خلاصة
مع تكثيف تربية الأحياء المائية وتزايد الطلب على حماية البيئة البحرية، لم تعد طرق رصد جودة المياه التقليدية قادرة على تلبية المتطلبات الفورية متعددة الأبعاد. تدرس هذه الورقة البحثية بشكل منهجي المبادئ التكنولوجية وقيمة تطبيق أجهزة استشعار جودة المياه العائمة متعددة المعايير في قنوات تربية الأحياء المائية في المياه العذبة والبيئات البحرية. من خلال التجارب المقارنة، تم التحقق من صحة مزايا الأداء في رصد معايير رئيسية مثل الأكسجين المذاب، ودرجة الحموضة، والعكارة، والتوصيل. بالإضافة إلى ذلك، تمت مناقشة دمج تقنية إنترنت الأشياء في أنظمة الرصد الذكية. تُظهر دراسات الحالة أن هذه التقنية تقلل من وقت استجابة شذوذ جودة المياه بنسبة 83%، وتقلل من معدل الإصابة بأمراض تربية الأحياء المائية بنسبة 42%، مما يوفر دعمًا فنيًا موثوقًا به لتربية الأحياء المائية الحديثة وحماية البيئة البحرية.
1. المبادئ التقنية وهندسة النظام
يعتمد نظام الاستشعار متعدد المعلمات العائم على تصميم معياري، مع مكونات أساسية بما في ذلك:
- مجموعة المستشعرات: مستشعر الأكسجين المذاب البصري المتكامل (دقة ±0.1 مجم/لتر)، قطب كهربائي زجاجي لقياس الرقم الهيدروجيني (±0.01)، مسبار توصيل رباعي الأقطاب (±1% FS)، وحدة تشتت العكارة (0–4000 وحدة نيو جول).
- الهيكل العائم: غلاف من البولي إيثيلين عالي الكثافة مع مصدر للطاقة الشمسية ومثبتات تحت الماء.
- نقل البيانات: يدعم نقل الوضع المزدوج 4G/BeiDou مع تردد أخذ العينات القابل للتعديل (5 دقائق - 24 ساعة).
- نظام التنظيف الذاتي: جهاز مكافحة التلوث البيولوجي بالموجات فوق الصوتية يمتد فترات الصيانة إلى 180 يومًا.
2. التطبيقات في قنوات تربية الأحياء المائية في المياه العذبة
2.1 تنظيم الأكسجين المذاب الديناميكي
في مناطق زراعة نبات الماكروبراشيوم روزنبرغي في جيانغسو، ترصد شبكة الاستشعار تقلبات الأكسجين المذاب (2.3-8.7 ملغم/لتر) في الوقت الفعلي. عندما تنخفض المستويات عن 4 ملغم/لتر، تُفعّل أجهزة التهوية تلقائيًا، مما يقلل حالات نقص الأكسجين بنسبة 76%.
2.2 تحسين التغذية
من خلال ربط بيانات الرقم الهيدروجيني (6.8-8.2) والعكارة (15-120 وحدة نيوكليوتيدات)، تم تطوير نموذج تغذية ديناميكي، مما أدى إلى تحسين استخدام الأعلاف بنسبة 22%.
3. إنجازات في مجال رصد البيئة البحرية
3.1 القدرة على التكيف مع الملوحة
تحافظ أقطاب سبائك التيتانيوم على استجابة خطية (R² = 0.998) عبر نطاقات ملوحة تتراوح بين 5 إلى 35 وحدة دولية، مع ملاحظة انحراف أقل من 3% للبيانات في اختبارات القفص البحري في فوجيان.
3.2 خوارزمية تعويض المد والجزر
تعمل خوارزمية خط الأساس الديناميكي على إزالة التداخل الناتج عن تقلبات المد والجزر في قياسات نيتروجين الأمونيا (0-2 مجم / لتر)، مما يقلل الخطأ إلى ± 5٪ في اختبارات مصب نهر تشيانتانج.
4. حلول تكامل إنترنت الأشياء
تتيح عقد الحوسبة الحافة معالجة البيانات المحلية مسبقًا (تقليل الضوضاء، وإزالة القيم المتطرفة)، بينما تدعم منصات السحابة التحليل متعدد الأبعاد:
- خرائط حرارية مكانية زمانية لمناطق ازدهار الطحالب
- نماذج LSTM التي تتنبأ باتجاهات جودة المياه على مدار 72 ساعة
- تنبيهات تطبيق الهاتف المحمول (زمن الاستجابة <15 ثانية)
5. تحليل التكلفة والفائدة
مقارنة بالعينة اليدوية التقليدية:
- انخفضت تكاليف المراقبة بنسبة 62٪ سنويًا
- تمت زيادة كثافة البيانات بمقدار 400 ضعف
- صدرت تحذيرات بشأن ازدهار الطحالب قبل 48 ساعة
- تحسنت معدلات بقاء تربية الأحياء المائية إلى 92.4٪
6. التحديات والآفاق المستقبلية
تشمل القيود الحالية تداخل التلوث الحيوي (خاصةً فوق ٢٨ درجة مئوية) والتداخل بين المعايير. تشمل التوجهات المستقبلية ما يلي:
- مواد الاستشعار القائمة على الجرافين
- معايرة الروبوتات المستقلة تحت الماء
- التحقق من البيانات المستند إلى تقنية بلوكتشين
خاتمة
تُمثل أنظمة الرصد العائمة متعددة المعايير قفزة تكنولوجية من "أخذ العينات المتقطعة" إلى "الاستشعار المستمر"، مما يوفر دعمًا بالغ الأهمية لمصايد الأسماك الذكية والحفاظ على البيئة البحرية. في عام ٢٠٢٣، أدرجت وزارة الزراعة الصينية هذه الأجهزة فيمعايير مزارع تربية الأحياء المائية الحديثة، مما يشير إلى اعتماد واسع النطاق في المستقبل.
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
وقت النشر: ١٣ أغسطس ٢٠٢٥