鱼菜共生智能水循环系统方案

2025-04-10 08:38阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/6533390137

1. 方案介绍
鱼菜共生（Aquaponics）是一种结合水产养殖和无土栽培的可持续农业技术。本方案利用智能阀门、智能水泵、智能过滤、智能供氧、营养液自动补充系统，实现水循环智能管理，保障鱼类和植物的健康生长，并通过物联网技术（IoT）进行远程监测和控制。

2. 监测目标

水质自动调控（监测pH、溶解氧、氨氮、硝酸盐、温度、电导率等参数）
智能水循环管理（自动控制水泵、阀门，确保水流畅通）
精准供氧（根据水体溶氧需求，自动调整增氧设备）
自动过滤系统（

固液分离、微生物滤床，保持水质稳定）

营养液自动补充（根据植物生长需求，精准添加营养元素）
远程监测与控制（通过物联网，支持手机、PC远程管理）

3. 需求分析

需求	具体要求
水循环控制	自动调节水泵与阀门，确保水流稳定
水质监测	监测pH值、溶氧、氨氮、硝酸盐、温度等
自动过滤	采用固液分离+生物过滤，减少有害物质
供氧调节	智能控制增氧系统，保持溶氧水平
营养液补充	根据植物需求自动投加营养元素
远程管理	通过5G/LoRa/NB-IoT远程查看数据并控制

4. 监测方法

水质监测传感器：
- pH传感器（检测水质酸碱度）
- 溶解氧传感器（监测水中溶解氧含量）
- 电导率传感器（监测水体矿物质浓度）
- 氨氮/硝酸盐传感器（检测水体中氮循环情况）
- 水温传感器（调控适宜的鱼类生长温度）
智能水循环控制：
- 智能水泵：根据水质状况自动运行，确保水流稳定
- 智能阀门：控制不同水路切换，实现精准水流调节
智能供氧系统：
- 通过溶解氧传感器调节供氧设备，如增氧泵、微孔曝气器
智能过滤系统：
- 机械过滤（去除鱼类排泄物）
- 生物滤床（利用微生物分解氨氮，提高水质）
- 活性炭吸附（去除有机物、异味）
营养液自动补充：
- 根据植物需营养情况，自动配比投放氮、磷、钾等元素

5. 应用原理
水循环控制

通过智能水泵和智能阀门，维持水流循环
控制鱼池 → 过滤系统 → 植物根系 → 鱼池的动态水循环

水质监测与调节

pH自动调节：如pH偏高/偏低，自动投加调节剂
溶氧自动补充：低氧时，自动启动增氧泵
氨氮处理：当氨氮超标，启动生物滤床进行分解

智能供氧

结合水温和溶解氧数据，智能调整增氧设备的运行模式

智能过滤

固液分离 → 微生物分解 → 活性炭吸附，保持水质清澈

营养液精准投放

结合电导率、pH等参数，计算植物营养需求，自动投加营养液

远程监测与自动控制

通过5G/LoRa/NB-IoT，用户可远程查看水质数据，并远程调整系统参数

6. 功能特点
水循环智能控制：自动调节水流量，确保鱼类和植物健康生长
精准水质监测：pH、溶氧、氨氮等参数实时监控
自动供氧：低氧状态下自动补充氧气，提升水产健康度
高效过滤系统：去除杂质、维持水质稳定，减少换水频率
智能营养液管理：结合传感器数据，精准补充植物营养液
远程监测与控制：手机APP、PC端远程查看与管理
节能环保：减少水资源浪费，提高系统稳定性

7. 硬件清单与参数

设备	参数	规格
智能水泵	流量	5-50 L/min
	控制方式	远程/自动调节
智能阀门	口径	1-2英寸
	通讯方式	5G/NB-IoT/LoRa
pH传感器	量程	0-14 pH
	精度	±0.1 pH
溶解氧传感器	量程	0-20 mg/L
	精度	±0.2 mg/L
氨氮传感器	量程	0-50 mg/L
智能过滤系统	过滤精度	5-50 微米
增氧设备	氧气供给量	10-100 L/min
营养液自动补充系统	供液量	0-10 L/h
控制终端	通讯方式	5G/WiFi/NB-IoT

8. 方案实现

传感器安装
- 在水循环系统关键点安装pH、溶氧、氨氮、水温等传感器
- 在植物区安装营养液浓度传感器，监测营养成分
自动化控制
- 设定水泵、阀门、增氧设备的运行策略，确保稳定运行
数据分析与智能调节
- 通过大数据分析水质参数，自动调节水泵流量、增氧时间、营养液补充
远程监控与报警
- 结合手机APP，用户可远程查看运行状态，并接收异常报警

9. 应用领域
生态农业（鱼菜共生、水产养殖、无土栽培）
城市农场（室内种植、水培蔬菜）
水产养殖（高密度养殖智能管理）

10. 方案优势

提升产量：精确控制水质，减少病害
节省人力：自动化调控，减少人工管理成本
环保节水：减少废水排放，提高水资源利用率
智能预警：实时监测，防止水质恶化影响养殖

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