在2025年，智能監(jiān)控行業(yè)技術(shù)正以迅猛之勢(shì)發(fā)展，為諸多領(lǐng)域帶來革新。尤其是在稻蛙共作的水產(chǎn)養(yǎng)殖方面，智能監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用有效改善了傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式的困境，展現(xiàn)出巨大潛力。
水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)作為農(nóng)民增收的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)，經(jīng)濟(jì)效益頗高。然而，我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)雖在轉(zhuǎn)型升級(jí)中取得顯著成效，產(chǎn)量快速增長(zhǎng)，但仍存在技術(shù)裝備落后、智能化水平低等問題。稻蛙共作作為創(chuàng)新型生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，具備提高資源利用效率、降低化學(xué)品使用等優(yōu)勢(shì)，有著重要的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。不過，傳統(tǒng)人工監(jiān)測(cè)方式難以對(duì)稻蛙共作的養(yǎng)殖環(huán)境實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)控制，嚴(yán)重阻礙了其規(guī)模化和標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。因此，引入智能監(jiān)控技術(shù)，對(duì)稻蛙共作環(huán)境進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)與調(diào)控迫在眉睫。
基于物聯(lián)網(wǎng)的稻蛙共作環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，主要由傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、功能模塊以及 WiFi 上云模塊構(gòu)成。傳感器數(shù)據(jù)采集部分涵蓋土壤濕度傳感器、環(huán)境溫濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、PH 值測(cè)試筆、濁度傳感器、電導(dǎo)率傳感器、液位傳感器等，用于采集養(yǎng)殖池中的土壤濕度、環(huán)境溫濕度、光照強(qiáng)度、水質(zhì)狀況等信息。主控模塊選用 STM32F103ZET6 主控芯片。功能模塊包含 OLED 顯示屏、繼電器、報(bào)警模塊、按鍵等，用于對(duì)傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示以及閾值判斷。WiFi 上云模塊負(fù)責(zé)將傳感器采集的數(shù)據(jù)上傳至 blinker 點(diǎn)燈科技手機(jī) APP，并可通過該 APP 下發(fā)控制命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境因子的調(diào)節(jié)。
數(shù)據(jù)采集功能：該智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)采集養(yǎng)殖池中各類關(guān)鍵環(huán)境數(shù)據(jù)和水質(zhì)狀況，如土壤濕度、環(huán)境溫濕度、光照強(qiáng)度、水體電導(dǎo)率、水體渾濁度等，其中水質(zhì)管理與調(diào)控相關(guān)數(shù)據(jù)，包括水的 PH 值、電導(dǎo)率、濁度、液位等尤為重要。
數(shù)據(jù)傳輸功能：借助 WiFi 無線技術(shù)，系統(tǒng)將采集到的養(yǎng)殖池環(huán)境數(shù)據(jù)和水質(zhì)狀況快速發(fā)送到手機(jī) APP，方便養(yǎng)戶實(shí)時(shí)觀察和掌握養(yǎng)殖池?cái)?shù)據(jù)，從而及時(shí)做出相應(yīng)決策。
數(shù)據(jù)顯示功能：系統(tǒng)可將各傳感器采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在 OLED 顯示屏上，讓養(yǎng)戶直觀地了解當(dāng)前的環(huán)境因子以及水質(zhì)參數(shù)。
終端設(shè)備管理功能：系統(tǒng)支持對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行添加、維護(hù)、移除等操作。養(yǎng)戶可在手機(jī) APP 內(nèi)輕松增加新的終端設(shè)備或刪除某個(gè)終端設(shè)備，終端設(shè)備包含水泵、電扇、氣泵、蜂鳴器等。
異常處理功能：當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到養(yǎng)殖池內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)和水質(zhì)狀況異常時(shí)，手機(jī) APP 會(huì)立即發(fā)出調(diào)控信息。例如，當(dāng)蜂鳴器警告水體電導(dǎo)率超出閾值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)打開氣泵進(jìn)行增氧;當(dāng)水質(zhì)不合格時(shí)，自動(dòng)打開水泵更換新水等。
《2025-2030年中國(guó)智能監(jiān)控行業(yè)市場(chǎng)深度研究及發(fā)展前景投資可行性分析報(bào)告》指出，系統(tǒng)硬件部分同樣由傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、功能模塊以及 WiFi 上云模塊組成。傳感器數(shù)據(jù)采集部分的各類傳感器負(fù)責(zé)對(duì)養(yǎng)殖池中的土壤濕度、環(huán)境溫濕度、光照強(qiáng)度、水質(zhì)狀況進(jìn)行采集。主控模塊的 STM32F103ZET6 主控芯片協(xié)調(diào)各電子元件工作。功能模塊的 OLED 顯示屏、繼電器、報(bào)警模塊、按鍵等，對(duì)傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示以及閾值判斷。WiFi 上云模塊將傳感器采集到的數(shù)據(jù)上傳至 blinker 點(diǎn)燈科技手機(jī) APP，并對(duì)一定的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。各硬件電路連接緊密，共同構(gòu)成了系統(tǒng)硬件總體電路。
完成硬件設(shè)計(jì)后，需根據(jù)系統(tǒng)功能需求進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，接著初始化 WiFi 模塊。此時(shí)，WiFi 模塊會(huì)嘗試建立網(wǎng)絡(luò)連接，若連接失敗，OLED 顯示屏右下角顯示 “wait”;若連接成功，則顯示 “WiFi”，隨后開始將傳感器采集的養(yǎng)殖池內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)和水質(zhì)狀況上傳至 blinker 點(diǎn)燈科技手機(jī) APP。養(yǎng)戶可通過手機(jī) APP 的手動(dòng)模式控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。同時(shí)，各傳感器采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)經(jīng)微控制器處理、ADC 轉(zhuǎn)換后顯示在 OLED 顯示屏上，系統(tǒng)通過將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與設(shè)定閾值進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自動(dòng)控制。
系統(tǒng)總體實(shí)現(xiàn)涵蓋硬件實(shí)現(xiàn)和軟件實(shí)現(xiàn)。硬件實(shí)現(xiàn)通過將傳感器模塊、主控模塊、功能模塊和 WiFi 上云模塊按照電路原理圖連接起來，搭建出系統(tǒng)硬件總體實(shí)物圖。軟件實(shí)現(xiàn)則利用 WiFi 通信方式，將各傳感器采集到的數(shù)據(jù)上傳至手機(jī) APP 界面，完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制按鈕設(shè)計(jì)。
性能測(cè)試：在不同測(cè)試場(chǎng)景下，稻蛙共作環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)表現(xiàn)出色。在正常養(yǎng)殖環(huán)境中，當(dāng)水質(zhì)渾濁度超標(biāo)，水泵能在 5.2 秒內(nèi)自動(dòng)啟動(dòng)換水，滿足期望響應(yīng)時(shí)間≤8 秒的標(biāo)準(zhǔn)。在低網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域，環(huán)境溫度過高時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)能在 7.6 秒內(nèi)啟動(dòng)，符合≤10 秒的期望響應(yīng)時(shí)間。在陰雨天氣環(huán)境下，光照不足時(shí)，補(bǔ)光系統(tǒng)可在 6.3 秒內(nèi)激活，達(dá)到≤8 秒的期望。在夜間監(jiān)測(cè)時(shí)段，水體溶氧量低時(shí)，氣泵能在 4.9 秒內(nèi)自動(dòng)增氧，滿足≤7 秒的要求。在高濕度環(huán)境下，土壤濕度過高時(shí)，排水系統(tǒng)能在 6.8 秒內(nèi)啟動(dòng)，符合≤9 秒的期望。系統(tǒng)在所有測(cè)試場(chǎng)景中均成功達(dá)到預(yù)定監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)，展現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。
可靠性測(cè)試：為全面評(píng)估系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，實(shí)施了兩階段測(cè)試策略。首先進(jìn)行為期 72 小時(shí)的初步穩(wěn)定性測(cè)試，結(jié)果顯示系統(tǒng)各功能模塊均保持穩(wěn)定工作狀態(tài)，環(huán)境參數(shù)采集精準(zhǔn)，執(zhí)行設(shè)備響應(yīng)及時(shí)，遠(yuǎn)程監(jiān)控界面運(yùn)行流暢。特別是環(huán)境傳感器數(shù)據(jù)采集與水質(zhì)參數(shù)監(jiān)測(cè)方面表現(xiàn)優(yōu)秀，所有傳感器均能持續(xù)穩(wěn)定地提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。隨后延長(zhǎng)至 3000 小時(shí)的長(zhǎng)期可靠性驗(yàn)證，在稻蛙共作正常環(huán)境、高溫高濕季節(jié)環(huán)境、低溫季節(jié)環(huán)境、強(qiáng)降雨環(huán)境以及農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定區(qū)域等不同環(huán)境條件下，系統(tǒng)雖出現(xiàn)少量故障，但總體可用性均在 99% 以上，證明系統(tǒng)能在各種復(fù)雜環(huán)境條件下保持穩(wěn)定運(yùn)行。
綜上所述，2025年智能監(jiān)控行業(yè)技術(shù)在稻蛙共作環(huán)境中的應(yīng)用，通過構(gòu)建完善的智能監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)與有效調(diào)控。該系統(tǒng)在硬件和軟件設(shè)計(jì)上相互配合，經(jīng)過嚴(yán)格測(cè)試驗(yàn)證，具備良好的性能和可靠性。這不僅為養(yǎng)戶減輕了工作強(qiáng)度，提供了共作環(huán)境數(shù)據(jù)可視化的便利，還為進(jìn)一步提高黑斑蛙的產(chǎn)量和品質(zhì)提供了有力支持，為稻蛙共作產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展注入了新的活力。
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