[00655030]水产集约养殖先进传感与智能监控关键技术及装备

中国水产品产量约占世界总产量70％，产值达17255亿元。水产养殖已成为中国城乡居民获取蛋白质的重要来源。但是庞大的产量背后隐藏着严重的水资源污染、巨大的疫情疫病风险、众多的水产品质量安全隐患以及繁重的劳动强度与人工投入等突出问题，解决这些问题的有效方法是对养殖水质进行实时监控、养殖过程精细管理、疫情疫病实时预防、养殖作业自动操控。在国家863计划、支撑计划、国家重大科技专项、国家农业科技成果转化资金项目、省市计划等系列项目支持下，经过10余年产学研联合攻关，取得如下创新成果：1、突破了水产养殖水质参数长期原位在线传感关键技术。在国内率先研制了基于电化学原理的溶解氧、电导率、pH、氨氮和基于光学原理的溶解氧、浊度、叶绿素、水位等8类15种型号智能传感器，实现了自补偿、自校准、自识别和长期原位在线监测；发明了水产养殖多参数传感器集成与信息融合方法，研制了6参数复合传感器。传感器已实现国产化和产业化，性能达到国外同类产品先进水平，价格仅为它们的1/6到1/10。2、创建了适用于中国水产集约养殖模式的无线传感器网络自组织、低功耗技术体系。在国内率先研制了适于水产养殖信息采集、传输、汇聚、控制等4类终端设备，构建了水产养殖无线测控网络系统，实现了基于Zigbee、CAN总线和2G/3G移动通信技术的水产养殖实时监控，解决了野外大水面无线监控难题，测控节点单跳最大传输距离1000米，可靠路由达到10级，价格仅为国外同类产品1/3到1/4。3、研制了适用于中国水产养殖水质监控的便携仪表及成套装备。在国内率先研制了微孔爆气增氧装置和溶解氧、氨氮、亚硝酸盐等6参数的水产养殖专用便携式仪表及无线气象站，研发了循环水控制、曝气增氧、液氧增氧、饵料投喂4类水产养殖自动控制装备，实现了水产养殖信息采集便携化、数字化以及养殖作业自动化、精准化，显著降低了养殖作业劳动强度，提高了水资源利用率。4、创建了水产养殖精细管理模型体系和综合信息服务平台。面向大菱鲆、海参、河蟹、半滑舌鳎等21类养殖品种、7种养殖模式实际需求，构建了水质预测预警控制，饵料配方、投喂决策、疾病预警诊断防治、水产品溯源与质量安全控制等数学和知识模型256个，开发了基于云服务模式的水产养殖智能手机WAP平台和电脑综合管理WEB平台，并实现了与传感器、采集器、控制器和执行器等硬件系统的系统集成以及水产养殖全程智能化监控和服务。该成果已获授权发明专利20项，实用新型专利26项，软件著作权25项，出版专著4部，制定水产行业标准2项，发表论文162篇(SCI收录56篇，EI收录45篇)。产品在6家企业进行了转化，2类产品进入国家农机补贴目录，在16个省、市、自治区进行了大规模推广应用。近10年累计推广工厂化养殖面积450万平米，池塘及近海养殖面积135万公顷，新增经济效益176亿元。先后获得省部级科技进步一等奖2项，二等奖7项。