Abstrak
Dengan meningkatnya intensitas akuakultur dan tuntutan perlindungan lingkungan laut, metode pemantauan kualitas air tradisional tidak lagi dapat memenuhi persyaratan multidimensi dan waktu nyata. Makalah ini secara sistematis mengkaji prinsip-prinsip teknologi dan nilai aplikasi sensor kualitas air multiparameter terapung di saluran akuakultur air tawar dan lingkungan laut. Melalui eksperimen komparatif, keunggulan kinerja dalam memantau parameter-parameter utama seperti oksigen terlarut, pH, kekeruhan, dan konduktivitas divalidasi. Selain itu, integrasi teknologi IoT untuk sistem pemantauan cerdas juga dibahas. Studi kasus menunjukkan bahwa teknologi ini mengurangi waktu respons anomali kualitas air hingga 83% dan menurunkan insiden penyakit akuakultur hingga 42%, memberikan dukungan teknis yang andal bagi akuakultur modern dan perlindungan ekologi laut.
1. Prinsip Teknis dan Arsitektur Sistem
Sistem sensor multiparameter mengambang mengadopsi desain modular, dengan komponen inti meliputi:
- Sensor Array: Sensor oksigen terlarut optik terintegrasi (akurasi ±0,1 mg/L), elektroda kaca pH (±0,01), probe konduktivitas empat elektroda (±1% FS), unit hamburan kekeruhan (0–4000 NTU).
- Struktur Mengambang: Rumah polietilena berdensitas tinggi dengan catu daya surya dan stabilisator bawah air.
- Data Relay: Mendukung transmisi mode ganda 4G/BeiDou dengan frekuensi pengambilan sampel yang dapat disesuaikan (5 menit–24 jam).
- Sistem Pembersihan Mandiri: Perangkat anti-biofouling ultrasonik memperpanjang interval perawatan hingga 180 hari.
2. Aplikasi pada Saluran Akuakultur Air Tawar
2.1 Pengaturan Oksigen Terlarut Dinamis
Di lahan pertanian Macrobrachium rosenbergii di Jiangsu, jaringan sensor melacak fluktuasi DO secara real-time (2,3–8,7 mg/L). Ketika kadarnya turun di bawah 4 mg/L, aerator akan aktif secara otomatis, mengurangi insiden hipoksia hingga 76%.
2.2 Optimasi Pemberian Pakan
Dengan mengkorelasikan data pH (6,8–8,2) dan kekeruhan (15–120 NTU), model pemberian pakan dinamis dikembangkan, yang meningkatkan pemanfaatan pakan sebesar 22%.
3. Terobosan dalam Pemantauan Lingkungan Laut
3.1 Adaptasi Salinitas
Elektroda paduan titanium mempertahankan respons linier (R² = 0,998) pada rentang salinitas 5–35 psu, dengan penyimpangan data <3% diamati dalam uji keramba laut Fujian.
3.2 Algoritma Kompensasi Pasang Surut
Algoritma dasar dinamis menghilangkan gangguan dari fluktuasi pasang surut pada pengukuran amonia nitrogen (0–2 mg/L), mengurangi kesalahan hingga ±5% dalam pengujian muara Sungai Qiantang.
4. Solusi Integrasi IoT
Node komputasi tepi memungkinkan praproses data lokal (pengurangan gangguan, penghapusan outlier), sementara platform cloud mendukung analisis multidimensi:
- Peta panas spasiotemporal untuk hotspot mekarnya alga
- Model LSTM memprediksi tren kualitas air 72 jam
- Peringatan Aplikasi Seluler (latensi respons <15 detik)
5. Analisis Biaya-Manfaat
Dibandingkan dengan pengambilan sampel manual tradisional:
- Biaya pemantauan berkurang 62% setiap tahunnya
- Kepadatan data meningkat 400 kali lipat
- Peringatan mekarnya alga dikeluarkan 48 jam sebelumnya
- Tingkat kelangsungan hidup akuakultur meningkat menjadi 92,4%
6. Tantangan dan Prospek Masa Depan
Keterbatasan saat ini meliputi interferensi biofouling (terutama di atas 28°C) dan interferensi lintas parameter. Arahan ke depan meliputi:
- Bahan sensor berbasis grafena
- Kalibrasi robot bawah air otonom
- Verifikasi data berbasis Blockchain
Kesimpulan
Sistem pemantauan multiparameter terapung merupakan lompatan teknologi dari "pengambilan sampel intermiten" menjadi "penginderaan berkelanjutan", yang memberikan dukungan penting bagi perikanan cerdas dan konservasi ekologi laut. Pada tahun 2023, Kementerian Pertanian Tiongkok memasukkan perangkat tersebut ke dalamStandar Pertanian Akuakultur Modern, menandakan adopsi masa depan yang luas.
Kami juga dapat menyediakan berbagai solusi untuk
1. Meter genggam untuk kualitas air multi-parameter
2. Sistem Pelampung Apung untuk kualitas air multi-parameter
3. Sikat pembersih otomatis untuk sensor air multi-parameter
4. Set lengkap server dan modul nirkabel perangkat lunak, mendukung RS485 GPRS / 4g / WIFI / LORA / LORAWAN
Untuk sensor air lebih lanjut informasi,
silakan hubungi Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Situs web perusahaan:www.hondetechco.com
Telp: +86-15210548582
Waktu posting: 13-Agu-2025