及时预警显得尤为重要，需求也十分迫 切。

人工进行的养殖水质监测往往费时费力，且不同的操作人员由 于主观差异还会造成测量结果不一致。因此需要一种能够对水产品 养殖水体的水温、pH值、EC值、水位、DO进行自动检测并实时监 控的装置与系统。

发明内容

本发明涉及一种养殖水质无线采集装置，该装置包括：

传感器组，其由pH传感器、DO传感器、温度传感器、EC传感 器和水位传感器组成，用于采集相应的水质数据；

微处理器(MCU)，用于处理所述传感器采集的数据；

无线通信模块，用于将微处理器处理后的数据发送到数据监测中 心；优选地，所述无线模块中包含GPRS模块。

传感器组是本发明装置的一个重要组成部分，能在线采集水质的 重要参数，包括pH、DO、水温、EC和水位。温度传感器附在DO 传感器探头上，因此总共有4个水质传感器探头。传感器通过信号线 向MCU发送水质数据，同时也依靠信号线悬挂在水中。

本发明采用防水四芯电缆作为传感器信号线，信号线一端连接传 感器，另一端通过防水接头连接到微处理器。信号线主要有3个功能： 1)为传感器输送电能，2)向MCU传送传感器检测的数据，3)作 为传感器的悬挂线将传感器悬挂在水中。信号线的长度可以调整，因 此在不同的应用要求下，可以根据需要测得不同深度的水质信息。

本发明还涉及一种基于上述养殖水质无线采集装置的养殖水质 无线监测系统，该系统还包括数据存储模块；所述数据存储模块用于 存储微处理器处理后的数据。