监测水产溶解氧含量的传感器生产有望降低成本

文章来源:聚英云农 发布时间: 2022-04-15 17:01:26
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无论是智慧农业、数字农业,还是设施农业,其运行与运行都需要借助大量的传感器,农业种植、水产养殖、畜牧养殖等应用场景中都能找传感器的身影,而在水产养殖中,溶解氧传感器却令人头疼。

 

聚英智慧水产养殖系统硬件设备

 

溶解氧含量的检测,关系到水产养殖的品质,甚至直接影响到水产品生长与寿命。但目前市面上,溶解氧传感器存在不少问题,价格昂贵、不能持续在线测量、更新部件维护困难等问题,难以在水产养殖物联网中大规模推广和发挥作用。

 

江南大学、江苏省互联网农业发展中心与公司合作,对于溶解氧传感器的这些问题展开了研究。基于荧光淬灭原理,利用水中溶解氧浓度与荧光信号相位差的关系进行低成本、易维护溶解氧传感器的研发。

聚英智慧水产养殖系统通讯架构

首先利用自制备溶氧敏感膜,经激发光照射后产生红色荧光,该荧光寿命可由溶解氧浓度调节;然后利用光信号敏感器件设计光电转化电路实现光信号感知;再以STM32F103微处理器作为主控芯片,编写下位机程序实现激发光脉冲产生,利用相敏检波原理以及快速傅里叶变换(FFT)计算激发光与参照光的相位差,进而转化为溶解氧浓度,实现溶解氧的测量。荧光探测部分与系统主控部分采用分离式设计思想,利用屏蔽排线直接插拔连接,便于传感器探测头的拆卸、更换、维护以及实现远距离在线测量。

 

经测试,溶解氧传感器的测量范围是0~20 mg/L,响应延迟小于2 s,溶氧敏感膜使用寿命约1年,可以实时不间断地对溶解氧浓度进行测量。

 

智慧水产养殖

 

简言之,改进后的溶解氧传感器具有测量方便、制作成本低、体积小等特点,对降低水产养殖成本、传感器的研发与应用、甚至是智慧水产养殖的发展,都有一定积极作用,广大渔业从事者也能期待用上更为物美价廉的传感器了。

 

基于物联网的智慧水产养殖监控系统,通过物联网、互联网、无线通讯等技术,以养殖水域情况、养殖水平类型为依据,通过传感器、流量计、无线采集终端、智能阀门等设备,采集养殖水域的环境参数及增氧泵、循环泵、喂料机等设备能源消耗情况,包括:水温、溶解氧含量、水域PH值、水质浑浊度、氨氮等养分含量等参数,及各水泵的用电总量、电压、电流、功率等数据,通过手机APP、电脑网页/APP登录聚英农业云平台,或监控大屏等信息终端,随时掌握养殖水域的信息,多途径查收养殖水域的异常情况预警信息,远程联动调控设备稳定水域环境,保证水域环境适宜鱼类、贝类、虾类、蟹类、藻类等水产品的生长需求。

 

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