מקרי בוחן על יישום חיישני חמצן מומס לאיכות מים בחקלאות ימית בדרום מזרח אסיה

יישום חיישני חמצן מומס (DO) לאיכות מים הוא דוגמה נפוצה ומוצלחת לטכנולוגיית IoT בחקלאות ימית בדרום מזרח אסיה. חמצן מומס הוא אחד מפרמטרי איכות המים הקריטיים ביותר, ומשפיע ישירות על שיעור ההישרדות, מהירות הגדילה ובריאותם של מינים מגודלים.

הסעיפים הבאים מפרטים את יישומם באמצעות מקרי בוחן ותרחישים שונים.

1. ניתוח מקרה טיפוסי: חוות שרימפס בקנה מידה גדול בווייטנאם

רֶקַע:
וייטנאם היא אחת מיצואניות השרימפס הגדולות ביותר בדרום מזרח אסיה. חוות שרימפס ונאמיי אינטנסיבית בקנה מידה גדול בדלתא של המקונג התמודדה עם שיעורי תמותה גבוהים עקב ניהול לקוי של חמצן מומס. באופן מסורתי, העובדים נאלצו למדוד פרמטרים ידנית מספר פעמים ביום באמצעות שייט לכל בריכה, מה שהביא לנתונים לא רציפים ולחוסר יכולת להגיב במהירות להיפוקסיה הנגרמת מתנאי לילה או שינויים פתאומיים במזג האוויר.

פִּתָרוֹן:
החווה יישמה מערכת ניטור איכות מים חכמה מבוססת IoT, כאשר חיישן חמצן מומס מקוון הוא בליבתה.

1. פריסה: חיישן DO אחד או שניים הותקנו בכל בריכה, בעומק של כ-1-1.5 מטרים (שכבת המים העיקרית לפעילות שרימפס) באמצעות מצופים או עמודים קבועים.
2. העברת נתונים: החיישנים שידרו נתוני DO וטמפרטורת מים בזמן אמת לפלטפורמת ענן באמצעות רשתות אלחוטיות (למשל, LoRaWAN, 4G/5G).
3. בקרה חכמה: המערכת שולבה עם מאווררי הבריכה. נקבעו ספים בטוחים עבור DO (למשל, גבול תחתון: 4 מ"ג/ליטר, גבול עליון: 7 מ"ג/ליטר).
4. התראות וניהול:
   • בקרה אוטומטית: כאשר ריכוז ה-DO ירד מתחת ל-4 מ"ג/ליטר, המערכת הפעילה אוטומטית את המאווררים; כאשר הוא עלה מעל 7 מ"ג/ליטר, היא כיבתה אותם, ובכך השיגה אוורור מדויק וחיסכה בעלויות החשמל.
   • אזעקות מרחוק: המערכת שלחה התראות באמצעות SMS או התראות אפליקציה למנהל החווה ולטכנאים אם הנתונים היו חריגים (למשל, ירידה עקבית או ירידה פתאומית).
   • ניתוח נתונים: פלטפורמת הענן רשמה נתונים היסטוריים, וסייעה בניתוח דפוסי DO (למשל, צריכה לילית, שינויים לאחר האכלה) כדי לייעל אסטרטגיות האכלה ותהליכי ניהול.

תוצאות:

• הפחתת סיכונים: כמעט ביטול אירועי תמותה המוניים ("צפים") הנגרמים כתוצאה מהיפוקסיה פתאומית, מה ששיפור משמעותי בשיעורי ההצלחה בחקלאות.
• חיסכון בעלויות: אוורור מדויק הפחית את זמן הפעולה של המאווררים ללא פעילות, וחסך כ-30% מחשבונות החשמל.
• יעילות משופרת: מנהלים לא נזקקו עוד לבדיקות ידניות תכופות ויכלו לנטר את כל הבריכות באמצעות הסמארטפונים שלהם, מה ששיפור משמעותי את יעילות הניהול.
• צמיחה אופטימלית: סביבת DO יציבה קידמה צמיחה אחידה של שרימפס, ושיפרו את התפוקה הסופית והגודל.

2. תרחישי יישום במדינות אחרות בדרום מזרח אסיה

1. תאילנד: תרבות כלוב דגי גרופר/בס ים
   • אתגר: גידול כלובים במים פתוחים מושפע מאוד מגאות ושפל, מה שמוביל לשינויים מהירים באיכות המים. מינים בעלי צפיפות גבוהה כמו דגי לוקוס רגישים ביותר להיפוקסיה.
   • יישום: חיישני DO עמידים בפני קורוזיה הפרוסים בכלובים מספקים ניטור בזמן אמת. התראות מופעלות אם DO יורד עקב פריחת אצות או חילופי מים לקויים, מה שמאפשר לחקלאים להפעיל אוורור תת-ימי או להעביר כלובים מחדש כדי למנוע הפסדים כלכליים משמעותיים.
2. אינדונזיה: בריכות רב-תרבותיות משולבות
   • אתגר: במערכות רב-תרבותיות (למשל, דגים, שרימפס, סרטנים), העומס הביולוגי גבוה, צריכת החמצן משמעותית, ולמינים שונים דרישות DO משתנות.
   • יישום: חיישנים עוקבים אחר נקודות מפתח, ועוזרים לחקלאים להבין את דפוסי צריכת החמצן של המערכת האקולוגית כולה. זה מוביל להחלטות מדעיות יותר לגבי כמויות האכלה וזמני אוורור, ומבטיח סביבה טובה לכל המינים.
3. מלזיה: חוות דגי נוי
   • אתגר: לדגי נוי יקרי ערך כמו ארואנה וקוי יש דרישות איכות מים מחמירות ביותר. היפוקסיה קלה יכולה להשפיע על צבעם ומצבם, ולהפחית באופן דרסטי את ערכם.
   • יישום: חיישני DO מדויקים משמשים במיכלי בטון קטנים או במערכות חקלאות ימית מחזורית (RAS) מקורות. אלה משולבים עם מערכות הזרקת חמצן טהור כדי לשמור על DO ברמה אופטימלית ויציבה, תוך הבטחת איכות ובריאות דגי הנוי.

3. סיכום הערך הליבה המסופק על ידי האפליקציה

4. אתגרים ומגמות עתידיות

למרות היישום הנרחב, נותרו כמה אתגרים:

• עלות השקעה ראשונית: מערכת IoT שלמה עדיין מייצגת הוצאה משמעותית עבור חקלאים פרטיים בקנה מידה קטן.
• תחזוקת חיישנים: חיישנים דורשים ניקוי קבוע (כדי למנוע התגלמות ביולוגית) וכיול, דבר הדורש רמה מסוימת של מיומנות טכנית מהמשתמשים.
• כיסוי רשת: אותות רשת יכולים להיות לא יציבים באזורים חקלאיים מרוחקים מסוימים.

מגמות עתידיות:

1. ירידה בעלויות חיישנים וריבוי טכנולוגיות: המחירים יהפכו לנגישים יותר הודות להתקדמות טכנולוגית וכלכלות לגודל.
2. גלאים משולבים מרובי פרמטרים: שילוב חיישנים עבור DO, pH, טמפרטורה, אמוניה, מליחות וכו', לתוך גלאי יחיד כדי לספק פרופיל איכות מים מקיף.
3. בינה מלאכותית ואנליטיקה של ביג דאטה: שילוב של בינה מלאכותית לא רק כדי להתריע, אלא גם כדי לחזות מגמות באיכות המים ולספק ייעוץ ניהולי חכם (למשל, אוורור ניבוי).
4. מודל "חיישנים כשירות": הופעתם של ספקי שירותים שבהם חקלאים משלמים דמי שירות במקום לקנות חומרה, כאשר הספק מטפל בתחזוקה ובניתוח נתונים.
5. אנו יכולים גם לספק מגוון פתרונות עבור

   1. מד ידני לאיכות מים רב-פרמטרית

   2. מערכת מצוף צף לאיכות מים רב-פרמטרית

   3. מברשת ניקוי אוטומטית לחיישן מים רב-פרמטרים

   4. סט שלם של שרתים ותוכנה מודול אלחוטי, תומך RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

   עבור חיישן מים נוסף מֵידָע,

   אנא צרו קשר עם Honde Technology Co., LTD.

   Email: info@hondetech.com

   אתר החברה:www.hondetechco.com

   טלפון: 86-15210548582+