Nghiên cứu điển hình về ứng dụng cảm biến oxy hòa tan chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản Đông Nam Á

Việc ứng dụng cảm biến oxy hòa tan (DO) chất lượng nước là một ví dụ điển hình và thành công về công nghệ IoT trong nuôi trồng thủy sản ở Đông Nam Á. Oxy hòa tan là một trong những thông số chất lượng nước quan trọng nhất, ảnh hưởng trực tiếp đến tỷ lệ sống, tốc độ tăng trưởng và sức khỏe của các loài thủy sản nuôi.

Các phần sau đây trình bày chi tiết ứng dụng của chúng thông qua nhiều nghiên cứu tình huống và kịch bản khác nhau.

1. Phân tích trường hợp điển hình: Một trang trại nuôi tôm quy mô lớn ở Việt Nam

Lý lịch:
Việt Nam là một trong những nước xuất khẩu tôm lớn nhất Đông Nam Á. Một trại nuôi tôm thẻ chân trắng thâm canh quy mô lớn ở Đồng bằng sông Cửu Long đang phải đối mặt với tỷ lệ tử vong cao do quản lý oxy hòa tan kém. Theo truyền thống, công nhân phải đo thủ công các thông số nhiều lần trong ngày bằng thuyền đến từng ao, dẫn đến dữ liệu không liên tục và không thể phản ứng kịp thời với tình trạng thiếu oxy do điều kiện ban đêm hoặc thay đổi thời tiết đột ngột.

Giải pháp:
Trang trại đã triển khai hệ thống giám sát chất lượng nước thông minh dựa trên IoT, với cảm biến oxy hòa tan trực tuyến làm cốt lõi.

1. Triển khai: Một hoặc hai cảm biến DO được lắp đặt trong mỗi ao, đặt ở độ sâu khoảng 1-1,5 mét (lớp nước chính cho hoạt động của tôm) bằng phao hoặc sào cố định.
2. Truyền dữ liệu: Các cảm biến truyền dữ liệu DO và nhiệt độ nước theo thời gian thực tới nền tảng đám mây thông qua mạng không dây (ví dụ: LoRaWAN, 4G/5G).
3. Kiểm soát thông minh: Hệ thống được tích hợp với hệ thống sục khí của ao. Ngưỡng an toàn cho DO đã được thiết lập (ví dụ: giới hạn dưới: 4 mg/L, giới hạn trên: 7 mg/L).
4. Cảnh báo và Quản lý:
   • Kiểm soát tự động: Khi DO giảm xuống dưới 4 mg/L, hệ thống tự động bật máy sục khí; khi DO tăng trên 7 mg/L, hệ thống sẽ tắt máy, giúp sục khí chính xác và tiết kiệm chi phí điện.
   • Báo động từ xa: Hệ thống gửi cảnh báo qua tin nhắn SMS hoặc thông báo ứng dụng tới người quản lý trang trại và kỹ thuật viên nếu dữ liệu bất thường (ví dụ: giảm liên tục hoặc giảm đột ngột).
   • Phân tích dữ liệu: Nền tảng đám mây ghi lại dữ liệu lịch sử, giúp phân tích các mẫu DO (ví dụ: mức tiêu thụ hàng đêm, những thay đổi sau khi cho ăn) để tối ưu hóa các chiến lược cho ăn và quy trình quản lý.

Kết quả:

• Giảm thiểu rủi ro: Gần như loại bỏ được tình trạng chết hàng loạt (“trôi nổi”) do tình trạng thiếu oxy đột ngột, cải thiện đáng kể tỷ lệ thành công trong nuôi trồng.
• Tiết kiệm chi phí: Sục khí chính xác giúp giảm thời gian hoạt động không tải của máy sục khí, giúp tiết kiệm khoảng 30% hóa đơn tiền điện.
• Nâng cao hiệu quả: Người quản lý không còn cần phải kiểm tra thủ công thường xuyên nữa mà có thể theo dõi tất cả các ao thông qua điện thoại thông minh, giúp nâng cao đáng kể hiệu quả quản lý.
• Tăng trưởng tối ưu: Môi trường DO ổn định thúc đẩy tôm tăng trưởng đồng đều, cải thiện sản lượng và kích thước cuối cùng.

2. Các kịch bản ứng dụng ở các nước Đông Nam Á khác

1. Thái Lan: Nuôi cá mú/cá chẽm trong lồng
   • Thách thức: Nuôi lồng ở vùng nước mở chịu ảnh hưởng rất lớn của thủy triều và sóng, dẫn đến chất lượng nước thay đổi nhanh chóng. Các loài có mật độ nuôi cao như cá mú cực kỳ nhạy cảm với tình trạng thiếu oxy.
   • Ứng dụng: Cảm biến DO chống ăn mòn được lắp đặt trong lồng cho phép giám sát theo thời gian thực. Cảnh báo sẽ được kích hoạt nếu DO giảm do tảo nở hoa hoặc thay nước kém, cho phép người nuôi kích hoạt máy sục khí dưới nước hoặc di dời lồng để tránh thiệt hại kinh tế đáng kể.
2. Indonesia: Ao nuôi đa canh tổng hợp
   • Thách thức: Trong các hệ thống nuôi ghép (ví dụ như cá, tôm, cua), tải lượng sinh học cao, mức tiêu thụ oxy đáng kể và các loài khác nhau có nhu cầu DO khác nhau.
   • Ứng dụng: Cảm biến theo dõi các điểm chính, giúp nông dân hiểu rõ mô hình tiêu thụ oxy của toàn bộ hệ sinh thái. Điều này dẫn đến các quyết định khoa học hơn về lượng thức ăn và thời gian sục khí, đảm bảo môi trường tốt cho tất cả các loài.
3. Malaysia: Trang trại nuôi cá cảnh
   • Thách thức: Cá cảnh giá trị cao như cá rồng và cá Koi có yêu cầu chất lượng nước cực kỳ nghiêm ngặt. Thiếu oxy nhẹ có thể ảnh hưởng đến màu sắc và tình trạng của chúng, làm giảm đáng kể giá trị của chúng.
   • Ứng dụng: Cảm biến DO độ chính xác cao được sử dụng trong các bể bê tông nhỏ hoặc Hệ thống Nuôi trồng Thủy sản Tuần hoàn (RAS) trong nhà. Chúng được tích hợp với hệ thống phun oxy tinh khiết để duy trì DO ở mức tối ưu và ổn định, đảm bảo chất lượng và sức khỏe của cá cảnh.

3. Tóm tắt giá trị cốt lõi do ứng dụng cung cấp

4. Thách thức và xu hướng tương lai

Mặc dù được ứng dụng rộng rãi nhưng vẫn còn một số thách thức:

• Chi phí đầu tư ban đầu: Một hệ thống IoT hoàn chỉnh vẫn là khoản chi phí đáng kể đối với những hộ nông dân nhỏ lẻ.
• Bảo trì cảm biến: Cảm biến cần được vệ sinh thường xuyên (để ngăn ngừa bám bẩn sinh học) và hiệu chuẩn, đòi hỏi người dùng phải có trình độ kỹ thuật nhất định.
• Phạm vi phủ sóng mạng: Tín hiệu mạng có thể không ổn định ở một số vùng nông nghiệp xa xôi.

Xu hướng tương lai:

1. Chi phí cảm biến giảm và sự phát triển của công nghệ: Giá cả sẽ trở nên phải chăng hơn nhờ những tiến bộ công nghệ và quy mô kinh tế.
2. Đầu dò tích hợp đa thông số: Tích hợp các cảm biến DO, pH, nhiệt độ, amoniac, độ mặn, v.v. vào một đầu dò duy nhất để cung cấp hồ sơ chất lượng nước toàn diện.
3. Phân tích AI và Dữ liệu lớn: Kết hợp trí tuệ nhân tạo không chỉ để cảnh báo mà còn để dự đoán xu hướng chất lượng nước và cung cấp lời khuyên quản lý thông minh (ví dụ: sục khí dự đoán).
4. Mô hình “Cảm biến dưới dạng dịch vụ”: Sự xuất hiện của các nhà cung cấp dịch vụ, nơi nông dân trả phí dịch vụ thay vì mua phần cứng, trong khi nhà cung cấp xử lý việc bảo trì và phân tích dữ liệu.
5. Chúng tôi cũng có thể cung cấp nhiều giải pháp khác nhau cho

   1. Máy đo cầm tay đo chất lượng nước đa thông số

   2. Hệ thống phao nổi cho chất lượng nước đa thông số

   3. Bàn chải làm sạch tự động cho cảm biến nước đa thông số

   4. Bộ máy chủ và mô-đun không dây phần mềm hoàn chỉnh, hỗ trợ RS485 GPRS / 4g / WIFI / LORA / LORAWAN

   Để biết thêm cảm biến nước thông tin,

   Vui lòng liên hệ với Công ty TNHH Công nghệ Honde.

   Email: info@hondetech.com

   Trang web của công ty:www.hondetechco.com

   Điện thoại: +86-15210548582