海洋牧場水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、世界海洋漁業(yè)資源可捕量基本達到了極限。從現(xiàn)代漁業(yè)的發(fā)展趨勢來看，資源管理型漁業(yè)將是新世紀海洋漁業(yè)發(fā)展的主要方向，而海洋牧場則是資源管理型漁業(yè)的主要方式之一。海洋牧場系統(tǒng)技術(shù)主要包括三大類內(nèi)容，一是目標生物的資源生產(chǎn)控制管理技術(shù)，二是目標漁場的環(huán)境控制技術(shù)，三是資源生產(chǎn)的支持技術(shù)。從國外經(jīng)驗來看，促進漁業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，水產(chǎn)品產(chǎn)量持續(xù)增長，關(guān)鍵是切實維護好海洋生態(tài)環(huán)境。維護海洋生態(tài)環(huán)境首先應(yīng)實時掌握海洋牧場的水質(zhì)狀況，海洋環(huán)境監(jiān)控是海洋環(huán)境保護

2、的“耳目”和“標尺”，是一切海洋工作的基礎(chǔ)，本文以象山港海洋牧場基本海況為依托，設(shè)計了一套海洋牧場水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。
　　系統(tǒng)根據(jù)海洋牧場的環(huán)境特點，針對性地選取了需要檢測的溶氧、濁度、溫度、PH值等關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)，進而完成了監(jiān)測點中包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、無線通信模塊以及電源模塊的設(shè)計。為使監(jiān)測系統(tǒng)能全面地、安全地監(jiān)測到海洋牧場的各個水質(zhì)參數(shù)，本文特別設(shè)計了與監(jiān)測系統(tǒng)相配套的浮潛標系統(tǒng)。在完成了監(jiān)測點的設(shè)計后，本文使用基于

3、檢測融合的監(jiān)測點部署方案來配置監(jiān)測點在海洋牧場中的分布，該布置方案不僅能保證一定服務(wù)質(zhì)量的覆蓋，而且節(jié)省了整個監(jiān)測系統(tǒng)的成本。
　　應(yīng)用于海洋牧場的浮潛標系統(tǒng)的設(shè)計包括浮標、潛標的選型、內(nèi)部元件的布置以及參數(shù)設(shè)計。本文總結(jié)了現(xiàn)有的浮標的外形，使用ANSYS AQWA軟件分析它們在海浪作用下的幅頻響應(yīng)曲線，曲線表明圓盤形浮標體具有更好的穩(wěn)定性，從而選擇了圓盤形作為本文設(shè)計的浮標體的外形；根據(jù)現(xiàn)有的潛標外形以及本文所設(shè)計的潛標運動原理

4、選擇潛標體形狀為長圓柱形。浮標主要用于放置監(jiān)測系統(tǒng)中的通信模塊和電源模塊，潛標主要用于放置數(shù)據(jù)采集模塊，根據(jù)以上要求，布置了浮潛標內(nèi)部元件，并通過元件的大小、布置方案確定了浮標、潛標的具體形狀參數(shù)。
　　在初步確定了浮潛標的形狀以及各個參數(shù)后，本文以這些數(shù)據(jù)分析了浮標的初穩(wěn)性、浮標在投放海域下的最大傾角以及搖擺、垂蕩周期，通過理論計算證明了浮標在海洋牧場中能夠安全運行。使用數(shù)學建模，并用MATLAB仿真，計算出了潛標在海下運動時的

5、最快速度約為0.782m/s，使用了ANSYS中Fluent模塊分析了潛標在海下以該速度運動時的流場速度、壓強變化以及受力曲線，通過以上結(jié)果為潛標實體的優(yōu)化提供了參考。
　　最后本文介紹了監(jiān)測系統(tǒng)具體的數(shù)據(jù)上傳方式以及數(shù)據(jù)的后處理。本文使用了C語言編寫一段數(shù)據(jù)接收程序，該程序不僅能實時接收監(jiān)測點上傳的數(shù)據(jù)，還能將接收到的數(shù)據(jù)存儲到SQL server數(shù)據(jù)庫中。本文應(yīng)用了北京九思易自動化軟件有限公司開發(fā)的易控（INSPEC）2009

6、軟件，該軟件可以與SQL server數(shù)據(jù)庫相關(guān)聯(lián)，從而實時提取出數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)；通過該監(jiān)控軟件，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時顯示、數(shù)據(jù)查詢、曲線圖顯示、報警提示以及語言環(huán)境選擇等功能。本文應(yīng)用該軟件設(shè)計的監(jiān)控界面便于操作，顯示內(nèi)容直觀易懂，并且能滿足不同語言使用者的需求。
　　本文所設(shè)計研究的海洋牧場水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)在海水養(yǎng)殖環(huán)境參數(shù)的動態(tài)監(jiān)控方面存實時性好、精確性高、技術(shù)成本相對較低，為其大規(guī)模推廣應(yīng)用，在現(xiàn)場數(shù)據(jù)等信息采集的合成技術(shù)方面打