無論是智慧農(nóng)業(yè)、數(shù)字農(nóng)業(yè)，還是設(shè)施農(nóng)業(yè)，其運(yùn)行與運(yùn)行都需要借助大量的傳感器，農(nóng)業(yè)種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜牧養(yǎng)殖等應(yīng)用場景中都能找傳感器的身影，而在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，溶解氧傳感器卻令人頭疼。

溶解氧含量的檢測，關(guān)系到水產(chǎn)養(yǎng)殖的品質(zhì)，甚至直接影響到水產(chǎn)品生長與壽命。但目前市面上，溶解氧傳感器存在不少問題，價格昂貴、不能持續(xù)在線測量、更新部件維護(hù)困難等問題，難以在水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)中大規(guī)模推廣和發(fā)揮作用。

江南大學(xué)、江蘇省互聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)發(fā)展中心與公司合作，對于溶解氧傳感器的這些問題展開了研究。基于熒光淬滅原理，利用水中溶解氧濃度與熒光信號相位差的關(guān)系進(jìn)行低成本、易維護(hù)溶解氧傳感器的研發(fā)。

首先利用自制備溶氧敏感膜，經(jīng)激發(fā)光照射后產(chǎn)生紅色熒光，該熒光壽命可由溶解氧濃度調(diào)節(jié);然后利用光信號敏感器件設(shè)計(jì)光電轉(zhuǎn)化電路實(shí)現(xiàn)光信號感知;再以STM32F103微處理器作為主控芯片，編寫下位機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)激發(fā)光脈沖產(chǎn)生，利用相敏檢波原理以及快速傅里葉變換(FFT)計(jì)算激發(fā)光與參照光的相位差，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為溶解氧濃度，實(shí)現(xiàn)溶解氧的測量。熒光探測部分與系統(tǒng)主控部分采用分離式設(shè)計(jì)思想，利用屏蔽排線直接插拔連接，便于傳感器探測頭的拆卸、更換、維護(hù)以及實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離在線測量。

經(jīng)測試，溶解氧傳感器的測量范圍是0～20 mg/L，響應(yīng)延遲小于2 s，溶氧敏感膜使用壽命約1年，可以實(shí)時不間斷地對溶解氧濃度進(jìn)行測量。

簡言之，改進(jìn)后的溶解氧傳感器具有測量方便、制作成本低、體積小等特點(diǎn)，對降低水產(chǎn)養(yǎng)殖成本、傳感器的研發(fā)與應(yīng)用、甚至是智慧水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展，都有一定積極作用，廣大漁業(yè)從事者也能期待用上更為物美價廉的傳感器了。

基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控系統(tǒng)，通過物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、無線通訊等技術(shù)，以養(yǎng)殖水域情況、養(yǎng)殖水平類型為依據(jù)，通過傳感器、流量計(jì)、無線采集終端、智能閥門等設(shè)備，采集養(yǎng)殖水域的環(huán)境參數(shù)及增氧泵、循環(huán)泵、喂料機(jī)等設(shè)備能源消耗情況，包括：水溫、溶解氧含量、水域PH值、水質(zhì)渾濁度、氨氮等養(yǎng)分含量等參數(shù)，及各水泵的用電總量、電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)，通過手機(jī)APP、電腦網(wǎng)頁/APP登錄聚英農(nóng)業(yè)云平臺，或監(jiān)控大屏等信息終端，隨時掌握養(yǎng)殖水域的信息，多途徑查收養(yǎng)殖水域的異常情況預(yù)警信息，遠(yuǎn)程聯(lián)動調(diào)控設(shè)備穩(wěn)定水域環(huán)境，保證水域環(huán)境適宜魚類、貝類、蝦類、蟹類、藻類等水產(chǎn)品的生長需求。

?