蟹池物联网智能监控生态高效养殖模式

王桂民，张金彪，罗明，包门华，汤云霞

（1.金坛区水产技术指导站，江苏　金坛　213200；2.金坛区直溪镇农服站，江苏　金坛　213200；3.金坛区儒林镇农服站，江苏　金坛　213225）



蟹池物联网智能监控生态高效养殖模式

王桂民1，张金彪1，罗明1，包门华2，汤云霞3

（1.金坛区水产技术指导站，江苏金坛213200；2.金坛区直溪镇农服站，江苏金坛213200；3.金坛区儒林镇农服站，江苏金坛213225）

物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。2012年江苏省常州市金坛区在金坛河蟹产业园区内首创了蟹池物联网智能监控生态高效养殖模式，在标准化池塘中配套物联网智能监控系统，采取“移殖螺蛳、栽种水草、科学投饵、调节水质、生态防病”等生物技术，确立了“每667 m2放自育蟹种1 200只，每667 m2产河蟹120 kg，每667 m2效益5 000元以上”的技术模式，从而大幅度改善了池塘生态环境，节省了人工成本，降低了发病率，生产出的产品达到绿色、安全、高质量的无公害水产品要求。2015 年120×667 m2蟹池共产规格为165～170 g/只的商品蟹15 740 kg，平均每667 m2产河蟹129 kg，实现河蟹产值159.43万元、效益103.74万元，平均产值13 280元/667 m2、效益8 645元/667 m2。

1　放养前准备

去冬今春，抽干池水、清除淤泥、平整池底、修补坡边、加固池埂，保持水深1.2～1.5 m。每667 m2用生石灰200～300 kg化水全池泼洒，清除野杂鱼并杀灭病原生物。半个月后，种植复合型水草，深水区种植黄丝草、轮叶黑藻，浅水区种植苦草、伊乐藻，使全池水草覆盖率30%～40%。当水温升到15℃时，每667 m2施生物有机肥20 kg，使池水呈淡红色，达到“肥、活、嫩、爽”，以培育水体中的红虫、水蚯蚓、小螺蛳等，为河蟹、青虾提供优质天然饵料，促进水草生长。清明节前，每667 m2一次性投放鲜活螺蛳400～500 kg，为蟹种提供活饵料。

2　蟹种放养

2.1设置暂养区

在养殖池塘中，用聚乙烯网片围成20%的方形区域作为蟹种暂养区，网片上段设置防逃设施，网片下段埋入土中20 cm左右，防止蟹种逃出。

2.2放养蟹种

2月15日，在暂养区内投放肢体健全、活动敏捷、足爪无损、规格为120～130只/kg的自育蟹种，平均每667 m2放1 200只，既有利于集中强化培育，又有利于暂养区外的水草生长。5月20日后撤除网片，全池散放。

3　物联网智能监控系统

物联网智能监控系统包括水产养殖水质监测系统、视频监控系统和远程终端平台三部分。水质监测系统主要由5台水质全自动分析仪、5个水质采集器、5个传感节点等构成；视频监控系统主要由9个摄像头、2个控制节点、2个中继节点等部分构成；远程终端平台主要由2个网关、1个基站、1套本地监控终端等部分组成。

3.1安装

3.1.1水质监测系统先将传感节点按三角形均匀设置在蟹池中，并配备由太阳能供电的无线水质采集器。之后在每只蟹池中安装水泵，让其与管理房内的在线分析仪相连。

3.1.2视频监控系统根据摄像头配置高低，沿蟹池边四周设置相互对应的摄像头，再在微孔增氧设备旁设置控制节点，在蟹池之间设置中继节点。

3.1.3远程终端平台在管理房内设置总控制室，配备网关、基站、工控机、投影机和投影屏幕，一个网关通过RS485接口连接水质采集器，另一个网关通过RS232接口连接自动分析仪。系统架构及部分产品位置如图1所示。

3.2运行

图1　系统构架图

3.2.1采集水质自动分析仪自动抽取池塘水，自动添加试剂，自动分析水样，分析得出结果，自动传输并转换为智能化信息，主要采集氨氮、总磷、总氮、亚硝酸盐、高锰酸盐指数参数数据。水质采集器采集pH值，传感节点采集溶解氧和水温，然后将采集到数据通过传感节点、网关、控制节点、中继节点以多跳路由方式无线自组网、路由传输到基站。

3.2.2传输无线传感器网络基站处理及存储网络数据，并根据养殖池塘环境参数由无线水质控制器控制微孔增氧设施的开关，适时启动微孔增氧设施对池塘环境进行自动调节。无线传感器网络基站又与本地监控终端或远程监控终端进行通信交互，各监控终端实时为生产提供监测数据以及执行装置的工作状况。

3.2.3监控通过监控终端远程控制监控现场，并扩展采集、传输图像、视频和温度、湿度、风速、风向和雨量等参数等信息以及扩展水产品溯源与质量安全控制和实现集多领域专家智慧的智能决策系统。

3.2.4显示物联网智能监控系统可对实时监测的所有参数及其融合数据进行实时处理、实时绘制曲线及表格、实时直观显示，以及实现历史采集数据的查询和表格及曲线绘制、报表统计。

3.2.5服务①自动增氧。通过监控设备实时监测水体溶氧，当蟹池水体中溶氧降至4 mg/L以下时，系统便会自动开启微孔增氧设施，对蟹池水体进行增氧；待蟹池水体中溶氧达到4 mg/L以上时，系统自动停止增氧。②发出预警信号。实时监测蟹池水质，及时把监测到的数据上传专家服务系统，以短信形式发送到区、镇两级技术人员和养殖户手机上，提醒技术人员根据水温、溶解氧、温度、氨氮、总磷、总氮、高锰酸盐、亚硝酸盐8个指标参数变化情况，从而进行科学指导，提醒养殖户及时采取有效措施。③采取应对措施。pH值低于7时，科学使用生石灰调节水质；氨氮高于0.5 mg/L或亚硝酸盐高于0.2 mg/L或高锰酸盐高于10 mg/L或总氮高于2.5 mg/L或总磷高于0.3 mg/L时，使用水质改良剂调节水质，并配套增氧设备进行增氧；水温高于30℃时，调整饲料结构，降低动物性饵料投喂量，做到合理荤素“搭配”。

4　小结

虽然在蟹池中安装物联网智能监控系统目前存在着成本较高、维护保养困难、部分零部件使用年限短等问题，不利于在分散的养殖户中推广，但它在生态、提质、增效上作用明显，适宜在蟹池规模化养殖中使用。

4.1有效保护生态环境

物联网智能监控系统把发展现代渔业与生态修复、健康养殖进行有机融合，对水质进行综合监控与修复，改善水产养殖环境，使河蟹在适宜的环境下生长，有效提高河蟹的产量和质量。同时，运用物联网智能监控系统可以及时了解养殖尾水的水质情况，节约水资源，有效保护生态环境。

4.2实现了降本增效

物联网智能监控系统实时监测蟹池溶氧不仅能够科学准确判断出了溶氧的不足，而且自动开启微孔增氧设施也节省了人工，全年每667 m2可节省人工50个成本5 000元。实时监测蟹池水质，可准确把握投饵量，减少饲料浪费，也有效控制了过量投喂对养殖水体造成的污染。据测算，可节省饲料3 t，折合4 200元。实时监测水体理化指标，便于及时采取应对措施，增强河蟹的抗病能力，降低发病率，减少药物的使用量。与周边蟹池相比，可减少调水次数5次、渔药2次，仅这一项可减少生物制剂成本150元、渔药成本40元。

4.3科学合理指导生产

运用物联网智能监控系统管理河蟹养殖生产，从以往用肉眼诊断河蟹病害转变为通过监测水体理化指标诊断病害，为指导河蟹养殖生产管理对策提供科学的参考依据。

doi：10.3969/j.issn.1004-2091.2016.05.003

收稿日期：（2016-03-20）