《智慧農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)與裝備》課件-第05章 畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖信息感知技術(shù)

《智慧農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)與裝備》第五章畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖信息感知技術(shù)機(jī)電工程學(xué)院5.15.2概述畜禽養(yǎng)殖信息感知技術(shù)5.35.4水產(chǎn)信息感知技術(shù)應(yīng)用案例第五章畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖信息感知技術(shù)5.1概述5.1概述

畜禽養(yǎng)殖與水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)在我國(guó)農(nóng)牧經(jīng)濟(jì)體占有重要的比例，是我國(guó)農(nóng)業(yè)對(duì)外創(chuàng)匯的重要農(nóng)產(chǎn)品之一，我國(guó)漁業(yè)已發(fā)展成中國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)中重要的支柱產(chǎn)業(yè)。近20年間，全球的水產(chǎn)總產(chǎn)量一直保持低速持續(xù)增長(zhǎng)，而中國(guó)的水產(chǎn)品產(chǎn)量一直保持著高速增長(zhǎng)勢(shì)頭，從1990年至今中國(guó)的水產(chǎn)品總產(chǎn)量一直位居世界第一，目前約占世界出口產(chǎn)品產(chǎn)量的35%。我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)也一樣，國(guó)際肉類(lèi)組織公布的數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)畜禽類(lèi)生產(chǎn)總量約占世界生產(chǎn)總量的29%，連續(xù)21年位居世界第一。其中豬肉占47%,羊肉占28%，產(chǎn)量位居世界第一。對(duì)我國(guó)農(nóng)副業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與農(nóng)村經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮了極其重要的作用。提問(wèn)：你認(rèn)為傳統(tǒng)的養(yǎng)殖方式有什么不足之處？5.1概述0102(1)依靠經(jīng)驗(yàn)的養(yǎng)殖方式生產(chǎn)出的產(chǎn)品良莠不齊，產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)很難控制。在產(chǎn)品出口過(guò)程中經(jīng)常遭遇國(guó)外統(tǒng)一質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系的限制。03(2)傳統(tǒng)的養(yǎng)殖方式需要消耗大量的人力物力，在當(dāng)前勞動(dòng)力價(jià)格普遍上漲的今天,傳統(tǒng)的養(yǎng)殖業(yè)面臨成本急劇上升的壓力。(3)傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式以養(yǎng)殖人員經(jīng)驗(yàn)判斷為主，缺乏科學(xué)診斷措施，對(duì)畜禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖的病害無(wú)法準(zhǔn)確判斷，抗風(fēng)險(xiǎn)能力較差。湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院歡迎你！感謝聆聽(tīng)務(wù)本崇實(shí)修德精業(yè)第五章畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖信息感知技術(shù)5.2畜禽信息感知技術(shù)5.2.1畜禽養(yǎng)殖背景基本特征：資本密集型勞動(dòng)集約化03高效益02高產(chǎn)出01高投入現(xiàn)代畜禽養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)先進(jìn)傳感技術(shù)、多維信息感知技術(shù)、智能信息處理技術(shù)的應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)：通過(guò)先進(jìn)傳感技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)畜禽運(yùn)動(dòng)軌跡監(jiān)測(cè)、動(dòng)物生理信息反饋、養(yǎng)殖環(huán)境信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；通過(guò)多維自組織信息傳輸技術(shù)的應(yīng)用搭建遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)智能信息處理技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)畜牧養(yǎng)殖中動(dòng)物全生命周期的自主管理，如圖所示。5.2.1畜禽養(yǎng)殖背景湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院歡迎你！感謝聆聽(tīng)務(wù)本崇實(shí)修德精業(yè)第五章畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖信息感知技術(shù)5.2.2畜禽養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)信息感知技術(shù)架構(gòu)5.2.2畜禽養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)信息感知技術(shù)架構(gòu)

通過(guò)各種可遠(yuǎn)程控制、智能化、自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的使用，搭建了現(xiàn)代畜禽養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)基本技術(shù)架構(gòu)，它包括三個(gè)層次：感知層、傳輸層和應(yīng)用層，如圖所示。湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院歡迎你！感謝聆聽(tīng)務(wù)本崇實(shí)修德精業(yè)第五章畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖信息感知技術(shù)5.2.3主要應(yīng)用系統(tǒng)5.2.3主要應(yīng)用系統(tǒng)

智能畜禽養(yǎng)殖系統(tǒng)廣泛使用各種集成微型化、高可靠性、低功耗和低成本的傳感器技術(shù)，RFID無(wú)線(xiàn)電子標(biāo)簽標(biāo)識(shí)技術(shù)，WSN無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，3G無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程通信技術(shù)，智能云計(jì)算技術(shù)，發(fā)情自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，繁育預(yù)測(cè)技術(shù)，營(yíng)養(yǎng)模型動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備的自動(dòng)控制技術(shù)等，搭建出集成養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控、畜禽個(gè)體識(shí)別、個(gè)體信息智能感知、動(dòng)物繁育信息獲取、數(shù)據(jù)釆集與轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)智能傳輸（有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)）、數(shù)據(jù)的智能分析與處理,以及疾病診斷及預(yù)警、畜禽飼料精細(xì)投喂于一體的畜禽健康養(yǎng)殖智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全面應(yīng)用（顏波和石平，2014）。所有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)成了現(xiàn)代化畜禽養(yǎng)殖中各個(gè)主要應(yīng)用系統(tǒng)，從而組成畜禽養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。5.2.3主要應(yīng)用系統(tǒng)1.環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

畜禽養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)各種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成用實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)地的環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)與控制，主要監(jiān)測(cè)信息有：空氣溫濕度、光照強(qiáng)度、空氣流通性等畜禽養(yǎng)殖熱環(huán)境,這些參數(shù)不僅可以單獨(dú)影響畜禽的體熱調(diào)節(jié)，也可以通過(guò)共同作用來(lái)綜合影響畜禽體熱調(diào)節(jié)；空氣中的CO2、NH3、CH4、H2S等有害氣體，這些有害氣體對(duì)畜禽的生長(zhǎng)發(fā)育、環(huán)境的平衡、工人的工作效率和身體都會(huì)產(chǎn)生不良影響，通常，這些有害氣體是通過(guò)畜禽的糞便、墊草的腐敗分解、畜禽的呼吸及過(guò)量的飼料產(chǎn)生的。5.2.3主要應(yīng)用系統(tǒng)1.環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)信息采集模塊：自動(dòng)檢測(cè)、發(fā)送和接收畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)地中溫濕度、光照、CO2、H2S、氨氮等信號(hào)。智能調(diào)控模塊：完成對(duì)畜禽舍環(huán)境的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。管理平臺(tái)模塊：完成對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析和管理，設(shè)置環(huán)境闕值，并作出智能分析與預(yù)警。5.2.3主要應(yīng)用系統(tǒng)2.生理信息采集系統(tǒng)

基于先進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建畜禽生理信息智能監(jiān)測(cè)及疾病預(yù)警系統(tǒng)，通過(guò)建立畜禽自身生長(zhǎng)信息與生存環(huán)境信息遠(yuǎn)程采集、圖像和視頻智能監(jiān)測(cè)及后臺(tái)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)畜禽的生長(zhǎng)狀況并對(duì)疾病及時(shí)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)系統(tǒng)模型和相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜医o出預(yù)警信息和合理的診斷方案。疾病診斷系統(tǒng)主要包含疾病診斷數(shù)據(jù)庫(kù)、遠(yuǎn)程專(zhuān)家診斷、疫情預(yù)警模型三個(gè)模塊。疾病診斷數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，通過(guò)動(dòng)物醫(yī)學(xué)經(jīng)驗(yàn)推理結(jié)合后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，完成對(duì)畜禽疾病的智能診斷：遠(yuǎn)程專(zhuān)家診斷模塊，通過(guò)先進(jìn)信息傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)畜禽疾病遠(yuǎn)程會(huì)診和網(wǎng)上專(zhuān)家決策；疫情預(yù)警模型模塊，通過(guò)疫情預(yù)警數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)地的氣候情況與本地疫情災(zāi)害等因素，協(xié)助完成畜禽疾病預(yù)警。5.2.3主要應(yīng)用系統(tǒng)

3.繁殖育種系統(tǒng)主要運(yùn)用先進(jìn)傳感技術(shù)、射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)、繁殖預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，根據(jù)遺傳基因最優(yōu)原則，在音禽繁育過(guò)程中，利用現(xiàn)代監(jiān)測(cè)手段記錄母畜發(fā)情期、從而進(jìn)行科學(xué)選配、優(yōu)化育種，提高畜禽生育效率，縮短出欄期，減少生育畜禽飼養(yǎng)投喂量，進(jìn)而提髙生產(chǎn)資料利用率，合理節(jié)約飼料，降低畜禽養(yǎng)殖成本。4.糞便處理系統(tǒng)該系統(tǒng)包含信息釆集模塊、糞便收集模塊和空氣凈化模塊三個(gè)部分。信息釆集模塊,利用溫濕度傳感器、氨氣傳感器、硫化氫傳感器等完成對(duì)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)所的環(huán)境信息釆集;糞便收集模塊，定時(shí)自動(dòng)或手動(dòng)完成畜禽養(yǎng)殖過(guò)程中的糞便收集；空氣凈化模塊，當(dāng)信息傳感模塊檢測(cè)到畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)中甲烷、氨氣、硫化氫等有害氣體超標(biāo)時(shí)，自動(dòng)釆取通風(fēng)換氣等措施。5.2.3主要應(yīng)用系統(tǒng)5.全生命周期質(zhì)量追溯系統(tǒng)

根據(jù)質(zhì)量監(jiān)管部門(mén)對(duì)畜禽健康養(yǎng)殖和肉品質(zhì)量的相關(guān)要求，構(gòu)建畜禽健康養(yǎng)殖全生命周期質(zhì)量追溯系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)畜禽個(gè)體信息的全程可追溯。如圖所示，畜禽個(gè)體將被佩戴上某種智能標(biāo)簽，如電子耳標(biāo)，耳標(biāo)中植入一個(gè)可以遠(yuǎn)程讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的電子芯片，這個(gè)芯片中可存儲(chǔ)畜禽父輩，甚至祖父輩的相關(guān)信息，還有畜禽個(gè)體各生長(zhǎng)期的生理信息，包括生長(zhǎng)過(guò)程中的每餐飲食量、病疫與診治記錄、接種疫苗信息、配種信息、母禽懷孕及生育記錄等信息，以及出欄后的屠宰、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸、銷(xiāo)售等環(huán)節(jié)信息。該質(zhì)量追溯系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)畜禽從出生到零售全生命周期信息的正向跟蹤，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)肉品零售終端到養(yǎng)殖信息的逆向溯源。5.2.3主要應(yīng)用系統(tǒng)6.精細(xì)飼喂系統(tǒng)

基于畜禽生理特點(diǎn)的自動(dòng)投料系統(tǒng)。該系統(tǒng)由護(hù)欄、傳感器、自動(dòng)投料機(jī)構(gòu)、料槽、飼料稱(chēng)重機(jī)構(gòu)、控制模塊幾部分組成。傳感器感知畜禽進(jìn)入飼喂站后，控制模塊根據(jù)畜禽個(gè)體生長(zhǎng)階段、體重、活動(dòng)量及上一階段采食量確定飼料投放量，飼料稱(chēng)重機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)記錄料槽中的飼料量，當(dāng)飼料量低于某預(yù)設(shè)值時(shí)，則添加飼料，直到畜禽離開(kāi)。傳感器、自動(dòng)投料機(jī)構(gòu)、飼料稱(chēng)重機(jī)構(gòu)都由控制模塊控制，控制模塊與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，每次投料閾值、剩料閾值都可自行設(shè)定。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到某一畜禽的采食量不正常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院歡迎你！感謝聆聽(tīng)務(wù)本崇實(shí)修德精業(yè)第五章畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖信息感知技術(shù)5.3

水產(chǎn)信息感知技術(shù)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)是我國(guó)農(nóng)牧經(jīng)濟(jì)體中重要組成部分。73%水產(chǎn)量達(dá)全世界出口產(chǎn)品產(chǎn)量35%5.3.1水產(chǎn)養(yǎng)殖背景5.3.1水產(chǎn)養(yǎng)殖背景生產(chǎn)設(shè)施粗糙，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱養(yǎng)殖水域環(huán)境條件不斷惡化養(yǎng)殖水域的二次污染十分嚴(yán)重水產(chǎn)資源遭到了嚴(yán)重?fù)p壞，水域生態(tài)失衡傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式的不利因素03040201養(yǎng)魚(yú)先養(yǎng)水，好水養(yǎng)好魚(yú)湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院歡迎你！感謝聆聽(tīng)務(wù)本崇實(shí)修德精業(yè)第五章畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖信息感知技術(shù)5.3.2水產(chǎn)信息感知系統(tǒng)5.3.2水產(chǎn)信息感知系統(tǒng)水產(chǎn)信息感知系統(tǒng)由智能水質(zhì)傳感器、無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)、增氧控制器和監(jiān)控平臺(tái)組成。湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院歡迎你！感謝聆聽(tīng)務(wù)本崇實(shí)修德精業(yè)第五章畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖信息感知技術(shù)5.3.3水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)感知技術(shù)5.3.3水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)感知技術(shù)

水體濁度與水中含有的懸浮物（如浮游生物、泥土、微細(xì)有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、等）、膠體物相關(guān)，水質(zhì)檢測(cè)中定義一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)濁度單位為1L水中含有1mgSiO2所構(gòu)成的濁度，簡(jiǎn)稱(chēng)1度。濁度是光線(xiàn)與溶液中的膠體物和懸浮顆粒相互作用的結(jié)果，是一種光學(xué)效應(yīng)，它體現(xiàn)的是光線(xiàn)在水中傳播時(shí)受到阻礙的程度。濁度并不能直接測(cè)量，它描述的是液體里的膠體物和懸浮固體，因此，濁度是通過(guò)溶液的透射光或散射光的量來(lái)間接測(cè)量的。溶液的濁度越大，則透射光強(qiáng)度越小、散射光強(qiáng)度越大。濁度值是溶液中所有物質(zhì)共同作用的結(jié)果，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的分析手段，濁度測(cè)量可以作為一種定量分析應(yīng)用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)。1.濁度5.3.3水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)感知技術(shù)

濁度是反映水體物理性狀的重要指標(biāo)，可體現(xiàn)水的清澈或渾濁程度。濁度與水體中微生物指標(biāo)有著明顯的關(guān)聯(lián)。濁度高的水體會(huì)促進(jìn)細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖，因?yàn)轭w粒的表面可以吸附營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因而使附著的細(xì)菌較游離的細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖更快。由于濁度能夠降低消毒劑對(duì)微生物的影響，削弱對(duì)微生物的治理效果，從而增加水體需氯量與需氧量。濁度計(jì)作為水體濁度的測(cè)蛍設(shè)備，根據(jù)測(cè)量原理分為透射光式、散射光式和透射?散射光式等。其原理如下：當(dāng)光線(xiàn)照射到水體中上，入射光的強(qiáng)度、透射光的強(qiáng)度和散射光的強(qiáng)度相互之間的比值與水體的濁度存在關(guān)聯(lián)關(guān)系，通過(guò)測(cè)定三種光線(xiàn)的強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)水體的濁度的測(cè)量。光學(xué)式濁度計(jì)有用于實(shí)驗(yàn)室的，也有用于現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)測(cè)定的。1.濁度5.3.3水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)感知技術(shù)水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中，水溫是非常重要的水體參數(shù)。魚(yú)類(lèi)作為變溫動(dòng)物，其體溫與周?chē)疁氐牟町愒?.5?1.7C,幼魚(yú)的體溫甚至是水溫相同的。魚(yú)類(lèi)的體溫的波動(dòng)和新陳代謝強(qiáng)度的變化，直接影響著魚(yú)類(lèi)的進(jìn)食量和生長(zhǎng)狀況。不同魚(yú)類(lèi)有著各自不同的溫度適應(yīng)范圍。當(dāng)溫度升高時(shí)，魚(yú)類(lèi)新陳代謝過(guò)程加快，進(jìn)食量增加，生長(zhǎng)也隨之加快。但另外一方面，水體中的溶氧量隨著水溫升高而大幅降低，水溫上升乂加快了魚(yú)類(lèi)呼吸速率,耗氧量增高。加上池塘中其他耗氧生物的共同作用，水體中就很容易產(chǎn)生缺氧現(xiàn)象，對(duì)魚(yú)類(lèi)產(chǎn)生不利影響。另外，水溫對(duì)池塘中氨敏等毒素的毒性、好氧性腐生菌的生長(zhǎng)繁殖速率、多種疾病的發(fā)病率等都有相當(dāng)大的聯(lián)系。因此，水溫是水產(chǎn)養(yǎng)殖活動(dòng)中的重要感知參數(shù)。水溫傳感器原理與基于電化學(xué)原理的環(huán)境溫度傳感器相似，同樣通過(guò)熱電阻或熱電偶等熱敏材料構(gòu)成溫度感應(yīng)器。2.水溫5.3.3水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)感知技術(shù)溶解氧是水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的生命要素。氧氣是所有好氧生物生長(zhǎng)繁殖的必要條件。由于空氣中氧氣的含量約為21%,含量穩(wěn)定保持在較高水平，因此陸地上生物基本不存在氧氣不足的情況；而水體中的溶解氧(dissolvedoxygen,DO)含量較少而容易受各種因素的影響而變化。一般情況下淡水中飽和溶氧量只相當(dāng)于空氣中氧氣含量的1/20,海水中更少，因而溶氧量是限制魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)繁殖的重要因素，也成為水產(chǎn)養(yǎng)殖中人們最為關(guān)注的水質(zhì)因子之一。3.溶解氧1）溶解氧在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的作用溶解氧促進(jìn)好氧性微生物生長(zhǎng)繁殖，從而加快有機(jī)物降解。減少有毒、有害物質(zhì)的作用。抑制有害的厭氧微生物的活動(dòng)。增強(qiáng)免疫力。2）水體溶解氣檢測(cè)機(jī)制

碘量法、電化學(xué)探頭法和熒光熄滅法

5.3.3水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)感知技術(shù)湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院歡迎你！感謝聆聽(tīng)務(wù)本崇實(shí)修德精業(yè)第五章畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖信息感知技術(shù)5.3.4pH（酸堿度）1）PH在水產(chǎn)養(yǎng)殖水體中的作用水體中微生物的生長(zhǎng)繁殖也會(huì)受到pH變化的影響。pH過(guò)酸或過(guò)堿，都會(huì)對(duì)水體生產(chǎn)產(chǎn)生不利影響。在pH較低的水體中，磷酸鹽受到影響而溶解，微生物活動(dòng)受到抑制，整個(gè)水體中生物的新陳代謝變慢。水體超過(guò)堿性闕值時(shí)，將影響微生物的活性及其對(duì)有機(jī)物的降解，從而減緩了水體中物質(zhì)的循環(huán)吸收和利用。養(yǎng)殖水體pH還影響水體的溶解氧、腐殖質(zhì)的分解等。

因此及時(shí)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)水體pH的異常尤為重要。。2）PH檢測(cè)方法試紙法、酸堿滴定法、電位測(cè)量法是幾種常用的pH測(cè)量方法。5.3.4pH（酸堿度）湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院歡迎你！感謝聆聽(tīng)務(wù)本崇實(shí)修德精業(yè)第五章畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖信息感知技術(shù)5.3.5水體鹽度1）鹽度在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的作用鹽度主要影響?zhàn)B殖動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育、鰓部氯細(xì)胞、血漿中電解質(zhì)和琥珀酸脫氫酶的線(xiàn)粒體等方面。2）鹽度檢測(cè)機(jī)制

采用密度、導(dǎo)電率測(cè)量法。威尼爾鹽度傳感器就是釆用這種測(cè)量方法。在待測(cè)水體中，電流隨著離子的移動(dòng)產(chǎn)生流動(dòng)，威尼爾鹽度傳感器測(cè)量?jī)蓚€(gè)電極在插入溶液時(shí)兩極之間的通電能力。因此，待測(cè)水體中的離子濃度升高時(shí)導(dǎo)電率數(shù)值也會(huì)隨之升高。由此可見(jiàn)，鹽度傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)信號(hào)實(shí)際為電導(dǎo)，即為電阻的倒數(shù)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位制中，電導(dǎo)的單位是西門(mén)子(siemens),通常水體測(cè)試中以微西門(mén)子(microsiemens)或μS單位測(cè)量。5.3.5水體鹽度5.3.5水體鹽度2）鹽度檢測(cè)機(jī)制鹽度傳感器電極間釆用的是交流電，這樣可以防止溶液中離子完全遷移到兩個(gè)電極中。如圖所示，交流電的每個(gè)周期，電極的極性被扭轉(zhuǎn)，這樣離子流動(dòng)的方向也隨之反過(guò)來(lái)。這種設(shè)計(jì)防止了電解和極化等可能降低傳感器精度的現(xiàn)象在兩極發(fā)生。因此，鹽度傳感器不僅沒(méi)有破壞正在測(cè)量的水體試樣，也大大地減少電極氧化還原產(chǎn)品的形成。

湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院歡迎你！感謝聆聽(tīng)務(wù)本崇實(shí)修德精業(yè)第五章畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖信息感知技術(shù)5.3.6氨氮檢測(cè)氨氮濃度對(duì)水產(chǎn)影響氨氮是現(xiàn)代漁業(yè)養(yǎng)殖中需要格外重視的水質(zhì)指標(biāo)。氨氮對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖的主要影響根源在于非離子狀態(tài)氨(NH3-N)的毒性。NH3-N能夠影響?zhàn)B殖魚(yú)蝦的生長(zhǎng)繁殖、新陳代謝活動(dòng)和滲透壓的平衡等，并對(duì)水體環(huán)境造成破壞。氨氮檢測(cè)機(jī)制氨氮傳感器使用的是離子選擇電極技術(shù)來(lái)測(cè)量污水水樣中的銨離子。如圖所示，離子選擇電極具有一種特殊的膜，只有特定類(lèi)型的離子才可以吸附在該膜上。檢測(cè)時(shí)膜表面上由于離子的吸附形成電勢(shì)。想要測(cè)得吸附電勢(shì)差，需要在傳感器中加入?yún)⒈入姌O。測(cè)量過(guò)程中由于溫度和鉀離子的影響產(chǎn)生偏差，通過(guò)內(nèi)置的傳感器芯片進(jìn)行誤差的糾偏。參比也極釆用差分pH技術(shù)，不會(huì)影響檢測(cè)，也不會(huì)受待測(cè)水體的影響，因此非常穩(wěn)定，沒(méi)有漂移。5.3.6氨氮檢測(cè)湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院歡迎你！感謝聆聽(tīng)務(wù)本崇實(shí)修德精業(yè)第五章畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖信息感知技術(shù)5.3.7亞硝酸鹽1）亞硝酸鹽對(duì)水質(zhì)影響

亞硝酸鹽是影響水產(chǎn)養(yǎng)殖中水質(zhì)好壞的重要理化指標(biāo)，亞硝酸鹽含量升高，不僅說(shuō)明養(yǎng)殖水體中溶氧量不足，水體受污染嚴(yán)重，同時(shí)也是魚(yú)類(lèi)疾病的前兆。當(dāng)養(yǎng)殖水體中亞硝酸鹽濃度超過(guò)0.1mg/L,將對(duì)水體中魚(yú)蝦等產(chǎn)生危害。《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定養(yǎng)殖水質(zhì)亞硝酸鹽的含量應(yīng)控制在0.20mg/L以下。2）亞硝酸鹽檢測(cè)機(jī)制亞硝酸鹽傳感器的工作電極（金電極）與養(yǎng)殖水體相接觸，參比電極（銀-氯化銀電極）封裝在電解液腔內(nèi)，參比電極通過(guò)離子隔膜與外界溶液完成電荷交換。溶液中的NO-2直接在工作電極表面被氧化形成電流，溶液中NO2-；含量與形成的電流大小成正比。5.3.7亞硝酸鹽湖南生物機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院歡迎你！感謝聆聽(tīng)務(wù)本崇實(shí)修德