引言
在对我国现阶段水产养殖水质在使用时的效果进行分析，能发现渔船养殖区往往都处于一种相对较为偏远的地区，并且其环境相对较为恶劣，特别是随着海洋水产养殖业的进一步扩大，逐步向着深海方向转移，使得水产养殖水质监测系统不同于陆地上的物联系统，其在使用的过程中需要考虑到方便部署、低功耗、无人操作、少维护等一系列的内容。
1水产养殖废水对生态环境的影响
高密度的水产养殖需要卫生健康的水环境，好的水质更有利于鱼虾蟹贝等水产品的生存。而高密度的水产养殖会产生大量含污染物的废水，若废水没有经过净化等处理，而是直接排放入周边水体，则会对周围水体造成污染，影响生态环境。养殖废水中常见污染物主要包括残存饵料、粪便、水生植物昆虫尸体、底泥等，是水体中悬浮物、总磷、总氮等污染物的主要来源。悬浮物主要是水中残存饵料、动物粪便等以颗粒物、悬浮状态存在，降低水质的透明度，是造成水质浑浊的主要原因；过量的氮、磷会导致微生物和水生生物大量繁殖，造成水体富营养化。其中，氨氮是水生动物通过新陈代谢、水中微生物分解得到的产物，积存时间过长，还可能导致水产品中毒；一般鱼类对亚硝酸盐的毒耐受性很差，过量亚硝酸盐一旦被鱼虾摄入，血液的载氧效率将明显降低，导致鱼虾机体供氧不足，造成组织无氧呼吸，甚至导致死亡。因此，工厂化水产养殖废水处理的重点在于绿色、高效地处理废水中各类污染物，实现经济效益和生态效益的统一。
2水质监测在水产养殖中的应用
2.1不良水质的预防措施
在渔场建造或选址之初，要充分了解池塘周边的水源供给保障情况，确保方便排放或处理养殖尾水、水源充沛、水质较好。做好优质水体保持。一方面可以定期抽排底污注入新水；注入新水的时候：不要将注入口直接冲入池塘。由于冲入的水量多、流速急，会导致沉积在塘底的食物残渣、水产品的排泄物等被冲翻起来，导致池塘水受到污染，增加氧气消耗。所以应当改进注水方式，可以在出水管口下固定一块宽大的板材，可以有效的减缓水速和冲击力度，使加入的水经由板上散开，增加新注水的含氧量。有益于新水与原池塘水的迅速混合，有益于提高注水质量。另一方面可以借助渔藕、稻渔等生态健康养殖新技术，通过水生植物的生长消解水体中的富有机质。
2.2系统应用层设计
网关设备上位机集成了嵌入式设备，设备包括微控制器（STM32）、MCGS显示触摸设备、4G/5G通信模块。控制核心选用STM32微功耗控制器，该控制器处理能力强、运算速度快、易开发，能满足本系统使用。现场采集的水质参数以图形方式显示在NCGS显示屏幕上，便于养殖户随时查看。通信模块将数据上传至云平台数据库。远程用户可通过手机APP、PC等设备随时查看。云平台还将对数据进行处理，当监测的的水质参数出现异常时，将通过应用层发出报警信号，提示养殖户作出处理，调控水质，确保养殖安全，增产增效。
2.3水产养殖智能控制系统
当前，水产养殖智能控制系统包括了控制中心养殖、养殖现场的设备控制两个不同的部分。而控制中心除了对可以对现场的水质参数进行实时的分析监控，还可以在现场直接采集相应的数据，预测该模型的走向以及模型的整体使用效果。专家也可以结合自己的知识库对水质的参数进行及时的分析和预测，并且根据报警规则辅助用户在短时间内做出相应的决策，能够提高水质控制的整体效果。通过目前的发展状态进行分析，其水质自动控制系统仍旧没有完全脱离出实验环境，并且其控制方式也存在着阈值控制、定时控制、PID控制等简单的算法。例如，溶解氧含量的参数变化，由于控制因素较多，参数变化会受到了各种不同控制因素影响，受制于阈值控制、定时控制等简单算法的控制。当监测到了参数值低于阈值时，很难在短时间内找到相应地采取措施。
2.4水质调节措施及设备
水产养殖水质调控主要有物理调控、化学调控和生物调控等方式。其中，物理调控方式见效快，不产生二次污染，但可持续性差;化学调控见效快，但易产生二次污染;生物调控无毒害，但见效慢，操控复杂。因此实际调控中应多种方式综合使用，有效提高调控性能，但尚缺乏统一有效的调控标准。常见的溶解氧含量的调控措施有启动增氧机、换水、投放增氧剂或沸石等。增加水体中的溶解氧含量的同时可达到调节亚硝酸盐含量和硫化氢含量等参数的目的;pH值的常见调控措施有换水或投放酸性或碱性药物等;氨氮含量的调控可采用换水、加溶剂和臭氧等措施。可自动化控制的调控设备主要有增氧设备、循环泵、压缩机及部分调温设备和水质净化设备等。其中增氧设备是规模化水产养殖的必备设备，其主要用途是通过搅拌水体，促进水体上下循环，达到增加水中溶氧量的目的。增氧设备的研究向节能低耗、高效可控方向发展。常见的增氧设备主要有叶轮增氧机、水车式增氧机、喷水式增氧机、射流式增氧机、涡流式增氧机、充气式增氧机、微孔曝气增氧机等。目前我国水产养殖中以叶轮式、水车式增氧机为主。国外增氧技术的研究以富(纯)氧增氧为主，富(纯)氧增氧设备具有结构简单、节电、增氧效率高等优点。
2.5化学处理方法
化学处理方法，即通过废水中杂质成分与处理过程中添加的净水剂产生化学反应中和污染物，达到处理废水的目的。当前一些养殖企业也在积极使用化学处理工艺净化废水，实践证明，正确使用化学净化剂可以取得一定的处理成效。臭氧是一种常用的化学废水净化剂成分，具有强氧化性，可有效去除养殖废水中诸如硫化氢、铵离子等致病性有害物质，净化水质。但长期持续使用容易使污染物产生耐药性，对养殖水体造成二次污染。无机絮凝剂主要成分包括铝和铁的氯化物和硫化物等，是另一种常用高效净水试剂。通过添加絮凝剂来去除废水中的悬浮物和胶状离子，将其絮凝成比水重的大颗粒，沉降到废水底部，便于将其分离筛滤出来，净化废水。然而絮凝剂的使用也存在明显弊端，依靠絮凝成分进行置换反应去除废水中有害物质的同时，絮凝剂中的部分元素也被置换到水中，难以分离出来，未完全反应的絮凝剂也会残留在水体中，会影响养殖水环境，对水产品的生长发育造成一定的消极影响，因此使用絮凝剂一类的化学净水剂一定要严格控制用量，避免对水质造成额外负面效应。
结语
随着人们消费水平和环保意识的增强，消费者的饮食习惯和结构已发生了很大变化，绿色水产品越来越受到大众青睐，好的水产品也逐渐时受到人们关心重视，水质的好坏与鱼虾蟹类的成长性有着密切的关系，水质分析监测应该贯彻到整个水产养殖的过程中，通过定期地水质的监测随时把握水质变化趋势，能通过各项有效措施及时做出调整，保持水质的稳定良好。通过水质数据分析，更能了解水质环境状况，做到绿色养殖。
参考文献:
[1]申晓宁，游璇，黄遥，华昭杰，蒋星宇.智能水产养殖无人船系统的设计与实现[J].计算机工程与设计，2020，41(08):2352-2359.