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

يُعدّ استخدام أجهزة استشعار الأكسجين المذاب في المياه مثالاً واسع الانتشار وناجحاً لتقنية إنترنت الأشياء في مجال الاستزراع المائي في جنوب شرق آسيا. ويُعتبر الأكسجين المذاب أحد أهمّ معايير جودة المياه، إذ يؤثر بشكل مباشر على معدل بقاء الكائنات المستزرعة وسرعة نموها وصحتها.

توضح الأقسام التالية بالتفصيل كيفية تطبيقها من خلال دراسات حالة وسيناريوهات مختلفة.

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

خلفية:
تُعدّ فيتنام من أكبر مُصدّري الروبيان في جنوب شرق آسيا. وقد واجهت مزرعة روبيان فانامي واسعة النطاق ومكثفة في دلتا نهر ميكونغ معدلات نفوق عالية بسبب سوء إدارة الأكسجين المذاب. ففي السابق، كان على العمال قياس المعايير يدويًا عدة مرات في اليوم بالتنقل بالقوارب بين الأحواض، مما أدى إلى بيانات غير متواصلة وعدم القدرة على الاستجابة الفورية لنقص الأكسجين الناجم عن ظروف الليل أو التغيرات الجوية المفاجئة.

حل:
قامت المزرعة بتطبيق نظام ذكي لمراقبة جودة المياه قائم على إنترنت الأشياء، مع وجود مستشعر الأكسجين المذاب عبر الإنترنت في جوهره.

1. طريقة النشر: تم تركيب جهاز استشعار واحد أو اثنين للأكسجين المذاب في كل بركة، ووضعت على عمق حوالي 1-1.5 متر (طبقة المياه الأساسية لنشاط الروبيان) باستخدام عوامات أو أعمدة ثابتة.
2. نقل البيانات: قامت أجهزة الاستشعار بنقل بيانات الأكسجين المذاب ودرجة حرارة الماء في الوقت الفعلي إلى منصة سحابية عبر الشبكات اللاسلكية (مثل LoRaWAN و 4G/5G).
3. التحكم الذكي: تم دمج النظام مع أجهزة تهوية البركة. تم تحديد عتبات آمنة للأكسجين المذاب (على سبيل المثال، الحد الأدنى: 4 ملغم/لتر، الحد الأعلى: 7 ملغم/لتر).
4. التنبيهات والإدارة:
   • التحكم التلقائي: عندما انخفض مستوى الأكسجين المذاب إلى أقل من 4 ملغم/لتر، قام النظام بتشغيل أجهزة التهوية تلقائيًا؛ وعندما ارتفع إلى أكثر من 7 ملغم/لتر، قام بإيقاف تشغيلها، مما يحقق تهوية دقيقة ويوفر تكاليف الكهرباء.
   • الإنذارات عن بعد: يقوم النظام بإرسال تنبيهات عبر الرسائل النصية القصيرة أو إشعارات التطبيق إلى مدير المزرعة والفنيين في حالة كون البيانات غير طبيعية (على سبيل المثال، انخفاض مستمر أو انخفاض مفاجئ).
   • تحليل البيانات: قامت المنصة السحابية بتسجيل البيانات التاريخية، مما ساعد على تحليل أنماط الأكسجين المذاب (مثل الاستهلاك الليلي، والتغيرات بعد التغذية) لتحسين استراتيجيات التغذية وعمليات الإدارة.

نتائج:

• الحد من المخاطر: القضاء شبه التام على حالات النفوق الجماعي ("العائم") الناجمة عن نقص الأكسجين المفاجئ، مما أدى إلى تحسين معدلات نجاح الزراعة بشكل كبير.
• توفير التكاليف: قللت التهوية الدقيقة من وقت التشغيل الخامل لأجهزة التهوية، مما وفر حوالي 30٪ من فواتير الكهرباء.
• تحسين الكفاءة: لم يعد المديرون بحاجة إلى عمليات فحص يدوية متكررة، وأصبح بإمكانهم مراقبة جميع البرك عبر هواتفهم الذكية، مما أدى إلى تحسين كفاءة الإدارة بشكل كبير.
• النمو الأمثل: ساهمت بيئة الأكسجين المذاب المستقرة في تعزيز نمو الروبيان بشكل موحد، مما أدى إلى تحسين المحصول النهائي والحجم.

2. سيناريوهات التطبيق في دول أخرى بجنوب شرق آسيا

1. تايلاند: تربية سمك الهامور/القاروص في الأقفاص
   • التحدي: تتأثر تربية الأسماك في الأقفاص في المياه المفتوحة بشدة بالمد والجزر والأمواج، مما يؤدي إلى تغيرات سريعة في جودة المياه. وتُعدّ الأنواع ذات الكثافة العالية، مثل سمك الهامور، حساسة للغاية لنقص الأكسجين.
   • التطبيق: توفر أجهزة استشعار الأكسجين المذاب المقاومة للتآكل والمثبتة في الأقفاص مراقبة فورية. يتم إطلاق تنبيهات في حال انخفاض مستوى الأكسجين المذاب نتيجة لتكاثر الطحالب أو ضعف تبادل المياه، مما يسمح للمزارعين بتشغيل أجهزة التهوية تحت الماء أو نقل الأقفاص لتجنب خسائر اقتصادية كبيرة.
2. إندونيسيا: أحواض الزراعة المتعددة المتكاملة
   • التحدي: في أنظمة الاستزراع المتعدد (مثل الأسماك والروبيان وسرطان البحر)، يكون الحمل البيولوجي مرتفعًا، واستهلاك الأكسجين كبيرًا، وتختلف متطلبات الأكسجين المذاب من نوع لآخر.
   • التطبيق: تراقب أجهزة الاستشعار النقاط الرئيسية، مما يساعد المزارعين على فهم أنماط استهلاك الأكسجين في النظام البيئي بأكمله. وهذا يؤدي إلى اتخاذ قرارات أكثر علمية بشأن كميات التغذية وأوقات التهوية، مما يضمن بيئة جيدة لجميع الكائنات الحية.
3. ماليزيا: مزارع أسماك الزينة
   • التحدي: تتطلب أسماك الزينة ذات القيمة العالية، مثل الأروانا والكوي، معايير صارمة للغاية فيما يتعلق بجودة المياه. فقد يؤثر نقص الأكسجين الطفيف على لونها وحالتها، مما يقلل من قيمتها بشكل كبير.
   • التطبيق: تُستخدم مجسات الأكسجين المذاب عالية الدقة في أحواض خرسانية صغيرة أو أنظمة الاستزراع المائي المغلقة المعاد تدويرها. وتُدمج هذه المجسات مع أنظمة حقن الأكسجين النقي للحفاظ على مستوى الأكسجين المذاب عند المستوى الأمثل والمستقر، مما يضمن جودة وصحة أسماك الزينة.

3. ملخص القيمة الأساسية التي يوفرها التطبيق

4. التحديات والاتجاهات المستقبلية

على الرغم من التطبيق الواسع النطاق، لا تزال بعض التحديات قائمة:

• تكلفة الاستثمار الأولي: لا يزال نظام إنترنت الأشياء الكامل يمثل نفقات كبيرة للمزارعين الأفراد على نطاق صغير.
• صيانة المستشعرات: تتطلب المستشعرات تنظيفًا منتظمًا (لمنع التلوث البيولوجي) ومعايرة، مما يتطلب مستوى معينًا من المهارة التقنية 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 في متناول الجميع بفضل التقدم التكنولوجي وتوفير التكاليف على نطاق واسع.
2. مجسات متكاملة متعددة المعايير: دمج أجهزة استشعار الأكسجين المذاب، ودرجة الحموضة، ودرجة الحرارة، والأمونيا، والملوحة، وما إلى ذلك، في مجس 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 نصائح إدارية ذكية (مثل التهوية التنبؤية).
4. نموذج "أجهزة الاستشعار كخدمة": ظهور مزودي الخدمة حيث يدفع المزارعون رسوم خدمة بدلاً من شراء الأجهزة، ويتولى المزود الصيانة وتحليل البيانات.
5. كما يمكننا تقديم مجموعة متنوعة من الحلول لـ

   1. جهاز قياس محمول باليد لقياس جودة المياه متعددة المعايير

   2. نظام العوامات العائمة لقياس جودة المياه متعددة المعايير

   3. فرشاة تنظيف تلقائية لمستشعر المياه متعدد المعايير

   4. مجموعة كاملة من الخوادم ووحدة البرامج اللاسلكية، تدعم RS485 وGPRS و4G وWIFI وLORA وLORAWAN

   لمزيد من مستشعرات المياه معلومة،

   يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.

   Email: info@hondetech.com

   موقع الشركة الإلكتروني:www.hondetechco.com

   الهاتف: +86-15210548582