1T/GXDSL208—2025智慧水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與應(yīng)用指南隨著現(xiàn)代信息技術(shù)與水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的深度融合，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正成為推動水產(chǎn)養(yǎng)殖向智能化、精準(zhǔn)化、綠色化轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵驅(qū)動力。智慧水產(chǎn)養(yǎng)殖通過部署物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備，實現(xiàn)對養(yǎng)殖環(huán)境、生物行為、設(shè)施狀態(tài)的實時監(jiān)測與智能調(diào)控，對于提升養(yǎng)殖效率、保障水產(chǎn)品安全、降低養(yǎng)殖風(fēng)險、保護(hù)水域生態(tài)環(huán)境具有重要意義。然而，當(dāng)前智慧水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)普遍存在數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)不一、傳感器兼容性差、數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊、數(shù)據(jù)價值挖掘不足等問題，制約了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在養(yǎng)殖生產(chǎn)中的規(guī)模化應(yīng)用與效益發(fā)揮。為規(guī)范智慧水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理與應(yīng)用，提高系統(tǒng)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化水平與數(shù)據(jù)利用效能，特制定本指南。本指南基于我國主要水產(chǎn)養(yǎng)殖模式和技術(shù)現(xiàn)狀，參考國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與實踐經(jīng)驗，對物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的總體架構(gòu)、感知設(shè)備選型與部署、數(shù)據(jù)采集內(nèi)容與頻率、通信與傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、平臺功能與應(yīng)用模式等方面提出系統(tǒng)性技術(shù)要求，旨在為智慧水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)維和數(shù)據(jù)應(yīng)用提供科學(xué)指導(dǎo)。本指南由廣西產(chǎn)學(xué)研科學(xué)研究院聯(lián)合水產(chǎn)技術(shù)推廣機(jī)構(gòu)、物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)及科研院所共同研制。2范圍本指南規(guī)定了智慧水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、管理及應(yīng)用等方面的技術(shù)要求與操作指導(dǎo)。本指南適用于池塘養(yǎng)殖、工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖、網(wǎng)箱養(yǎng)殖、稻漁綜合種養(yǎng)等模式下，涉及水質(zhì)監(jiān)測、氣象監(jiān)測、養(yǎng)殖生物監(jiān)測、設(shè)施設(shè)備監(jiān)控、視頻監(jiān)控等應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃、建設(shè)與數(shù)據(jù)開發(fā)利用。其他相關(guān)水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可參照執(zhí)行。3規(guī)范性引用文件下列文件對于本指南的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本指南。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本指南。GB/T33745-2017物聯(lián)網(wǎng)術(shù)語GB/T20524-2018農(nóng)林小氣候觀測儀GB/T38869-2020智慧農(nóng)業(yè)大棚溫室監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求（部分技術(shù)參考）GB11607-1989漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)SC/T9101-2007淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求（水質(zhì)參數(shù)參考）NY5051-2001無公害食品淡水養(yǎng)殖用水水質(zhì)HJ/T96-2003pH水質(zhì)自動分析儀技術(shù)要求HJ/T101-2003氨氮水質(zhì)自動分析儀技術(shù)要求GB/T36478.2-2019物聯(lián)網(wǎng)信息交換和共享第2部分：數(shù)據(jù)格式NY/T3667-2020農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)平臺接入技術(shù)要求2T/GXDSL208—20254術(shù)語和定義智慧水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)：指基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過部署在水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中的各類智能感知設(shè)備，按約定協(xié)議采集養(yǎng)殖對象、環(huán)境、裝備等信息，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至管理平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯聚、智能分析、遠(yuǎn)程控制與輔助決策的綜合系統(tǒng)。水質(zhì)多參數(shù)傳感器：指集成多個水質(zhì)參數(shù)（如溶解氧、溫度、pH、氨氮等）測量探頭于一體，可同時或分時測量并輸出數(shù)據(jù)的傳感器設(shè)備。數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)：指部署在養(yǎng)殖現(xiàn)場，集成傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊及供電單元，負(fù)責(zé)特定點(diǎn)位數(shù)據(jù)采集與上傳的現(xiàn)場設(shè)備單元。數(shù)據(jù)采集頻率：指單位時間內(nèi)對某一參數(shù)進(jìn)行采集的次數(shù)，通常以次/秒、次/分鐘、次/小時表示。數(shù)據(jù)完整率：指在規(guī)定的時間周期內(nèi)，實際采集到的有效數(shù)據(jù)條數(shù)與應(yīng)采集數(shù)據(jù)總條數(shù)的百分比。養(yǎng)殖模型：指基于水產(chǎn)養(yǎng)殖生物學(xué)、生態(tài)學(xué)及工程學(xué)原理，建立的用于描述養(yǎng)殖生物生長、預(yù)測產(chǎn)量、評估環(huán)境影響或優(yōu)化管理措施的數(shù)學(xué)或知識模型。5系統(tǒng)總體架構(gòu)與建設(shè)原則智慧水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)宜采用分層架構(gòu)設(shè)計，包括感知層、傳輸層、平臺層和應(yīng)用層。感知層由各類傳感器、攝像頭、控制器等現(xiàn)場設(shè)備構(gòu)成，負(fù)責(zé)原始數(shù)據(jù)采集和控制指令執(zhí)行。傳輸層通過有線或無線通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)感知層與平臺層之間的可靠數(shù)據(jù)雙向傳輸。平臺層是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)樞紐與計算中心，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收、解析、存儲、處理、分析與管理。應(yīng)用層基于平臺層的數(shù)據(jù)與功能，面向養(yǎng)殖管理者、技術(shù)人員等提供環(huán)境監(jiān)控、智能告警、設(shè)備控制、統(tǒng)計分析、決策支持等具體服務(wù)。系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)遵循可靠性、實用性、開放性、安全性及可擴(kuò)展性原則。應(yīng)確保在高溫高濕、鹽霧腐蝕等惡劣養(yǎng)殖環(huán)境下設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，平均無故障工作時間（MTBF）不低于8000小時。應(yīng)優(yōu)先選用技術(shù)成熟、兼容性好的設(shè)備與通信協(xié)議，保障不同廠商設(shè)備與平臺的互聯(lián)互通。系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)符合網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)相關(guān)要求，保障數(shù)據(jù)安全與隱私。6感知層數(shù)據(jù)采集技術(shù)要求感知層是數(shù)據(jù)源頭，其核心是科學(xué)選型與合理部署各類傳感器。水質(zhì)監(jiān)測參數(shù)至少應(yīng)涵蓋溶解氧（DO）、溫度（T）、酸堿度（pH）、氧化還原電位（ORP）、氨氮（NH?-N）、濁度等關(guān)鍵指標(biāo)。溶解氧傳感器測量范圍應(yīng)為0-20mg/L，精度不低于±0.2mg/L（在0-10mg/L范圍內(nèi)），響應(yīng)時間（T90）不超過45秒。溫度傳感器測量范圍應(yīng)為-5℃至50℃,精度不低于±0.2℃。pH傳感器測量范圍應(yīng)為2-12pH，精度不低于±0.1pH。氨氮傳感器（離子選擇電極法或光學(xué)法）測量范圍應(yīng)為0-10mg/L，精度不低于±0.2mg/L。傳感器應(yīng)具備抗生物附著能力（如機(jī)械刷清潔、電解清潔或防污涂層），防護(hù)等級不低于IP68，適合長期水下工作。傳感器校準(zhǔn)周期應(yīng)根據(jù)使用頻率和水質(zhì)情況確定，建議溶解氧、pH、氨氮傳感器每1-2個月進(jìn)行一次現(xiàn)場校準(zhǔn)或核查。T/GXDSL208—20253氣象環(huán)境監(jiān)測可包括空氣溫濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、光照強(qiáng)度、降雨量等參數(shù)?？諝鉁貪穸葌鞲衅骶葢?yīng)分別不低于±0.5℃和±3%RH。光照傳感器測量范圍應(yīng)為0-200000Lux，精度不低于±5%。氣象站應(yīng)部署在養(yǎng)殖區(qū)域開闊處，遠(yuǎn)離高大建筑物或樹木遮擋。養(yǎng)殖生物監(jiān)測可采用水下攝像機(jī)、聲吶、特定傳感器（如魚類活動監(jiān)測傳感器）等手段，用于觀察魚類攝食行為、評估生物量、監(jiān)測異?；顒樱ㄈ绺☆^）。視頻監(jiān)控攝像頭分辨率應(yīng)不低于200萬像素，具備夜視功能，關(guān)鍵區(qū)域視頻存儲時間不少于30天。設(shè)施設(shè)備監(jiān)控應(yīng)涵蓋增氧機(jī)、水泵、投餌機(jī)、進(jìn)排水閘閥等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)（啟/停）、電流、電壓、功耗等參數(shù)，可通過電流互感器、狀態(tài)繼電器等裝置采集。傳感器部署點(diǎn)位與密度應(yīng)具有代表性。對于池塘養(yǎng)殖，每5-10畝水面至少應(yīng)設(shè)置一個多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)位于水深1.5米左右（約離池底0.5米處），并避開進(jìn)排水口、增氧機(jī)正下方等水流劇烈擾動區(qū)域。對于工廠化養(yǎng)殖車間，應(yīng)在每個養(yǎng)殖池或代表性養(yǎng)殖池的排水口附近設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)。網(wǎng)箱養(yǎng)殖可在網(wǎng)箱內(nèi)中部設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)。數(shù)據(jù)采集頻率應(yīng)根據(jù)參數(shù)特性和管理需求設(shè)定：溶解氧、溫度等關(guān)鍵參數(shù)宜每5-10分鐘采集一次；pH、氨氮等參數(shù)可每15-30分鐘采集一次；氣象參數(shù)可每5-10分鐘采集一次；設(shè)備狀態(tài)可每1-5分鐘采集一次或變化時上報；視頻數(shù)據(jù)可連續(xù)采集或按預(yù)設(shè)事件觸發(fā)采集。7數(shù)據(jù)傳輸與通信技術(shù)要求傳輸層應(yīng)確保數(shù)據(jù)從感知層到平臺層的穩(wěn)定、安全、高效傳輸。通信方式可根據(jù)現(xiàn)場條件選擇有線（如RS-485、以太網(wǎng)）或無線方式。無線通信技術(shù)包括LoRa、ZigBee、NB-IoT、4G/5G等。對于大面積池塘、水庫等布線困難的場景，推薦采用LoRa或NB-IoT等低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）技術(shù)，其通信距離可達(dá)數(shù)公里，節(jié)點(diǎn)功耗低。工廠化車間等環(huán)境可采用Wi-Fi或ZigBee組建局部網(wǎng)絡(luò)。傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)保證信號覆蓋無盲區(qū)，關(guān)鍵水質(zhì)數(shù)據(jù)上傳成功率不低于99%。數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議應(yīng)采用開放標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。感知層設(shè)備（數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)）與平臺之間，推薦采用MQTT協(xié)議（版本3.1.1或5.0）作為應(yīng)用層協(xié)議，其輕量、異步的特性適合物聯(lián)網(wǎng)場景。數(shù)據(jù)包應(yīng)采用JSON格式封裝，內(nèi)容至少包含設(shè)備唯一標(biāo)識碼、采集時間戳（ISO8601格式，精確到秒）、各參數(shù)代碼及數(shù)值、數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)識。通信模塊應(yīng)支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳和本地數(shù)據(jù)緩存（容量不低于10000條記錄在網(wǎng)絡(luò)中斷恢復(fù)后能自動補(bǔ)傳數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)應(yīng)具備心跳機(jī)制，定期（如每5分鐘）向平臺發(fā)送狀態(tài)信息，若平臺連續(xù)30分鐘未收到心跳，應(yīng)判定該節(jié)點(diǎn)離線并告警。8平臺層數(shù)據(jù)管理與處理技術(shù)要求平臺層是系統(tǒng)的“大腦”，應(yīng)具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)接入、處理、存儲與應(yīng)用支撐能力。數(shù)據(jù)接入服務(wù)應(yīng)支持多協(xié)議適配，能夠并發(fā)接入成百上千個數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)上傳的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)入庫延遲應(yīng)小于3秒。數(shù)據(jù)存儲應(yīng)采用時序數(shù)據(jù)庫與關(guān)系數(shù)據(jù)庫相結(jié)合的方式。原始高頻采樣數(shù)據(jù)（如每分鐘級）可存入時序數(shù)據(jù)庫（如InfluxDB、TDengine），用于歷史趨勢分析；統(tǒng)計匯總數(shù)據(jù)、事件日志、設(shè)備信息等可存入關(guān)系數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)存儲周期應(yīng)滿足生產(chǎn)分析與追溯需求，原始采樣數(shù)據(jù)存儲時間不少于1年，關(guān)鍵統(tǒng)計數(shù)據(jù)長期保存。數(shù)據(jù)質(zhì)量控制是保障數(shù)據(jù)可用性的關(guān)鍵。平臺應(yīng)建立數(shù)據(jù)質(zhì)量控制規(guī)則，包括：范圍合理性檢查（如溶解氧值在0-20mg/L之外則標(biāo)記異常）、突變檢查（如相鄰兩次溶解氧值變化超過2mg/L則需復(fù)核）、T/GXDSL208—20254時間連續(xù)性檢查、設(shè)備狀態(tài)關(guān)聯(lián)檢查（如增氧機(jī)開啟時溶解氧異常低則報警）等。對于無效或缺失數(shù)據(jù)，應(yīng)進(jìn)行標(biāo)注。系統(tǒng)整體數(shù)據(jù)完整率應(yīng)不低于95%。應(yīng)建立傳感器故障診斷與預(yù)警機(jī)制，如根據(jù)傳感器輸出信號穩(wěn)定性、校準(zhǔn)歷史等進(jìn)行健康度評估。數(shù)據(jù)處理與分析功能包括：實時數(shù)據(jù)可視化（動態(tài)曲線、儀表盤）、歷史數(shù)據(jù)查詢與導(dǎo)出、多參數(shù)關(guān)聯(lián)分析、統(tǒng)計報表生成（日、周、月報）。核心是基于閾值的智能告警功能。平臺應(yīng)允許用戶為不同養(yǎng)殖品種、不同生長階段靈活設(shè)置各項參數(shù)的預(yù)警閾值和報警閾值（可設(shè)置多級）。例如，淡水魚類養(yǎng)殖溶解氧預(yù)警閾值可設(shè)為4mg/L，報警閾值設(shè)為3mg/L；pH預(yù)警閾值可設(shè)為6.5和8.5。當(dāng)數(shù)據(jù)超限時，系統(tǒng)應(yīng)通過平臺界面、手機(jī)APP、短信、語音電話等多種方式，在1分鐘內(nèi)將告警信息推送至相關(guān)責(zé)任人。平臺應(yīng)支持簡單的數(shù)據(jù)分析模型，如溶解氧晝夜變化分析、飼料投喂效果關(guān)聯(lián)分析等。鼓勵平臺提供接口，支持與專業(yè)的養(yǎng)殖模型、病害預(yù)測模型、決策支持系統(tǒng)進(jìn)行集成。9數(shù)據(jù)應(yīng)用與服務(wù)模式應(yīng)用層直接面向用戶，提供具體的數(shù)據(jù)服務(wù)。環(huán)境實時監(jiān)控與智能調(diào)控是基礎(chǔ)應(yīng)用。用戶可通過電腦或手機(jī)遠(yuǎn)程實時查看各監(jiān)測點(diǎn)水質(zhì)、氣象、視頻畫面。系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則或模型分析結(jié)果，自動或經(jīng)人工確認(rèn)后，遠(yuǎn)程控制增氧機(jī)、水泵、投餌機(jī)等設(shè)備的啟停。例如，當(dāng)溶解氧低于設(shè)定閾值時自動開啟增氧機(jī)，達(dá)到上限后自動關(guān)閉，實現(xiàn)精準(zhǔn)增氧，節(jié)能降耗。養(yǎng)殖過程精細(xì)化管理系統(tǒng)基于積累的數(shù)據(jù)，可形成養(yǎng)殖日志電子檔案，記錄包括苗種放養(yǎng)、飼料投喂、用藥、水質(zhì)調(diào)控、捕撈等關(guān)鍵農(nóng)事操作，并與對應(yīng)的環(huán)境數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程可追溯。系統(tǒng)可自動生成生產(chǎn)報表，輔助成本核算與效益分析。疾病預(yù)警與輔助診斷系統(tǒng)可通過分析水質(zhì)參數(shù)的異常波動（如氨氮持續(xù)升高、pH急劇下降）結(jié)合視頻觀察到的魚類異常行為，提供疾病發(fā)生風(fēng)險的早期預(yù)警?？杉杉膊≈R庫，輔助技術(shù)人員進(jìn)行診斷。養(yǎng)殖模型與決策支持是高級應(yīng)用。通過集成生長預(yù)測模型，可結(jié)合實時水溫、投喂量等數(shù)據(jù)預(yù)測上市時間與產(chǎn)量。通過集成水質(zhì)預(yù)測模型，可預(yù)測未來幾小時溶解氧變化趨勢，提前采取調(diào)控措施。飼料投喂決策支持可根據(jù)魚類生長階段、水溫、溶解氧及歷史攝食情況，推薦優(yōu)化的投喂量與投喂時機(jī)。公共信息服務(wù)模式適用于大型養(yǎng)殖園區(qū)或合作社。可建立區(qū)域級智慧養(yǎng)殖云平臺，匯聚多個養(yǎng)殖場戶的數(shù)據(jù)，提供橫向?qū)Ρ确治?、技術(shù)指導(dǎo)、病害流行預(yù)警、市場信息等公共服務(wù)，促進(jìn)區(qū)域產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。10系統(tǒng)實施、運(yùn)維與安全要求系統(tǒng)實施前應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)需求調(diào)研與方案設(shè)計，明確監(jiān)測目標(biāo)、布點(diǎn)方案、設(shè)備選型、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和平臺功能。設(shè)備安裝應(yīng)規(guī)范，水下傳感器安裝牢固，防止被生物破壞或漁網(wǎng)掛碰；做好電纜防護(hù)和接頭防水處理。系統(tǒng)建成后應(yīng)進(jìn)行不少于15天的試運(yùn)行，全面測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、報警功能和控制功能。應(yīng)對傳感器進(jìn)行現(xiàn)場比對校準(zhǔn)。驗收時，數(shù)據(jù)采集完整率、準(zhǔn)確度、系統(tǒng)可用性、報警響應(yīng)時間等指標(biāo)應(yīng)達(dá)到設(shè)計要求。T/GXDSL208—20255日常運(yùn)維應(yīng)建立制度，包括：定期（如每周）巡查現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、清潔傳感器探頭（特別是光學(xué)傳感器窗口）、檢查供電與通信線路；按照規(guī)程定期校準(zhǔn)傳感器；監(jiān)控平臺運(yùn)行狀態(tài)，備份系統(tǒng)數(shù)據(jù)；分析告警信息并及時處置。應(yīng)建立完整的系統(tǒng)技術(shù)檔案，包括設(shè)計文檔、設(shè)備清單、布線圖、操作手冊、運(yùn)維記錄、校準(zhǔn)記錄等。系統(tǒng)安全應(yīng)滿足網(wǎng)絡(luò)安全要