[01202675]水产养殖精准测控关键技术与装备

我国水产养殖发展迅速,近20年养殖产量翻了两番,占全球总产量的65%,为我国城乡居民提供了1/3的优质动物蛋白,对保障国家食物安全发挥了重大作用。但我国传统养殖模式存在资源浪费、生产效益低、养殖风险大等诸多问题,实施集约养殖实时测控是解决上述问题的根本途径。由于我国水产养殖水体复杂多变、监控装备落后,实现实时测控非常困难。在国家863计划等项目资助下,历经15年产学研联合攻关,在养殖水体水质长期在线精准测量技术、优化调控技术和实时测控系统与装备等方面取得了如下突破： （1）发明了脉冲激励四电极溶解氧测量原理和智能变送方法,研制了系列水质原位在线检测传感器并产业化。提出了多电极传感器新结构,发明了四电极脉冲激励溶解氧测量方法、软硬件补偿校正、智能变送方法,解决了传统测量方式误差大、电极填充液消耗快、电极极化严重、电极寿命短等难题,研制了9种参数水产养殖专用传感器并产业化,溶解氧、氨氮传感器的测量精度分别达±0.20mg/L、±0.01mg/L,比原有传感器精度均提高了1倍,免维护周期分别延长到65天和25天。 （2）研发了水产养殖多信息融合水质预测模型和动态调控方法,突破了水产养殖实时优化调控技术。发现了大菱鲆等主要品种养殖水体溶解氧等理化因子、营养因子、致病因子间的耦合规律,构建了含31品种、3种养殖模式85000多条规则的水产养殖知识库;发明了集数据降维去噪、多尺度特征提取、多目标组合优化、非线性预测调控于一体大数据处理模型与方法,发现了陆基工厂和池塘养殖溶解氧随投饵量的变化规律,提出了增氧机和投饵机的分时段最佳变频调控策略,开发了水产养殖实时测控平台。实现了复杂养殖环境下病害早期预警及水质、饵料投喂的精准优化调控。 （3）研发了复杂环境下水产养殖信息可靠传输技术,研制了陆基工厂和池塘养殖实时控制系统与装备,构建了集约化水产养殖实时测控技术体系。发明了复杂养殖环境下低功耗、自适应、分布式的无线监控方法,研制了系列无线采集器、控制器新装置,实现了大规模集中连片池塘养殖的实时测控,节电30%、节省劳动力80%;创制了节能型全封闭海水循环养殖工艺方法与专用装备,率先实现了陆基工厂养殖的实时精准控制。比传统循环水养殖节水20%,液氧节约40%,节电30%以上,饵料成本节省40%,发病率下降80%。构建了传感-传输-处理-控制-装备等全环节的集约化水产养殖实时测控技术体系,实现了水产养殖实时测控技术的标准化、规范化。 申请发明专利30件,获得授权24件;制定了传感、传输、处理与控制装备等技术国家标准4项、行业标准5项、企业标准9项;成果在福建上润、扬州特安、江苏中农等8家企业进行了转化,获得农机推广鉴定证书3个,4个型号产品纳入农机补贴目录;在山东、江苏、天津等21个省265个县累计推广陆基工厂养殖630万㎡,池塘及近海养殖825万亩,举办推广培训50余场,培训专业技术人员超过1万人,新增经济效益66.23亿元。