دراسات حالة حول تطبيق أجهزة استشعار الأكسجين المذاب في جودة المياه في تربية الأحياء المائية في جنوب شرق آسيا

يُعدّ استخدام مستشعرات الأكسجين المذاب (DO) لقياس جودة المياه مثالاً واسع الانتشار وناجحاً على تقنية إنترنت الأشياء في تربية الأحياء المائية في جنوب شرق آسيا. يُعدّ الأكسجين المذاب أحد أهم معايير جودة المياه، إذ يؤثر بشكل مباشر على معدل بقاء الأنواع المستزرعة وسرعة نموها وصحة أعضائها.

وتتضمن الأقسام التالية تفاصيل تطبيقها من خلال دراسات الحالة والسيناريوهات المختلفة.

1. تحليل حالة نموذجية: مزرعة روبيان واسعة النطاق في فيتنام

خلفية:
فيتنام من أكبر مُصدّري الروبيان في جنوب شرق آسيا. واجهت مزرعةٌ كبيرةٌ ومكثفةٌ لروبيان فانامي في دلتا نهر الميكونغ معدلاتِ نفوقٍ عاليةٍ بسبب سوء إدارة الأكسجين المذاب. تقليديًا، كان على العمال قياس المُعاملات يدويًا عدة مراتٍ يوميًا بالقارب إلى كل بركة، مما أدى إلى انقطاع البيانات وعدم القدرة على الاستجابة السريعة لنقص الأكسجين الناتج عن ظروف الليل أو التغيرات الجوية المفاجئة.

حل:
نفذت المزرعة نظامًا ذكيًا لمراقبة جودة المياه يعتمد على إنترنت الأشياء، مع وجود مستشعر الأكسجين المذاب عبر الإنترنت في قلبه.

1. النشر: تم تركيب جهاز أو جهازين من أجهزة استشعار الأكسجين المذاب في كل بركة، ووضعهما على عمق حوالي 1-1.5 متر (طبقة المياه الأساسية لنشاط الروبيان) باستخدام عوامات أو أعمدة ثابتة.
2. نقل البيانات: نقلت المستشعرات بيانات الأكسجين المذاب في الوقت الفعلي ودرجة حرارة الماء إلى منصة سحابية عبر شبكات لاسلكية (على سبيل المثال، LoRaWAN، 4G/5G).
3. التحكم الذكي: تم دمج النظام مع مهويات البركة. حُددت عتبات آمنة للأكسجين المذاب (على سبيل المثال، الحد الأدنى: ٤ ملغم/لتر، الحد الأقصى: ٧ ملغم/لتر).
4. التنبيهات والإدارة:
   • التحكم التلقائي: عندما ينخفض ​​الأكسجين المذاب إلى أقل من 4 ملجم/لتر، يقوم النظام تلقائيًا بتشغيل المهويات؛ وعندما يرتفع إلى أكثر من 7 ملجم/لتر، يقوم بإيقاف تشغيلها، مما يحقق التهوية الدقيقة ويوفر تكاليف الكهرباء.
   • الإنذارات عن بعد: أرسل النظام تنبيهات عبر الرسائل القصيرة أو إشعارات التطبيق إلى مدير المزرعة والفنيين إذا كانت البيانات غير طبيعية (على سبيل المثال، انخفاض مستمر أو انخفاض مفاجئ).
   • تحليل البيانات: سجلت منصة السحابة البيانات التاريخية، مما ساعد في تحليل أنماط الطلب المكتسب (على سبيل المثال، الاستهلاك الليلي، والتغييرات بعد التغذية) لتحسين استراتيجيات التغذية وعمليات الإدارة.

نتائج:

• الحد من المخاطر: تم القضاء تقريبًا على أحداث الوفيات الجماعية ("العائمة") الناجمة عن نقص الأكسجين المفاجئ، مما أدى إلى تحسين معدلات نجاح الزراعة بشكل كبير.
• توفير التكاليف: تعمل التهوية الدقيقة على تقليل وقت التشغيل الخامل للمهويات، مما يوفر حوالي 30% من فواتير الكهرباء.
• تحسين الكفاءة: لم يعد المديرون بحاجة إلى عمليات فحص يدوية متكررة ويمكنهم مراقبة جميع البرك عبر هواتفهم الذكية، مما يعزز كفاءة الإدارة بشكل كبير.
• النمو الأمثل: تعمل بيئة الأوكسجين المستقرة على تعزيز نمو الروبيان بشكل موحد، مما يؤدي إلى تحسين العائد النهائي والحجم.

2. سيناريوهات التطبيق في دول جنوب شرق آسيا الأخرى

1. تايلاند: تربية أسماك الهامور/القاروص في أقفاص
   • التحدي: تتأثر تربية الأسماك في الأقفاص في المياه المفتوحة بشدة بالمد والجزر والأمواج، مما يؤدي إلى تغيرات سريعة في جودة المياه. وتُعد الأنواع عالية الكثافة، مثل الهامور، شديدة الحساسية لنقص الأكسجين.
   • التطبيق: توفر مستشعرات الأكسجين المذاب المقاومة للتآكل والمثبتة في الأقفاص مراقبة فورية. تُصدر تنبيهات في حال انخفاض الأكسجين المذاب بسبب تكاثر الطحالب أو ضعف تبادل المياه، مما يسمح للمزارعين بتفعيل مهويات تحت الماء أو نقل الأقفاص لتجنب خسائر اقتصادية كبيرة.
2. إندونيسيا: برك الزراعة المتعددة المتكاملة
   • التحدي: في أنظمة الزراعة المتعددة (على سبيل المثال، الأسماك، والروبيان، وسرطان البحر)، يكون الحمل البيولوجي مرتفعًا، ويكون استهلاك الأكسجين كبيرًا، وتختلف متطلبات الأكسجين المذاب لدى الأنواع المختلفة.
   • التطبيق: تراقب المستشعرات النقاط الرئيسية، مما يساعد المزارعين على فهم أنماط استهلاك الأكسجين في النظام البيئي بأكمله. هذا يؤدي إلى اتخاذ قرارات علمية أكثر بشأن كميات التغذية وأوقات التهوية، مما يضمن بيئة جيدة لجميع الأنواع.
3. ماليزيا: مزارع أسماك الزينة
   • التحدي: أسماك الزينة عالية القيمة، مثل الأروانا والكوي، تخضع لشروط صارمة للغاية فيما يتعلق بجودة المياه. قد يؤثر نقص الأكسجين الطفيف على لونها وحالتها، مما يقلل قيمتها بشكل كبير.
   • التطبيق: تُستخدم مستشعرات الأكسجين المذاب عالية الدقة في الخزانات الخرسانية الصغيرة أو أنظمة الاستزراع المائي الدائرية الداخلية (RAS). تُدمج هذه المستشعرات مع أنظمة حقن الأكسجين النقي للحفاظ على مستوى مثالي ومستقر من الأكسجين المذاب، مما يضمن جودة وصحة أسماك الزينة.

3. ملخص القيمة الأساسية التي يوفرها التطبيق

4. التحديات والاتجاهات المستقبلية

وعلى الرغم من التطبيق الواسع النطاق، لا تزال هناك بعض التحديات:

• تكلفة الاستثمار الأولية: لا يزال نظام إنترنت الأشياء الكامل يمثل تكلفة كبيرة بالنسبة للمزارعين الأفراد على نطاق صغير.
• صيانة المستشعر: تتطلب المستشعرات التنظيف المنتظم (لمنع التلوث البيولوجي) والمعايرة، مما يتطلب مستوى معينًا من المهارة الفنية من المستخدمين.
• تغطية الشبكة: قد تكون إشارات الشبكة غير مستقرة في بعض المناطق الزراعية النائية.

الاتجاهات المستقبلية:

1. انخفاض تكاليف أجهزة الاستشعار وانتشار التكنولوجيا: ستصبح الأسعار أكثر معقولية بسبب التقدم التكنولوجي واقتصادات الحجم.
2. المجسات المتكاملة متعددة المعلمات: دمج أجهزة استشعار الأكسجين، ودرجة الحموضة، ودرجة الحرارة، والأمونيا، والملوحة، وما إلى ذلك، في مسبار واحد لتوفير صورة شاملة لجودة المياه.
3. الذكاء الاصطناعي وتحليلات البيانات الضخمة: الجمع بين الذكاء الاصطناعي ليس فقط للتنبيه ولكن أيضًا للتنبؤ باتجاهات جودة المياه وتقديم المشورة الإدارية الذكية (على سبيل المثال، التهوية التنبؤية).
4. نموذج "أجهزة الاستشعار كخدمة": ظهور مقدمي الخدمات حيث يدفع المزارعون رسوم خدمة بدلاً من شراء الأجهزة، مع قيام المزود بالصيانة وتحليل البيانات.
5. يمكننا أيضًا تقديم مجموعة متنوعة من الحلول لـ

   1. جهاز قياس جودة المياه المحمول متعدد المعايير

   2. نظام العوامات العائمة لجودة المياه متعددة المعايير

   3. فرشاة تنظيف أوتوماتيكية لمستشعر المياه متعدد المعلمات

   4. مجموعة كاملة من الخوادم ووحدة البرامج اللاسلكية، تدعم RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

   لمزيد من مستشعر المياه معلومة،

   يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.

   Email: info@hondetech.com

   موقع الشركة:www.hondetechco.com

   هاتف: +86-15210548582