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沿海生态养殖物联网应用模式

kumb 水产养殖 2021-04-21 14:32:43 106 0

(春申股份有限公司)

一、 企业基本情况

春申股份有限公司成立于2014年12月11日,位于福建省福州市晋安区紫新路紫阳商住楼 四层A区,企业法人代表朱红华。企业规模:注册资本10000万,在职员工300人,固定资产180000万。基地面积:本集团在印尼、马来西亚、巴西等丝路国家投资建设30万亩大型的沿海生态养殖基地、深海大型网箱养殖基地、以及立体化工厂养殖基地建设

主要经营种类:公司主营海洋绿色生态产业业务:涵盖海洋产业的投资建设与开发经营,海 洋渔业资源的综合开发与利用,主要从事远洋渔业国际合作及其产业化建设与经营,包括开展国际渔业开发生产与合作,近海优质国际海洋岸线资源可持续发展的开发与利用、近海高端水产生态养殖;新生物科技的产业化生产与利用包括防蜕变优质高级苗种培育、生物词料研发与生产等.

信息化投入情况:在福建自贸区马尾建设20万吨低温及超低温的国际大型冷链枢纽及跨境 电商数据管理中心,建设世界海产品、农产品及原产地原包装食品等自贸商品展示中心及大中华地区配送中心,建设欧盟标准出口产品生产基地,建设监控海外养殖基地的指挥处理中心。

二、 模式应用情况

(一)基本建设情况

本集团在印尼、马来西亚、巴西等丝路国家投资建设30万亩大型的沿海生态养殖基地、分 期规划在印尼中爪哇地区初步建成3.5万亩自然混合淡海水鱼类、对虾生态养殖产业链,包括利用现代生物科技年培育防蜕变优质高端鱼苗60亿尾、优质对虾苗种100亿尾。以及建设年生产各类对虾、鱼类生物颗粒词料20万吨,建设投产精深加工产业化生产基地,年可生产及精深加工各类海产品18万吨。目前该项目一期建设已经投产,收到了良好的经济效益与社会效益,被印尼当地政府列为支持当地经济发展及东盟一中国海上合作的重点示范项目,是中国企业积极参与印尼海洋渔业发展的典范。

物联网建设使用情况:

1. 各池塘、网箱配置水质在线监测控制系统310套,主要监测水质溶解氧、水温、PH值、氧化还原电位等参数。

2. 在各养殖基地建立中央控制中心:

(1) 中央控制中心配置电脑服务器、大屏幕显示器、报警系统,无线对讲系统等设备。

(2) 各养殖池的水质参数、电器设备工作参数、水上监控视频、水下监控视频、气象参数等全部汇总到中央控制中心。

(3) 管理系统软件界面为本企业养殖区域的平面图,平面图上可看到各池塘的位置点。当某一池塘有异常情况时,系统自动启动声光报警设备,该池塘区域以红色显示。

(4) 管理人员在中央控制中心可监控整个养殖基地运作情况。如可通过手机、电脑远程控制增氧机、投料机、水泵、照明等电器设备工作。有异常情况时,通过无线对讲系统通知相关人员处理。

在国内总部建立中央控制中心,国外所有基地的中央控制中心数据全部实时传输回国内。

借助于物联网技术和软件技术,建立企业资源管理系统(ERP系统),实现国内外统一管理 的高效模式。

软件上逐步建立企业资源计划系统(ERP系统)协助管理。ERP是一种主要面向企业进行 物质资源、资金资源和信息资源集成一体化管理的企业信息管理系统。以管理会计为核心可以提供跨地区、跨部门、甚至跨公司整合实时信息的企业管理软件。针对物资资源管理(物流)、人力资源管理(人流)、财务资源管理(财流)、信息资源管理(信息流)集成一体化的企业管理软件。以系统化的管理思想,为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台。

(二)物联网技术及产品使用情况

A水质在线监测控制系统设备型号:XMSB601,来源:厦门水贝自动化科技有限公司,价 格:1.8万元/套。

主要功能如下:

1.24小时远程在线监测各养殖水体的溶解氧、PH值、氧化还原电位(ORP)、盐度、温度 等水质参数。

2. 可通过监测到的溶解氧值自动控制增氧机工作,防止出现缺氧事故。当溶解氧低于安全值时(例如4mg/L),自动打开增氧机,当溶解氧达到安全值时(例如5mg/L),自动关闭增氧机,以节省电能,避免无效增氧,并延长增氧机使用寿命。

3. 当监测到溶解氧值达到危险值时(例如3mg/L),自动启动声光报警系统,并给管理者拨打电话并发送手机短信,中心控制软件会启动报警提示。

4. 可通过手机、电脑网络实时查询水质参数及变化曲线图。

5. 可通过手机、电脑网络远程控制增氧机、投料机、水泵等电器设备工作。

6. 可实时自动记录、储存现场监测到的水质参数,并永久保存,帮助用户查询、分析:水质参数对养殖鱼虾类的影响,以及季节、时间、天气、温度变化等因素对养殖环境的影响。

7. 用户可根据水中溶解氧测量值,精准控制饵料投放量,提高饵料的转化率。

8. 停电、停气或水位异常时,现场警报器会开启,并给管理者拨打电话发送短信提示。

水质参数变化曲线图实例

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水质参数变化曲线图

B现代渔业数字化与物联网智能管理系统型号:XMSB905,来源:厦门水贝自动化科技有 限公司,价格:165万元/套。

主要功能如下:

1. 在渔业生产企业建立中央控制中心,中央控制中心配置电脑服务器、大屏幕显示器、报警系统,无线对讲系统等设备。

2. 各养殖池的水质参数、电器设备工作参数、水上监控视频、水下监控视频、气象参数等全部汇总到中央控制中心。

3. 管理系统软件界面为本企业养殖区域的平面图,平面图上可看到各池塘的位置点。当某一池塘有异常情况时,系统自动启动声光报警设备,该池塘区域以红色显示。

4. 管理人员在中央控制中心可监控整个养殖基地运作情况。如可通过手机、电脑远程控制增氧机、投料机、水泵、照明等电器设备工作。有异常情况时,通过无线对讲系统通知相关人员处理。

C气动投料机型号:XMSB301,来源:厦门水贝自动化科技有限公司,价格:6.5万元/ 套。

使用气动投料机优点:

1.投料面积大,投料均匀,避免鱼类抢食而导致个体不整齐现象,使养成的鱼类规格平均, 特别适合用于大水面的水产养殖。

2. 投料量、投料间歇时间可调节,使词料能充分利用,大大减少了词料溶解使水质浑浊的现象发生,提高水质,保护环境,有利于鱼类的生长,并提高词料利用率。

3. 全机械化作业,节省人工,降低劳动强度。

4. 可使用散装词料。

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其他配套措施

1. 每台投料机可远程控制开关,工作人员在中央控制中心可远程控制每一台投料机开关。

2. 投料机附近装一摄像头,视频传输到中央控制中心,投料时有异常现象(如来吃料的鱼偏少),中央控制中心的管理人员能及时远程关闭投料机。

3. 在投料区水面底部布置微孔增氧,在投料前先开增氧机30-60分钟,以增加投料区的溶解氧值,促进鱼类摄食和消化。

4. 投料时,在投料区中,由于鱼类非常集中,氧气降低很快,常见现象:投料开始前10分钟,很多鱼来吃料,过10分钟后,投料区氧气很低,甚至低于1mg/L,部分鱼游走,过几分钟后,溶解氧升高,成群的鱼又游回来吃料。

5. 投料机可由时间控制开关控制,例如每天8: 00、12: 00、4: 00投料3次,每次20-30分钟。

6. 在投料区设置2个水质溶解氧在线监测点,根据监测到的溶解氧值控制投料数量。

(1) 在投料时间段开始时,如果溶解氧低于2.0 mg/L,取消本次投料,因为在缺氧状态下,鱼吃完词料在消化过程中,需要大量消耗氧气,造成更加缺氧,另外饵料如果没有及时吃完,会浪费饵料,并染污水质。

(2) 投料过程中,当溶解氧快速下限到低于1.2 mg/L时,投料机暂停投料,直到氧气恢复到2.0 mg/L以上为止。

D养殖场全自动供料系统型号:XMSBQX503,来源:厦门水贝自动化科技有限公司,价 格:72万元/套。主要功能如下:

① 建立词料存放仓库,存放散装词料,从词料生产企业直接散装运输到仓库,节省包装费。

② 散装词料采用气动装卸法,节省人工。

③ 建立供料中央控制中心,可集中向各台投料机供料。

④ 采用气动方式,将词料输送到各台投料机。

⑤ 在中央控制中心,可看到每一台投料机中词料的重量,并可分别控制向每台投料机输送指定重量的词料(由PLC可编程控制器控制)。

⑥ 在中央控制中心,可修改每台投料机的工作参数。

⑦ 开发中央控制中心手机软件,中央控制中心的所有功能可在手机软件上实现。

⑧ 将各养殖池的水上摄像视频、水下摄像视频、水质参数、电器设备工作参数全部汇总到中央控制中心的大屏幕显示屏,管理人员在中央控制中心可监控整个工厂运作情况。如果各环节有异常,系统自动启动声光报警设备。

E气象站设计型号:XMSBQX201,来源:厦门水贝自动化科技有限公司,价格:15万元 /套。主要功能如下:

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用于监测大气温度,大气湿度,风速风向,空气气压,降雨量,太阳辐射等多种各类气象 数据。无需人工守护,可以通过多种通讯方法与气象中心计算机进行通讯,将气象数据传输到气象中心计算机气象数据库中,用于统计分析和处理。

1.气象站传感器参数

序号

产品名称

技术参数

1

大气温湿度传感器

带防护罩

大气温度量程:-50〜100°C;分辩率:0.1°C;准确度:±0.2°C

大气湿度量程:0〜100°%RH;分辨率0.1°%RH;准确度:±3°%RH

防护罩用于放置温湿度用。

2

风速风向传感器

风速量程:0〜70m/s;分辨率:0.1m/s;准确度:±(0.3+0.03V)m/s 起动风速:S0.3m/s;

风向量程:0〜360°分辨率:1°准确度:±1.4°

起动风速:S0.5m/s;

3

雨量传感器

测量降水强度:S4mm/min分辨率:型号:0.2mm (6.28ml,标准); 0.1mm (3.14,定制)误差:±4。/。(室内静态测试,雨强为2mm/min)

4

大气压力传感器

测量范围:10〜1100hpa分辨率:0.1hpa准确度:±0.1hpa

5

—体化土壤温湿度

传感器

土壤温度量程:-50〜50°C;分辩率:0.1°C;准确度:±0.3°C

土壤湿度量程:0〜100/RH;分辨率:0.1/RH;准确度:±5%R

6

光照度传感器

测量范围:0〜200000Lux波长范围:380nm-730nmc准确度:

±7%

7

二氧化碳传感器

量程范围:0〜2000ppm准确度±(40ppm+2%F.S)分辨率1ppm

8

数据采集仪

多通道数据采集仪,带232和485接口供电方式:220V交流/12V

直流并存。

9

GPRS模块

无线传输模块

10

太阳能供电系统

1、太阳能电池板30W 2、蓄电池3、太阳能控制器

4、太阳能市电转换器

11

钣金防护箱

用于放置数据采集仪、通讯设备、电源设备

12

支架/横臂

2.5米支架固定风速风向横臂、钣金防护箱

13

数据中心软件

数据处理、储存、分析、报表。

2.气象站数据中心软件

(1) 无人值守、操作简单,能自动定时下载、记录并发布气象数据;

(2) 支持串口、USB、TCP/UDP、GPRS、3G、ZigBee 等通讯方式;

(3) 支持自动气象站多点组网,数据传输稳定可靠;

(4) 实时数据图形化显示,生动形象、界面友好;

(5) 支持Access、MySQL、SQLServer、DB2、Oracle等主流数据库,数据存储方便可

靠;

(6) 支持数据查询、统计功能,可将查询统计结果打印、导出、图表化显示;

(7) 支持数据导出为:文本、网页、图片、Exce丨电子表格、PDF文档等。


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F视频监控型号:XMSBQX901,来源:厦门水贝自动化科技有限公司,价格:2000元/ 台。主要功能如下:

在各养殖池安装视频监控系统,视频数据传输到中央控制中心,并入智能管理系统软件。视 频监控系统主要功能如下:

1.观察增氧机工作情况,及时发现增氧机故障。


2. 观察水面情况,及时发现异常情况,如停电、虾浮头、异常游动现象等。

3. 员工管理。

4. 防盗

(三)物联网技术应用解决方案

物联网技术应用方案设计整体规划 可计划通过三期的建设,逐步用设备来代替人工管

理。

1. 第一期建设内容

(1) 增氧机全部实现电脑程序控制,按需增氧,实现无人化管理。

(2) 停电报警系统建立,现场报警+中央控制中心报警+管理人员手机短信、电话报警,使管理人员第一时间得知停电事件。

(3) 备用电源系统建设,停电后自动启动备用电源,杜绝停电缺氧事故的发生。

(4) 建设水上视频监控系统。

(5) 采用捕虾自动化设备。

(6) 建立养殖基地中央控制中心,所有水质参数、增氧机工作状态参数、水上视频监控都汇总到中央控制中心,通过中央控制中心指挥整个基地运行。

目标:

(1) 节省30%以上的电能。

(2) 节省30%以上的人力。

(3) 杜绝停电缺氧事故的发生。

(4) 人均管理虾池的面积提高到2公顷(30亩)的管理水平。

2. 第二期建设内容

(1) 采用自动投料机,词料投放采用电脑程序控制。

(2) 建设水下视频监控系统。

(3) 研究饵料投放精准控制系统。

(4) 虾池进水、排水采用电动阀门控制,通过池塘水位数字化监测,阀门的开启和关闭由程序自动控制或中央控制中心远程控制。

目标:

(1) 实现投料半自动化、无人化管理。

(2) 实现排水、进水管理自动化。

(3) 在第一期建设的基础上,再节省60%的人力。

(4) 将人均管理虾池的面积提高到5公顷(75亩)的管理水平。

3. 第三期建设内容

(1) 重点研究养虾无人化管理技术,可选择部分养殖区域做试验,并通过不断改进、完善,最终推广到整个养殖基地。

(2) 推进生产管理各环节的软件管理。

目标:

(1 )整个基地11万亩开发完成,员工总数控制在1000人。

•将养殖管理人员总数控制在800人以内,人均管理110亩,约7.3公顷。

•生产辅助人员总数控制在150人以内。

•管理人员总数控制在50人以内。

(2)建立工业化、标准化、数字化、智能化生产管理模式,减少对技术管理人员的依赖,

减轻管理人员劳动强度,减少能耗,提高生产效率。

(四)经济效益

建立现代渔业数字化智能管理系统,将带来以下效益:

1. 直接效益分析

(1) 减少用电量30%以上。按需增氧,避免无效增氧,节省电能并延长增氧机寿命。

(2) 减少用工量80%以上,机械化作业,减轻劳动强度。减少虾池管理人员数量,人均管理虾池面积可达5公顷以上。

(3) 用户可根据水质溶解氧、温度等水质参数,精准控制饵料投放量,提高饵料的转化率,词料利用率提高15%以上。

(4) 可适当提高养殖密度,使平均亩产可达5000-9000斤,提高经济效益。

2. 间接效益分析

(1) 、创造最适宜南美白对虾、养殖鱼类生长的水环境,达到最快的生产速度,从而使单位水体获得较高的产量,减少病虫害,降低养殖风险。

(2) 、及时发现异常问题,提前预警,如水质变化,饵料残留,排污口问题。

(3) 、生产过程数字化管理,生产过程数据可保留,成功的经验可以复制。

(4) 、产品生产过程可追溯,辅助建立产品质量安全可追溯系统,为将来申请有机食品、绿色食品认证建立数据基础。

(5) 、降低劳动强度,招工容易。

(6) 、提升企业形象。

(五)实施亮点

社会效益:和传统池塘养殖相比,节省30%的电能成本,70%的人力成本,单位亩产提高40%, 节能减排。通过物联网技术的推广,改变传统的养殖模式,促进自然资源得到充分和合理的利用,促进发展生产、提高渔民养殖户收入、降低养殖风险,并促进环境保护和生态平衡良性互动发展。生产过程数字化管理,生产过程数据可保留,产品生产过程可追溯,使水产养殖产业摆脱传统的“靠天吃饭”,向工业化、标准化生产方向发展,提升水产养殖产业整体水平,促进产业健康和可持续发展。

生态效益:降低养殖过程中污水排放,节能减排,实现绿色养殖,具有环境友好、节约资源、 高效养殖等优势。

池塘实现无人值守。增氧机完全实现自动化管理,由自动控制系统根据监测到的溶解氧数据 自动开启和关闭,平时无须人工干预。在天气状况不佳时,可通过手机提前远程启动增氧机。

在每台投料机旁设置储料筒,每3—5天加一次词料。

采用电动吊网机和自动称重机捕鱼,机械化作业,捕鱼只需要2个人操作,按需捕捞。


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