第一章 项目概述
1.1 项目背景
中国是水产养殖大国，产量占世界总产量70%左右。在水产养殖业迅速发展的同时，养殖品种、养殖方式以及养殖水体类型逐渐的呈现多样化，养殖管理的难度也在不断的加大。其中水质的好坏会影响水产品的质量与安全，对水质各项参数（水温、水位、氨氮、PH、溶解氧、盐度、浊度）进行监测并及时调控可以降低30％至40％的水产品死亡率，并为水产品提供良好健康的生长环境。
目前，国内水产养殖中的水质监测大部分处于人工取样、化学分析的人工监测阶段，甚至仅靠经验进行估测，这种方式耗时费力、精确度不高，同时在监测时间、事故预警上也存在很大的局限性，远不能满足工厂化养殖进一步发展的需要。为解决水产养殖中水体生态环境监测不便、费用过高，人力消耗过大等问题，提高水产养殖行业的经济效益，我司推出一套智能水产养殖监测系统解决方案。
1.2 建设目标
针对目前水产养殖集约、高产、高效、生态、安全的发展需求，智能水产养殖解决方案建设的总目标是基于智能传感、无线通信等物联网技术，建设集水质环境参数在线采集、无线传输、智能控制、超限报警、远程管理等功能于一体的水产养殖在线监控系统。具体建设目标如下：
1、水质实时监测：对水质环境（PH、溶解氧、氨氮、浊度、亚硝酸盐等）实时在线监测，随时随地掌握养殖区域的水质条件情况。
2、设备联动控制：根据监测的各项水质数据，控制相关节点的增氧机、换水机、投饵机等设备的运行，实现自动投喂、换水、增氧等，实现养殖设备的远程自动化控制，提高养殖效益。
3、监测预警：通过系统平台，用户可设置所监测参数的安全值域，当前端传感器监测到某处水质参数超过安全值，系统将发送报警信息通知用户，以便及时处理，确保蓄水池、水库的水质良好。
4、养殖智能化管理：基于对物联网信息的数据挖掘和统计分析，提供决策支持和统计报表的能力，为用户的水产养殖总结经验，指导管理。
1.3 设计原则
在研发设计水产养殖在线监测系统的时候，我们应该总结前人开发的经验，结合最新自控和软硬件技术，实现水产养殖集中分布式监控和智能化管理的目标，保证系统的高稳定性、高可靠性、高安全性。
1、总体设计具有实用性、先进性、开放性、安全性、经济性的特点。
2、总体设计符合国家、行业有关技术标准和规范。
3、水质数据准确度和精密度满足要求。
4、所采用的设备均符合结构简单、性能可靠、能耗低的原则，系统可在无人值守的条件下长期工作。
5、方案具有良好的兼容性和可扩展性，保证当用户有更多的要求时，引入的新设备可以顺利地与本次配备的设备共同工作，进一步扩展与提高系统的性能和功能。
6、取样方式设计合理，不影响水质参数的监测结果，在恶劣环境下可安稳运行。
7、整个方案尽可能采用简约的连接方式，去掉各种冗余配置，减少故障点，提高系统稳定性，降低系统造价。
8、方案一直以更高性价比为目标，不断升级和改进软硬件产品，针对各大环境监控系统都有对应的产品和方案。以“为客户提供最高性价比的方案”为设计目标来进行方案设计，综合客户需求以及扩展性要求，选择最合适的产品，降低系统造价，为客户节约项目成本。
9、方案设计根据客户需求、项目规模等等选择合适的监控产品和技术方案实现，力争使系统更容易使用和维护，降低客户使用监控系统的管理和维护成本。
1.4 设计依据
■ 《中华人民共和国环境保护法》
■ 《中华人民共和国水污染防治法》
■ 《水产养殖质量安全管理规范》（SC/T0004-2006）
■ 《水产养殖场建设规范》（NY/T 3616-2020）
■ 《水环境监测规范》（SL 219-2013）
■ 《渔业水质标准》（GB 11607-1989）
■ 《工业控制计算机系统验收大纲》（JB/T5243-91）
■ 《自动化仪表选型规定》（GBJ93-86）
■ 《工业自动化仪表工程施工及验收规范》（HG20507-92）
■ 《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB 50194-93）
第二章 项目概述
2.1 水产养殖监测系统介绍
智慧水产养殖监测系统主要由水质在线监测系统——太阳能浮漂水质监测站、智能控制系统、以及综合环境监控云平台组成。
该系统以水质在线监测系统为核心，通过配置的各种水质传感器实时监测水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势。通过对水环境中PH、氨氮、溶解氧、浊度、亚硝酸盐、电导率（盐度）、ORP、COD、悬浮物、叶绿素、蓝绿藻、各离子（钠离子、钾离子、硝酸根离子、氯离子、钙离子、铵离子、镁离子）等参数进行实时监测，并将采集的数据通过4G信号无线传输至环境监控云平台进行分析，并下发控制指令至多功能控制柜远程自动控制投饵机、增氧泵、换水机、通风和遮阳设备，实现水产养殖生产精细化、设备智能化、管理可视化、决策数字化管理，提高养殖效益。
本系统采用4G无线通讯技术，施工部署非常简便，细节考虑周到，扩容方便。监控软件平台也非常人性化，界面友好、操作简单、功能全面，方便用户根据自身的需求和投资预算进行项目的投资，不会造成重复投资浪费。
2.2 水产养殖监测系统拓扑图
2.3 水产养殖监测系统优势
■ 专注所以专业
我司多年来一直专注于环境监测这个行业，力争为客户提供最好的、最高性价比的环境监测产品和解决方案，是环境监测行业的知名厂商。具有完备的产品和解决方案，供应地区300+、服务全球110k+客户。
■ 专业传感器，精准监测
该方案中水质监测设备均采用高精度传感器，测量范围广，准确度高，确保产品优异的可靠性、高精度和互换性。并且水质监测站配有防水箱，采用膨胀螺丝安装，大大提高了整体的防护能力，可以较好地保护设备，减少外界其他因素影响，保证监测结果准确。
■ 一体多能，按需配置
水质在线监测系统通过配置不同类型的传感器，实现水环境中PH、氨氮、溶解氧、浊度、亚硝酸盐、电导率（盐度）、ORP、COD、悬浮物、叶绿素、蓝绿藻、各离子（钠离子、钾离子、硝酸根离子、氯离子、钙离子、铵离子、镁离子）等多种要素的监测，用户可按需自由搭配使用，满足各种场合的需要。
■ 智能控制
支持远程/本地手动控制、自动控制、定时定点控制等多种控制模式，远程实现投饵机、增氧泵、换水机等水产养殖机械设备的开/关控制。满足在无人值守的情况下，也能及时调控设备，节省人力。
■ 4G通讯技术，组网方便
与传统的有线信号传输不同，该系统采用4G无线输出方式，无需布线，实现测点与网关之间无线连接，避免大量电缆铺设、电缆暴露、通信线路过长等问题，对监控节点分布广、数量大的多站点集中智能监控提供了最有效的监控手段。
■ 提供免费云平台，功能强大
平台采用B/S架构，维护和升级方式简单，最少支持1000个采集设备的监控和管理，采用专业的数据库，稳定可靠、易于扩展，支持软、硬件分层，支持多级用户管理权限。具备多级别告警方式，支持语音、短信、邮件和现场声光报警方式。云平台自动收集水质监测站上传的监测数据，通过GPS地图、列表、图标、曲线的方式在平台页面端显示，满足用户对实时监测信息的多维度、多层面查看数据。
■ 施工部署简单方便，易于维护
整个系统集软硬件一体化设计，功耗低，高度集成，使用寿命长。气象监控主机与变送器之间采用防水对插线连接，出厂时会焊接好对插头及配好相应的连接线，没有复杂的接线过程。系统采用太阳能供电方式轻松解决野外供电问题。
■ 跨区域统一管理
通过设立统一监控管理站，对分布在不同区域的多个设备和信息进行全数字化集中监控管理，满足现代化水产养殖统一监管的需要。
■ 多种管理方式
系统可通过网页端、本地端、微信公众号、手机APP等多种方式实时查看数据。
■ 具有丰富的自动告警方式
系统支持电话、短信、邮件等告警方式，并具有多种告警方式可以选择，满足绝大多数用户的需求。
■ 软硬件产品集成度高
水产养殖在线监控系统软硬件产品根据行业发展的需要，与时俱进，不断更新换代对应的产品，剔除过时及冗余的功能，不断集成有效地新功能，使产品具备越来越高的集成度，给客户提供更高性价比的产品。
■ 切合客户需求的独有功能
水产养殖在线监控系统结合客户需求，集成了很多比较实用的功能，也可根据客户需求，支持定制。从客户使用的角度出发，使应用和维护尽可能方便省心。
第三章 太阳能浮漂水质监测站
建大仁科太阳能浮漂水质监测站是用于监测水质实时变化且做出相应预警提示的监测仪器。主要由监测系统、供电系统和基础支架三大部分构成。
3.1 监测系统
该系统由防水型数据采集器和水质变送器组成，两者之间以防水对插线连接，为客户省去复杂的接线过程，结合客户实际应用，在设计研发过程中力求把每个参数做到最优化，检测种类齐全：PH、溶解氧、氨氮、亚硝酸盐、浊度、ORP、COD、悬浮物、叶绿素、蓝绿藻、离子等多种要素，客户按需求自由搭配使用即可。
3.1.1 水质PH监测
监测意义：PH值是水质的重要指标之一，淡水养殖PH值一般控制在6.5~ 9.0之间，最佳PH值范围为7 ~ 8。PH值<6.5时可削弱养殖鱼虾血液载氧能力，尽管水中的溶解氧较高，还会导致鱼虾出现缺氧症状，经常浮头，且生长受阻或患病。PH值>8会使水体呈现碱性，造成鱼虾出现氨中毒现象。
此外，水中PH值是随所水域的温度变化而实时变化的，而水域温度是随气象变化而变化的，所以测量水域中PH须使用带自动温补的电极变送器。
监测内容：针对养殖场不同区域中的水质PH、温度的连续监测实时告警。
监测效果：通过在重要的水域安装水质PH、温度二合一变送器对水域PH进行实现监测，针对不同的使用环境，我们有常规复合电极、平面脱硫电极、四氟电极、电镀电极、玻璃电极、锑电极供用户自行选择。变送器通过RS485智能接口及通讯协议接入气象监控主机，由4G无线传输将数据上传至环境监控云平台进行实时监测。当任一水域中PH、温度值超过设置的上下阈值时，系统自动触发短信、语音、邮件告警，通知管理人员紧急处理。
监测功能：水质PH、温度二合一变送器是一款测量溶液PH值（氢离子浓度指数、酸碱度）的设备，具有自动温度补偿功能，自动温补和手动温补可随意切换。
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设备 |
技术参数 |
水质PH、温度
二合一变送器
型号：RS-PH-N01-3
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直流供电（默认）：DC 7 ~ 30V |
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最大功耗：0.3W |
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信号输出：支持RS-485，MODBUS/RTU协议。通信波特率默认4800（1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200可设） |
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检测原理：电极玻璃泡内的基准溶液受到被测溶液 pH的影响使电极产生电动势（电压），电动势的大小反应被测溶液的pH大小。 |
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PH测量 |
范围：0 ~ 14PH |
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分辨率：0.01PH |
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误差：±0.15PH |
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重复性误差：±0.02PH |
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温度测量 |
0℃ ~ 60℃ |
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分辨率：0.1℃ |
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误差：±0.5℃ |
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设备工作条件：环境温度：0 ~ 60℃ ；相对湿度：<85% |
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PH电极温补：带自动温度补偿功能，手动补偿与自动补偿可随意切换 |
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电极适用温度：0 ~ 80℃（手动温度补偿时为设置温度，默认25℃） |
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PH电极防护等级：IP68 |
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电极线长：默认5m （10m、15m、20m可定制） |
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电极使用周期 ：1年左右，老化后应及时更换新的电极 |
电极标定说明：我司PH变送器的电极配有两种PH不同的标准缓冲液，若测量酸性溶液则使用 4.01和6.86的标准缓冲溶液；若测量碱性溶液则使用6.86和9.18的标准缓冲溶液。若通用情况则使用 4.01 和 9.18 的标准缓冲液。
维护和清洗：设备本身一般不需要日常维护。
注意事项：（1）PH电极在不用时，要放置于有氯化钾溶液的保护罩内，用于保持电极活化并防止玻璃球泡损坏。
（2）测量前应将电极玻璃泡内的气泡甩去，否则将影响测量，PH电极前端玻璃球泡不能与硬物接触，任何破损和擦毛都会使电极失效。
（3）测量前后都应用去离子水（洁净水）清洁电极，清洗传感器时用湿软布擦洗即可，以保证精度。
3.1.2 溶解氧监测
监测对象：氧气不仅是我们人类生存所必需，也是水中鱼虾贝类赖以生存的基础。
溶解氧（DO）是指溶解于水中的氧的含量。一般来说，养殖水体中的溶氧应保持在5～8mg/L，至少应保持4 mg/L以上。当溶氧量低于4 mg/L轻则使生长变慢，易发疾病，重则浮头死亡。当然并不是溶氧量越高越好，当溶氧量达到14.4 mg/L时又会引起鱼类产生气泡病。因此，适宜的溶氧量对水产养殖鱼类的生长生存至关重要。
监测内容：针对养殖场不同区域中的水的溶解氧饱和度、浓度、温度的监测和告警。
监测效果：通过在重要的水域安装水质溶解氧饱和度、浓度、温度三合一变送器对水中溶解氧饱和度、浓度、温度进行实现监测，膜头采用荧光法测量原理，不消耗氧，无需电解液，无需标定，响应时间快，测量结果稳定，对流量没有要求，无干扰，减少清洗频率，维护量低，分为海水款和淡水款两种，用户可按需选择。变送器通过RS485智能接口及通讯协议接入气象监控主机，由4G无线传输将数据上传至环境监控云平台进行实时监测。当任一水域中溶解氧饱和度、浓度、温度超过设置的上下阈值时，系统自动触发短信、语音、邮件告警，通知管理人员紧急处理。
监测功能：水质溶解氧饱和度、浓度、温度三合一变送器具有无污染、寿命长、稳定性好、维护难度低等优点。水质溶解氧测量探头特有的光学检测方法，可以有效测量溶解在水中的分子态氧，并可消除水体中PH值波动、氨氮等化学物质或重金属的干扰，从而在更长的时间内提供更稳定、更准确的测量结果。
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设备 |
技术参数 |
水质溶解氧饱和度、浓度、温度三合一变送器
型号：RS-LDO-N01
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直流供电（默认）：DC 10 ~ 30V |
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功耗：0.2W |
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信号输出：支持RS-485,MODBUS/RTU协议 |
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溶解氧膜头检测原理：采用荧光法测量原理，不消耗氧，无需电解液。 |
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溶解氧 |
测量范围：0～20 mg/L；0 ~ 200% |
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测量误差：±3%FS |
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分辨率：0.01mg/L；0.1% |
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温度 |
测量范围：0℃ ~ 60℃ |
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测量误差：±0.5℃（25℃） |
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分辨率：0.1℃ |
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设备工作温度：0 ~ 40℃ |
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响应时间：≤60sec |
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电极线长：默认5m（10m、15m、20m可定制） |
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防护等级：IP68 |
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使用周期：一年左右，老化后应及时更换新的电极。 |
维护和清洗：（1）对于设备的外表面污垢，可以用自来水清洗，用湿润的软布进行擦拭，对于一些顽固的污垢，可以在自来水中加入一些家用洗涤液来清洗。
（2）对于荧光帽外表面，应用清水冲洗传感器光窗上的污物；如果需要擦拭，用软布轻柔擦拭、切勿用力刮擦，防止损坏荧光膜，导致测量不准设置无法测量。
（3）若荧光帽内有灰尘或水汽进入，将荧光帽旋下，用自来水冲洗荧光帽内表面和设备的光学玻璃窗口，若有含油脂类污垢，可用混有家用洗涤剂的自来水清洗，之后将洗涤剂冲洗干净，用无绒软布将所有清洗的表面擦干，之后放到干燥处使水分完全蒸发。
注意事项：（1）设备前端荧光膜应避免碰撞或刮，任何损伤将导致测量精度下降甚至无法使用。
（2）避免使用在有机溶剂中，避免使用有机溶剂清洗荧光帽。
（3）设备安装时尽量避免线缆过于紧绷或受力。
3.1.3 氨氮监测
监测意义：氨氮是指水中以游离氨（NH3）和铵离子（NH4+）形式存在的氮。我国渔业水质标准总氨氮含量应不超过0.2 mg/L，当水体氨氮大于0.2mg/L时，会导致水体富营养化。分子氨浓度达到0.2-0.5mg/L，则对鱼类有轻度毒性，使其体表粘液增多，出血，食欲减退，分子氨的浓度长期超过0.5mg/L，则将影响鱼虾的生长繁殖，严重性的将中毒至死亡。
监测内容：由于水体有毒分子氨的含量与水体中的PH值和水温有直接关系，水温越高，PH值越高，水体毒性越大。所以针对养殖场不同区域中的水的氨氮、PH、温度的长期监测实时告警。
监测效果：通过在重要的水域安装氨氮、PH、温度三合一变送器对水中氨氮、PH、温度进行实现监测，变送器通过RS485智能接口及通讯协议接入气象监控主机，由4G无线传输将数据上传至环境监控云平台进行实时监测。当任一水域中氨氮、PH、温度值超过设置的上下阈值时，系统自动触发短信、语音、邮件告警，通知管理人员紧急处理。
监测功能：氨氮、PH、温度三合一变送器是一款测量水体氨氮浓度[以游离氨（NH3）和铵离子（NH4+）形式存在的化合氮]的设备。可自动进行进行温度、PH补偿适合各种环境下的高精度测量。可直接投入式安装，相比传统氨氮分析仪，更加经济环保，方便快捷。
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设备 |
技术参数 |
氨氮、PH、温度
三合一变送器
型号：RS-NHN-N01-3-*
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直流供电（默认）： DC 10 ~ 30V |
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最大功耗：0.3W |
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信号输出：支持RS-485,MODBUS/RTU协议 |
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氨氮 |
测量范围： |
0-10mg/L，分辨率 0.01mg/L |
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误差：±3%FS |
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PH |
测量范围：0 ~ 14PH，分辨率：0.01PH |
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误差：±0.15PH |
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温度 |
测量范围：-20 ~ 80℃，分辨率：0.1℃ |
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误差：±0.2℃ |
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工作条件：0～50℃；<0.2MPa |
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响应时间：<30S |
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防护等级：IP68 |
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使用寿命：电极1年或以上，老化后应及时更换新的电极。 |
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电极线长：默认5m （10m、15m、20m可定制） |
电极标定说明：我司氨氮变送器电极根据两种不同的量程配有不同的标准溶液。若设备量程为0-10mg/L，则配置0.1mg/L和10mg/L两款标准溶液；若设备量程为0-100mg/L，则配置10mg/L和100mg/L两款标准溶液。
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量程0-10mg/L |
量程0-100mg/L |
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维护和清洗：清洗设备时用湿软布擦洗即可。
注意事项：（1）长时间未使用的氨氮变送器在测定前，需进行浸泡活化处理。
（2）活化后测试前务必充分清洗传感器，将传感器前端浸在去离子水中5分钟并搅动水溶液，为更充分清洗请多次更换干净的去离子水，再次清洗，以防止引起测量误差。
（3）短时间未使用的氨氮变送器在测定前，需在去离子水中进行浸泡处理以防止引起测量误差。
（4）传感器使用后请将传感器头部用清水冲洗干净，并盖上保护盖。
（5）设备使用前需检测氨氮变送器前端是否有气泡，若无气泡正常使用，若有气泡则需向下甩动传感器，去除气泡。
（6）氨氮变送器请勿在腐蚀性较强的液体环境下使用，以免对传感器造成不可逆的损坏。
3.1.4 亚硝酸盐监测
监测意义：水产养殖亚硝酸盐标准要求在0.1ppm以下。当亚硝酸盐含量＞0.1ppm会使水体中养殖的鱼、虾、蟹表现为缺氧症状。如摄食量下降，呼吸困难，游动缓慢，体力衰退，鳃部受损变黑，甚至出现“游塘”、“浮头”、“偷死”、“冒底”等现象。
监测内容：用于水产养殖场所水中的亚硝酸根离子的在线监测实时告警。
监测效果：通过在重要的水域安装亚硝酸根离子变送器对水环境中的亚硝酸根离子进行实现监测，通过RS485智能接口及通讯协议接入气象监控主机，由4G无线传输将数据上传至环境监控云平台进行实时监测。当某一水域中任一数值超标时，系统自动触发短信、语音、邮件告警，通知管理人员紧急处理。
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设备 |
技术参数 |
亚硝酸根离子变送器
型号：RS-LNO2-N01-*
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斜率：56 ± 3mv |
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重复性：± 2% |
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干扰：乙酸根，氟离子，氯离子，硝酸根，硫酸根等 |
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温度范围：0-50℃ |
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压力范围：0-2 atm |
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响应速度：30 秒达到 90%回应 |
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测量范围：0.2ppm –2200ppm |
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PH 值范围：1.1-1.7 |
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输出阻抗：20-50MΩ |
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温度补偿：10k/22k/PT1000/PT100 可选 |
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材质：PMMA+PVC |
维护和清洗：用稀释的氧化氮标准溶液,最佳 PH 值范围： PH4.5-PH 8。
储存：长期：干燥保存；短期：保存于氧化氮溶液中。
3.1.5 ORP监测
监测意义：ORP表示溶液的氧化还原电位，它不能独立判断水质的好坏，但是能够综合其他水质指标来反应水族系统中的生态环境。
在养殖过程中，水中生物的残饵、粪便，池底有机质淤泥等还原性物质增多就会导致电位被拉低，使得水体表现出还原性。当氧化还原电位环境为-200～-250mV，会有大量的NH3, H2S，NO2等还原态的物质出现。当氧化还原电位环境为-300～-400mV，底泥处于极度缺氧状况，专性厌氧产甲烷菌即开始分解底泥中的有机质产生甲烷。这些有毒有害物质，在鱼体内积累，导致养殖水产品大批量死亡。因此，在水产养殖中，要避免水质的还原性过低。
监测内容：针对养殖场不同区域中的水的氧化还原电位的在线监测实时告警，及时反应池塘水质底质和病害菌的情况。
监测效果：通过在重要的水域安装水质ORP变送器头对水体氧化还原电位进行实现监测，变送器通过RS485智能接口及通讯协议接入气象监控主机，由4G无线传输将数据上传至环境监控云平台进行实时监测。当某一水域中ORP值超标时，系统自动触发短信、语音、邮件告警，通知管理人员紧急处理。
监测功能：水质ORP变送器是一款测量测量溶液氧化还原电位的设备，采用高纯度铂金制成的ORP复合电极，具有极强的抗酸碱能力和抗氧化能力，测量精度高、响应快、稳定性好，电极可根据温度自动补偿。
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设备 |
技术参数 |
水质ORP变送器
型号： RS-ORP -N01-*
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直流供电（默认）： DC 10 ~ 30V |
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最大功耗：0.6W |
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信号输出：支持RS-485,MODBUS/RTU协议 |
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ORP |
测量范围：-1999 ~ 1999mV |
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测量误差：±1mV |
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分辨率：1mV |
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ORP电极工作温度：0 ~ 80℃ |
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ORP电极耐压：0.6MPA |
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设备工作条件：环境温度：0 ~ 60℃；相对湿度：<85% |
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防护等级：IP68 |
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电极使用周期：1年左右，老化后应及时更换新的电极 |
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电极线长：默认5m （10m、15m、20m可定制） |
维护和清洗：设备本身一般不需要日常维护。
注意事项：（1）电极前端的保护瓶内有适量浸泡溶液，电极头浸泡其中，以保铂金片和液接界的活化。
（2）测量前应将电极玻璃泡内的气泡甩去，否则将影响测量，电极前端玻璃球泡不能与硬物接触，任何破损和擦毛都会使电极失效。
（3）测量前后都应用去离子水（洁净水）清洁电极，清洗传感器时用湿软布擦洗即可，以保证精度。
（4）一般情况下ORP电极不需要标定，直接使用即可。
（5）电极污染或液接界堵塞,也会使电极钝化，此时，应根据污染物质的性质，以适当溶液清洗。
3.1.6 水质电导率（盐度）监测
监测意义：水质电导率是以数字表示溶液传导电流的能力，通常用它来表示水的纯度。一般可用电导率值了解水中的盐度，一般情况下，电导率越高，盐份越高，TDS越高。对于大多数淡水鱼类，2-3g/L的盐度，是维持体内渗透压，维持机体代谢的最佳盐度。但是盐度过大，会导致鱼体生体机能紊乱，渗透压发生很大的变化，造成鱼类直接死亡。
监测内容：针对养殖场不同区域中的水的电导率（EC）、温度、盐度、TDS的连续监测实时告警。
监测效果：通过在重要的水域安装水质电导率、温度、盐度、TDS四合一变送器对水域电导率、温度、盐度、TDS进行实现监测，针对不同的使用环境，我们有不锈钢电极、塑料电极供用户自行选择。变送器通过RS485智能接口及通讯协议接入气象监控主机，由4G无线传输将数据上传至环境监控云平台进行实时监测。当任一水域中电导率、温度、盐度、TDS值超过设置的上下阈值时，系统自动触发短信、语音、邮件告警，通知管理人员紧急处理。
监测功能：水质电导率、温度、盐度、TDS四合一变送器是测量溶液电导率值的设备,具有自动温度补偿功能，可将当前温度电导率补偿到指定温度。
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设备 |
技术参数 |
水质电导率、温度、盐度、TDS四合一变送器
型号：RS-EC-N01-3
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直流供电（默认）：DC 7 ~ 30V |
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最大功耗：0.4W |
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信号输出：支持RS-485，MODBUS/RTU协议 |
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检测原理：溶液电导率的测量值是根据电极呈现的电阻大小和电极本身的常数K计算并通过温度补偿得出的。 |
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电导率 |
测量范围 |
电极常数K=1：1 ~ 2000μs/cm
分辨率：0.1μs/cm |
电极常数K=10：10 ~ 20000μs/cm
分辨率：1μs/cm |
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误差：±1%FS |
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温度 |
测量范围：-20~60℃ |
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分辨率： 0.1℃ |
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补偿范围： -20~60℃（默认补偿温度25℃） |
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补偿范围：默认0.02 |
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盐度 |
测量范围：0~11476ppm |
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TDS |
测量范围：0~13400ppm |
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设备工作条件：环境温度：-20 ~ +60℃ ；相对湿度：<85% |
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电极线长：默认5m （10m、15m、20m可定制） |
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电导率电极防护等级：IP68 |
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电极使用周期 ：1年 |
电极标定说明：电导率根据两种不同量程配有不同的标准溶液。量程2000配置1413的标准溶液；量20000配置12880的标准溶液。
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量程1-2000 |
量程10-20000 |
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维护和清洗：设备本身一般不需要日常维护。
注意事项：（1）原则上电极在每次测量前应进行标定，长期使用应定期标定电极。
（2）电极长期不使用，一般可以贮存在干燥的地方，但使用前必须放入（贮存）在蒸馏水中数小时来活化电极，经常使用的电极可以放入（贮存）在蒸馏水中。
（3）可以用含有洗涤剂的温水清洗电极上有机成分沾污，也可以用酒精清洗。
（4）钙、镁沉淀物最好用10 %拧檬酸。
（5）清洗电极极片或极柱只能用化学方法或在水中晃动的方式。注意不能擦拭电极极片或极柱，否则会破坏镀在电极表面的镀层（铂黑）。
3.1.7 其他水质要素监测
监测内容：水中浊度、COD、悬浮物、叶绿素、蓝绿藻、各离子（钠离子、钾离子、硝酸根离子、氯离子、钙离子、铵离子、镁离子）的在线监测实时告警。
监测效果：通过在重要的水域安装水质变送器对水环境进行实现监测，变送器通过RS485智能接口及通讯协议接入气象监控主机，由4G无线传输将数据上传至环境监控云平台进行实时监测。当某一水域中任一数值超标时，系统自动触发短信、语音、邮件告警，通知管理人员紧急处理。
3.1.8 气象监控主机
气象监控主机（型号：RS-QXZ-M-Y）具有1路 ModBus-RTU 主站接口，可通过485总线将各水质变送器（水温、水位、浊度、电导率、PH、氨氮、溶解氧、COD、ORP、离子）接入主机，通过4G信号将各项水质数据实时上传至云平台或者客户自己的服务器。
3.1.8.1 技术参数
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参数名称 |
范围或接口 |
说明 |
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数据上传通信接口 |
RJ45网口 |
通过网口方式上传数据 |
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GPRS无线 |
通过GPRS方式上传数据 |
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GSM短信 |
支持短信报警 |
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ModBus-RTU从站接口 |
支持外部设备通过ModBus-RTU协议问询监控主机中的数据。 |
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数据采集通信接口 |
从RS485接口 |
能够采集1-32台485接口的变送器的数据，最长通信距离≥1500米 |
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LED屏显示接口 |
LED屏显示接口 |
支持最大点阵数1024*256的单色LED显示屏 |
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1路直流电压采集 |
采集量程0-100V |
采集精度±0.1V，输入阻抗≥100K
监控主机可设置转换系数 |
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3路4-20mA电流信号采集 |
4-20mA电流信号采集 |
采集分辨率3000；输入阻抗≤120欧
监控主机可设置转换系数 |
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1路水浸检测信号 |
可进行漏水检测 |
标配漏水电极，用户也可选漏水绳，最长可达30米 |
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4路开关量信号输入 |
可检测干接点通断状态 |
外接无源干接点，响应时间≤0.2S |
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2路继电器输出 |
继电器干接点输出 |
继电器容量：250VAC/30VDC 5A
本继电器可关联到任意通道的上下限，用作报警或自动控制。 |
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1路翻斗式雨量计脉冲信号输入 |
采集磁开关脉冲信号进行雨量计量 |
默认脉冲当量：0.2mm
可上传瞬时雨量（最近一分钟）、当前雨量（本日00:00至当前）、昨日雨量（昨日00:00-24:00）及永久累计雨量值
（默认采用第四路开关量作为雨量计输入） |
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数据上传间隔 |
1S~10000S |
数据上传间隔1S~10000S可设 |
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内置存储容量 |
52万条 |
内置存储，最多可存储52万条 |
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供电 |
外部电源供电 |
供电电压24V |
3.1.8.2 功能特点
■ 1路ModBus-RTU主站接口可接入该系统中所有的485水质变送器。
■ 具有 1 路 ModBus-RTU 从站接口，可外接用户自己的监控主机、PLC、组态屏或组态软件。
■ 可采集1路0-100V直流电压、3路4-20mA电流信号，监控主机上可设置转换系数。
■ 具有4路开关量信号采集，其中第 4 路可用作外接翻斗式雨量计。
■ 具有1路水浸检测，可外接漏水电极也可外接漏水绳，最长30米。
■ 2 路继电器输出，可关联到任何一路信号采集上做报警或自动控制使用。
■ 1路 RJ45 网口，可将气象监测数据上传至远端监控软件平台。
■ 1路多功能 GPRS 通信接口，只需插入一张手机卡便可将数据上传至远端监控软件平台。
■ 强大的脱机短信报警功能，报警内容可自定义。
■ 大屏中文液晶显示，界面简洁友好。
■ 内置数据存储，可存储52万条记录，通信故障时，设备自动存储，通信恢复后可将存储数据上传。
■ 可外接1路室外LED单色显示屏，支持最大点阵数1024*256。
■ 若不使用太阳能电池板也可采用外接24V直流电源供电。
■ 设备唯一 8位地址，易于管理识别，可搭配我司提供的多种软件平台。
3.2 太阳能供电系统
该系统配有太阳能供电系统，解决用户现场供电不便的情况。采用体积小重量轻能量密度大的20Ah锂电池作为能源，在保证系统供电的同时减轻重量，一方面有利于设备承载更多的传感器，另一方面让整体重心偏下提高防倾覆能力，外加30W太阳能电池板，双管齐下，使之即便遇到连续阴雨天气，也可续航长达3天，完全不必担心会因为天气原因导致数据监测中断。
我司提供两种太阳能供电规模，供用户选择，如下表：
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方案一 |
方案二 |
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30W太阳能板 |
60W太阳能板 |
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20AH锂电池 |
45AH锂电池 |
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太阳能供电转换器 |
太阳能供电转换器 |
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功能 |
连续阴雨天续航3天 |
连续阴雨天续航7天 |
3.3 基础支架
太阳能浮漂水质监测站基础支架由浮漂、不锈钢滤网、探头安装支架、太阳能安装支架、防水箱、遮雨板组成。
第四章 智能控制系统
监控软件通过对监测到的数据进行智能分析，并根据不同阶段的养殖预设条件，通过物联网多功能控制柜下发无线控制指令控制相关节点的增氧机、换水机、投饵机等设备的运行，实现自动投喂、换水、增氧等，降低养殖成本，实现精细化、智能化饲养。
该系统支持本本地/远程手动控制、自动控制、定时定点控制等多种控制模式，远程实现养殖机械设备的开/关控制，节省人力，降低运营成本。
4.1 物联网多功能控制柜
物联网多功能控制柜（型号：RS-MC-*-4G）是一款集成多路继电器的控制器。本地端配置7寸触摸屏，多路开关量输出可用于各类场合的即时控制，可控制小于 10A-250VAC/30VDC 的设备，若控制大型设备，再连接中间继电器即可。默认8路继电器输出，最多可扩展至16路继电器输出。
该设备可接入现场的增氧泵、投饵机、换水机等水产养殖机械设备，实现各类设备的手动、自动、定时控制，大大减少施工量，降低施工成本和维护成本，提高养殖效益。
4.2 技术参数
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设备 |
技术参数 |
多功能控制柜
型号： RS-MC-*-4G
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供电电压：220VAC，50HZ |
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功耗：20W |
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通讯方式：4G |
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工作环境 |
工作温度 ： -10℃～+50℃ |
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工作湿度：10%RH~85%RH |
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继电器带载能力：30V/10A-DC、255V/10A-AC |
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设备尺寸：360*300*125（单位：mm） |
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安装方式：壁挂安装 |
4.3 功能特点
■ 本地液晶触摸屏手动控制：设备带有7寸触摸屏，采用中文界面显示，方便养殖者现场实时查看/修改各个继电器的工作状态。当把继电器某一设备节点（增氧泵、循环泵等）修改为吸合状态时，增氧泵、循环泵等设备会开始运行；修改为断开状态时，设备会自动停止运行。
■ 远程手动控制：可通过电脑PC端或手机APP端远程手动完成继电器相关节点设备的吸合或断开操作。当把继电器某一设备节点（增氧泵、循环泵等）修改为吸合状态时，增氧泵、循环泵等设备会开始运行；修改为断开状态时，设备会自动停止运行。
■ 自动控制：可在监控软件平台提前设置好各项水质监测要素（PH、溶氧量、氨氮、亚硝酸盐等）的上限、下限值。当水中的氧含量、PH、还原性低于下限，PH、氨氮、亚硝酸盐等有毒物质含量高于上限值，系统会自动报警并且自动吸合继电器开启增氧泵增氧、换水泵换水，当任一水质指标正常后，自动断开继电器。
■ 定时控制：通过添加继电器某一设备节点（如投饵机）吸合或断开的时间点，支持添加多个时间节点，定时定点实现自动投喂，做到科学养殖。结合各项水质监测参数，养殖者可及时做出调整，避免过量喂食的情况发生，减少饲料浪费和水质污染。
■ 通过4G方式上传数据，减少施工成本和维护成本。
■ 设备参数通过软件配置，简单方便。
■ 断电后自动断开继电器；
■ 支持我司提供的多款免费软件平台、用户也可以自己开发平台；
■ 交流220V供电、可常年工作于室外。
第五章 综合环境监控云平台
5.1 概述
综合环境监控云平台（www.0531yun.com）以先进的信息采集系统、物联网、云平台、大数据以及互联网等信息技术为基础，各级用户通过PC端WEB、APP客户端、微信端等多种渠道访问平台数据，实现远程系统管理功能。用户可实时对项目上每个重要参数进行实时监测、管理，同时实现基于平台的远程手动、自动、定时定点控制。
5.2 功能介绍
5.2.1 大屏可视化
可投屏显示，自动刷新，滚动播放所有设备信息，数据清晰、直观，便于管理员进行系统查看。
5.2.2 数据实时监控
平台支持实时查看所测水环境数据。数据可以通过图形化界面、列表等方式反映，图形化界面的优势在于让用户直观看到数据和传感器相对位置，列表则更利于用户对数据进行对比。
【首页数据展示】
【列表展示】
5.2.3 超限告警
当任一要素超过预置报警值、设备处于离线状态时，系统能提供平台界面告警、短信告警、电话告警、邮件告警等报警方式，并进行事件记录，供调用和分析。
支持所有监测因子报警上限、下限，预警上限、下限设置，支持因子数据异常字体变色，因子告警数据颜色用户可自定义。
针对短信、振铃、微信、邮件告警方式有专门的告警联系人管理列表，便于当报警联系人变动时快速查询、添加、删除。
5.2.4 视频监控
支持在现场安装摄像头，搭载我司的视频字符叠加器可以实现水产养殖场周边环境画面联网呈现，即传感器监测到的数据通过视频字符叠加器可叠加在监控画面上。其界面显示全部信息，避免反复切换，实现水产养殖的远程监控，全面性监管。
5.2.5 历史数据查询、导出
可通过系统查询每个监测点的设备信息，对设备监测数据、历史数据进行查询。并生成数据曲线图，具有单个或多个因子数据存储/查询/导出数据功能，支持PDF、excel等多种数据格式导出，导出内容标题、使用单位名称用户可自定义，同时可导出数据查询的时间段、查询数据账号、保存数据间隔、离线判断间隔等重要信息。
【历史数据列表查看】
【历史数据曲线查看】
5.2.6 继电器控制
支持电脑端、APP端远程手动控制现场设备继电器，且继电器名称可自定义编辑，相应继电器控制功能是否启用客户可自行编辑。
5.2.7 移动端APP
为方便移动端用户监测数据，推出“云控通”手机APP，方便用户24小时实时监测。可以通过账号密码登录云平台，一键控制上万个设备。支持视频查看，设备故障/异常报警，支持离线告警功能，支持实时数据查看，历史数据曲线查看，还可连接蓝牙打印机进行数据打印。
5.2.8 系统管理
平台具有完善的权限分级和管辖分区等等功能，无限级权限设定，根据要求自由组合权限。用户操作具有完善的日志记录，方便查看操作记录。
5.2.9 账号分级
支持账号分级管理，针对项目实际需求增设子账号，并分配不同管理权限，做到项目管理分工明确，用户可定义不同的用户角色，并赋予角色的不同权限管理。
【账号管理】
【管理员权限设置】
【管理员菜单权限】
5.2.10 设备管理
可对设备进行节点、报警、储存进行设置。
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名称 |
解释 |
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设备名称 |
填写设备名称，默认名称为设备地址 |
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设备地址 |
显示设备地址，不可更改 |
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设备经纬度 |
写入设备经纬度，可在地图中查看设备显示位置。（注意：如果以设备自带经纬度信息为准，此处可不填写） |
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告警记录 |
开启告警记录，当设备报警时，数据库中会记录告警信息，关闭告警记录，则无法查询告警记录。 |
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离线短信 |
开启离线短信，当设备离线时会发送告警短信至绑定手机号 |
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离线邮件 |
开启离线邮件，当设备离线时会发送告警邮件至绑定邮箱。 |
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离线判断间隔 |
设置设备离线时间，当设备在设置时间内重新上线，平台默认此设备未离线。 |
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短信告警间隔 |
当设备在平台告警后，告警信息按照设置时间间隔发送告警短信，时间最低设置5分钟。 |
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邮件告警间隔 |
当设备在平台告警后，告警信息按照设置时间间隔发送告警邮件。 |
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保存数据间隔 |
设置时间间隔保存设备数据。 |
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短信最多发送次数 |
防止设备超限时间过长，一直发送告警短信，可设置最多发送短信次数。 |
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节点列表 |
设备节点设置，详情见节点信息设置。 |
5.2.11 流量卡预警功能
实时获取现场4G型物联网设备的卡号，自动分析卡号剩余流量，自动分析，到期时间预警提醒，让项目管理人员及时充值，防止流量卡到期运营商销号造成项目停滞。
5.2.12二次开发
我司提供的云平台完全免费，界面完全中性，并支持用户二次开发。
5.2.13 千人千面
针对小规模应用的用户，云平台提供可配置的“千人千面”界面与私有域名解析的服务，客户只需要投入几十元购买一个域名，备案成功后就能拥有自己的私有登录链接，且登录界面平台名称可根据用户要求更改。
第六章 案例展示
