[发明专利]一种水产养殖水质监控方法及系统

说明书

本发明公开了一种水产养殖水质监控方法及系统，通过初始化无线传感器网络；通过无线传感器网络的各个传感器节点采集水中的水体信息，对水体信息进行预处理，获得水体信息的有效数据；根据水体信息的有效数据进行藻类爆发预警，能准确的获取到水质监控的水体数据，能准确的获取到水质监控的水体数据，并自动修复由于藻类光合作用和呼吸作用导致的无效数据，能有效对水产养殖水体的藻类进行监控，实现了水产养殖水体的自动实时数据采集和处理，做出决策，并为水产养殖户快速反应提供有效信息，大大减少藻类爆发导致的社会经济和生态环境的损失，本发明应用于水质监控。

技术领域

本发明属于传感器监测网络、水产养殖水质监控和水体治理技术领域，具体包括一种水产养殖水质监控方法及系统。

背景技术

水体中的藻类比如蓝藻泛滥对水产养殖是一个严峻问题，藻类在适宜的水文气象条件下异常增殖会造成严重后果，藻类在水体聚集形成水华会导致一系列生态环境问题，导致水体溶解氧急剧下降而造成水生动植物死亡，从而损害生物多样性，某些藻类死亡后还会分解产生有害毒素比如囊藻毒素，对水产动物（如鱼、虾）产生毒害，污染饮用水。藻类爆发多见于夏季，由于夏季水温高，养殖水体投料增加，藻类增殖速度快。

被藻类污染的水体，因为藻类光合作用剧烈，导致水体pH值升高，pH升高反过来又促进藻类增殖，形成恶性循环。水产动物摄入藻类后容易引起胃肠道疾病，导致水产养殖减产。被藻类覆盖的水面，阳光无法到达水中，加上藻类覆盖在水面导致氧气无法向水中溶解，使得浮游生物和水底生物死亡。被大面积藻类覆盖的水面也影响水体的游泳价值和观赏价值。现有对水体藻类监控治理技术包括使用卫星遥感技术检测藻类，但成本高，容易受到气象条件的影响，及时性不够好，采样频率低，而水体藻类的形成和消失可以仅持续数个小时，遥感检测技术对于快速变化的水体并不能发挥很大作用。此外，遥感检测技术发现险情后不能快速反应，对于水产养殖，不能快速反应会带来重大经济损失。

治理藻类泛滥可以采用物理方法和化学方法，物理方法包括彻底换水和人工捕捞；化学方法包括使用茶麸和含有铜离子的抑制剂，化学治理方法比较简便，但如果滥用化学抑制剂，虽然在早期取得不错的治理效果，但藻类会产生抗药性，对水产比如鱼和虾有害，污染食物链，有害物质在生物体中富集，最终污染人类食物；抑制剂中的化学物质残留对水体产生污染，最终污染到饮用水，如何及时而高效地施放抑制剂而不造成严重环境污染是一个科学问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种水产养殖水质监控方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种水产养殖水质监控方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，初始化无线传感器网络；

步骤2，通过无线传感器网络的各个传感器节点采集水中的水体信息，对水体信息进行预处理获得水体信息的有效数据；

步骤3，根据水体信息的有效数据进行藻类爆发预警。

进一步地，在步骤1中，其中无线传感器网络通过接续传输组网。

进一步地，在步骤1中，初始化无线传感器网络的方法为：在养殖水域中确定需要控制藻类的区域：以传感器节点的通讯半径的覆盖区域的大小将养殖水域划分为多个子区域，每个子区域内至少包含1个传感器节点，全部传感器节点组成传感器网络，养殖水域为用于养殖水产品的养殖水池、网箱或者用于养殖水产品的河流或湖泊，所述传感器节点为设置有温度传感器、CO₂浓度传感器、浊度传感器、pH传感器、溶解氧浓度传感器、化学需氧量传感器、光照强度传感器、蓝绿藻浓度传感器、氨氮浓度传感器、亚硝酸盐浓度传感器的无线传感器；无线传感器网络根据LEACH协议生成路由。。

进一步地，在步骤1中，初始化无线传感器网络的方法为：在待监测区域中随机播撒无线传感器网络节点，并通过LEACH算法进行分簇构建分簇拓扑网络。