海洋牧場(chǎng)環(huán)境信息綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

邢旭峰,王剛,李明智,陳勇,田濤

(1.廣東海洋大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院,廣東湛江524088;2.大連海洋大學(xué)科技處,遼寧大連116023;2.大連海洋大學(xué)航海與船舶工程學(xué)院,遼寧大連116023;4.大連海洋大學(xué)海洋科技與環(huán)境學(xué)院,遼寧大連116023)

海洋牧場(chǎng)環(huán)境信息綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

邢旭峰1,王剛2,李明智3,陳勇4,田濤4

(1.廣東海洋大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院,廣東湛江524088;2.大連海洋大學(xué)科技處,遼寧大連116023;2.大連海洋大學(xué)航海與船舶工程學(xué)院,遼寧大連116023;4.大連海洋大學(xué)海洋科技與環(huán)境學(xué)院,遼寧大連116023)

為實(shí)時(shí)掌握海洋牧場(chǎng)環(huán)境參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化和養(yǎng)殖生物的活動(dòng)狀態(tài),采用海洋環(huán)境因子及水下影像采集和傳輸技術(shù),以自制浮標(biāo)平臺(tái)為載體,在有效解決多路傳感器數(shù)據(jù)并行采集及遠(yuǎn)程傳輸、水下攝像頭承載裝置的防水密封、水下影像數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上,研發(fā)了海水養(yǎng)殖環(huán)境信息綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。結(jié)果表明:該系統(tǒng)同時(shí)調(diào)用多個(gè)串口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,能保證在一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上多參數(shù)水質(zhì)數(shù)據(jù)的及時(shí)采集和準(zhǔn)確性;采用丁腈橡膠材料構(gòu)成的壓緊螺母式電纜密封裝置能有效防止海水的滲漏和腐蝕;解碼板的分辨率設(shè)置為QCIF或者CIF模式,最大碼率設(shè)置為120 kbps,幀率設(shè)置為8～15時(shí),圖像的流暢和清晰度較為適中。研究表明,該系統(tǒng)可用于海洋牧場(chǎng)水環(huán)境因子監(jiān)測(cè)和水下養(yǎng)殖生物實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

海洋牧場(chǎng);浮標(biāo)平臺(tái);數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳;海洋環(huán)境信息;影像信息

1 總體設(shè)計(jì)與基本工作原理

1.1 總體設(shè)計(jì)

海洋牧場(chǎng)環(huán)境信息綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由一個(gè)浮標(biāo)平臺(tái)上搭載的兩套子系統(tǒng)組成,一套用于養(yǎng)殖環(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),另一套用于水下生物實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)參數(shù)實(shí)時(shí)獲取和水下影像觀(guān)測(cè),獲取更加完整的海洋環(huán)境和水下生物信息。整套系統(tǒng)主要包括:浮標(biāo)平臺(tái)、水質(zhì)參數(shù)探測(cè)儀器組、水下攝像裝置、數(shù)據(jù)傳送模塊、影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、數(shù)據(jù)接收存儲(chǔ)服務(wù)器、WEB服務(wù)器等,系統(tǒng)總體構(gòu)成見(jiàn)圖1。

圖1 海洋牧場(chǎng)環(huán)境信息綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體構(gòu)成示意圖Fig.1 Illustration of a comprehensive monitoring system on enviromental information in sea ranching

1.2 基本工作原理

1.2.1 海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境因子實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)整個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示,由3大模塊組成: (1)數(shù)據(jù)采集傳輸模塊; (2)數(shù)據(jù)接收與存儲(chǔ)模塊;(3)數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)模塊。其基本工作原理為:以浮標(biāo)平臺(tái)為載體,對(duì)海水溫度、鹽度、濁度、葉綠素、pH和風(fēng)速風(fēng)向等海洋牧場(chǎng)綜合環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,然后利用DTU(data transfer unit)把采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳送到指定的服務(wù)器上。通過(guò)數(shù)據(jù)接收與存儲(chǔ)模塊,接收遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集傳送模塊發(fā)送的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)分析整理后,將這些數(shù)據(jù)保存在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中。

1.2.2 水下生物實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng) 整個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成如圖3所示,該子系統(tǒng)主要由水下影像采集傳輸模塊、影像轉(zhuǎn)發(fā)控制模塊和訪(fǎng)問(wèn)模塊組成。其基本工作原理為:水下攝像裝置通過(guò)3G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)絡(luò)將影像數(shù)據(jù)發(fā)送至影像轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器,用戶(hù)通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)影像轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器,即可獲取遠(yuǎn)程水下影像,并遠(yuǎn)程控制水下攝像頭的運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制攝像頭的變焦、光圈和云臺(tái)運(yùn)動(dòng)。水下攝像裝置自帶儲(chǔ)存模塊,可定時(shí)錄制水下影像,并可按要求將影像資料通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)上傳至用戶(hù)指定的FTP服務(wù)器中。

圖2 海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境因子實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)Fig.2 Real time monitoring system of mariculture environment factors

圖3 水下生物視頻監(jiān)控系統(tǒng)示意圖Fig.3 Diagrammatic sketch of a underwater video monitoring system

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

2.1 水質(zhì)數(shù)據(jù)采集裝置

由于水質(zhì)數(shù)據(jù)采集裝置需要長(zhǎng)時(shí)間在海上運(yùn)行,運(yùn)行環(huán)境高鹽、高濕,溫差較大,因此,要求數(shù)據(jù)采集裝置能夠抵抗惡劣環(huán)境,低功耗且運(yùn)行穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)對(duì)比測(cè)試,選擇了MOXA UC-7400嵌入式工業(yè)計(jì)算機(jī)作為數(shù)據(jù)采集裝置,該設(shè)備具備8個(gè)RS-232/422/48串口,可以連接多個(gè)水質(zhì)探頭,以實(shí)現(xiàn)多路傳感器數(shù)據(jù)并行采集。

程序流程如下:(1)各類(lèi)傳感器、DTU等設(shè)備平時(shí)處于掉電休眠狀態(tài),按設(shè)置的時(shí)間周期激活傳感器工作;(2)為清除水下傳感器探頭附著物,保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,采集數(shù)據(jù)前向各水下傳感器發(fā)送一次自潔命令,傳感器探頭會(huì)執(zhí)行一次自潔動(dòng)作,并回傳一個(gè)自潔裝置的狀態(tài)參數(shù);(3)向各傳感器發(fā)送讀取數(shù)據(jù)指令,并接收傳感器回傳的數(shù)據(jù);(4)將各傳感器的自潔狀態(tài)參數(shù)和回傳的數(shù)據(jù)打包,發(fā)送到DTU模塊;(5)DTU在通電后,向遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心發(fā)出上線(xiàn)申請(qǐng),并建立數(shù)據(jù)鏈路,DTU將數(shù)據(jù)包通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心并保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中;(6)將各類(lèi)傳感器斷電休眠,開(kāi)啟下一次讀取周期的計(jì)時(shí),待到下一周期時(shí)再次開(kāi)啟上述過(guò)程。傳送至數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)包含了環(huán)境因子數(shù)據(jù)及各傳感器的工作狀態(tài)數(shù)據(jù),這樣在獲取數(shù)據(jù)的同時(shí),能夠掌握傳感器的工作狀態(tài)。多串口數(shù)據(jù)并行采集系統(tǒng)流程如圖4所示。

圖4 多串口數(shù)據(jù)并行采集系統(tǒng)流程圖Fig.4 Flowing chart of a multi port data acquisition system

2.2 水下攝像裝置

在攝像頭選擇方面,由于水下光照強(qiáng)度較弱,攝像頭對(duì)光線(xiàn)的敏感度有較高的要求。本系統(tǒng)中水下攝像裝置中攝像頭采用 Sony 1/4"Exview HAD CCD,該攝像頭最低照度為0.7 lx,黑白照度最低可達(dá)0.001 lx,在水質(zhì)較清澈的區(qū)域,正常日光未加補(bǔ)光燈的情況下,也能取得較好的效果。攝像頭采用12V直流供電,可直接用蓄電池供電,不需要額外做電路的改動(dòng)。

攝像頭水下密封裝置。水下攝像裝置的頭部和尾部均需要密封。對(duì)于水下攝像裝置頭部密封,可利用 “O”型圈密封方式。其原理是在擰緊螺栓時(shí),“O”型圈受到壓力并對(duì)接觸面產(chǎn)生壓力,當(dāng)密封腔充入液體后,在液體壓力的作用下, “O”型圈發(fā)生位移,且與凹槽擠壓發(fā)生型變,封閉了密封間隙,從而實(shí)現(xiàn)無(wú)泄漏密封。

水下攝像裝置尾部需與蓄電池連接,故連接線(xiàn)需從外殼引出,引出線(xiàn)與外殼處的防水密封不同于只加 “O”型密封圈的靜密封,其結(jié)構(gòu)比靜密封更加復(fù)雜,因?yàn)橐鼍€(xiàn)可伸向任何方向。為此,本系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了一種安全可靠的尾部密封裝置——壓緊螺母式電纜密封裝置,其結(jié)構(gòu)主要由組合式密封圈、外螺紋螺栓、內(nèi)螺紋螺帽等組成。安裝時(shí)將電纜穿過(guò)組合式密封圈 (材質(zhì)為丁腈橡膠材料),并將密封圈放入螺栓密封槽中,其槽邊倒角為10°～20°,通過(guò)螺帽壓緊密封圈。

2.3 解碼板參數(shù)設(shè)置

由于目前國(guó)內(nèi)WCDMA業(yè)務(wù)不對(duì)一般用戶(hù)提供固定IP地址服務(wù),因此,使用3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視頻傳送時(shí),需要搭建有固定IP地址的視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器。如果沒(méi)有固定IP地址,也可以使用DDNS服務(wù),并將服務(wù)器的IP地址、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)端口映射到公網(wǎng)上。

視頻網(wǎng)絡(luò)編碼板將接收到的模擬信號(hào)壓縮編碼為數(shù)字信號(hào)后,通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)傳送至有固定IP地址的轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器上,用戶(hù)登錄視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器后,即可獲取遠(yuǎn)程水下視頻影像。由于視頻數(shù)據(jù)量較大,如果視頻采樣率設(shè)置較高,通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)會(huì)存在一定的延時(shí)。經(jīng)反復(fù)實(shí)際測(cè)試,分辨率設(shè)置為QCIF或CIF模式,最大碼率設(shè)置為120 kbps,幀率設(shè)置為8～15幀時(shí),圖像的流暢和清晰度較為平衡。圖5為水下視頻拍攝到的魚(yú)群巡游和海參養(yǎng)殖圈里投放誘捕餌料后海參聚集的影像。

2.4 浮標(biāo)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

海上浮標(biāo)平臺(tái)是海中養(yǎng)殖水域水質(zhì)采集系統(tǒng)各種設(shè)備的搭載平臺(tái),考慮到海況復(fù)雜,需要一款能夠抵御惡劣自然環(huán)境,抗腐蝕、韌性好,能在海水環(huán)境中長(zhǎng)期使用且價(jià)格適中的產(chǎn)品。相關(guān)資料顯示,當(dāng)碳鋼中的鉻含量超過(guò)17%時(shí),就可以在海水中不銹,具有抗腐蝕能力。因此,本試驗(yàn)中選用304不銹鋼作為浮標(biāo)平臺(tái)的主要制造材料,并在浮標(biāo)平臺(tái)外面加裝了一層玻璃鋼防銹外殼,以進(jìn)一步加強(qiáng)浮標(biāo)平臺(tái)的防水密封性和防腐蝕性,同時(shí)也可延長(zhǎng)浮標(biāo)平臺(tái)的使用壽命。浮標(biāo)平臺(tái)的形狀及其在海中的狀態(tài)見(jiàn)圖6。

圖5 水下視頻圖像Fig.5 Underwater video images

圖6 浮標(biāo)平臺(tái)Fig.6 Buoy platforms

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

3.1 數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)構(gòu)架

數(shù)據(jù)中心要接收浮標(biāo)平臺(tái)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送來(lái)的海洋養(yǎng)殖環(huán)境信息參數(shù),并將接收到的數(shù)據(jù)加以驗(yàn)證、處理,存放到數(shù)據(jù)庫(kù)中,之后以圖形或表格的形式將數(shù)據(jù)展示給用戶(hù),并為有相應(yīng)權(quán)限的用戶(hù)提供數(shù)據(jù)的下載。其工作原理為:數(shù)據(jù)中心接收程序不斷監(jiān)聽(tīng)與DTU設(shè)備通信相對(duì)應(yīng)的端口信號(hào),監(jiān)控DTU連接狀態(tài),在發(fā)現(xiàn)DTU設(shè)備的連線(xiàn)請(qǐng)求后,核對(duì)DTU身份信息,如身份信息符合,向DTU回傳已登錄成功的信息,此時(shí)數(shù)據(jù)中心與DTU建立了數(shù)據(jù)通信鏈路。DTU在接到數(shù)據(jù)中心登錄成功的消息后,將數(shù)據(jù)采集器采集的環(huán)境因子數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心,此時(shí)數(shù)據(jù)中心程序發(fā)現(xiàn)有數(shù)據(jù)到達(dá)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn),如數(shù)據(jù)符合約定的數(shù)據(jù)包協(xié)議格式,就將數(shù)據(jù)校驗(yàn)后拆包,按規(guī)定的數(shù)據(jù)格式存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。數(shù)據(jù)中心接收程序流程見(jiàn)圖7。

3.2 WEB數(shù)據(jù)發(fā)布

數(shù)據(jù)發(fā)布程序采用瀏覽器/服務(wù)器模式 (Browser/Server,B/C),用戶(hù)通過(guò)瀏覽器即可訪(fǎng)問(wèn)海洋環(huán)境因子數(shù)據(jù)網(wǎng)站。WEB發(fā)布程序采用C#語(yǔ)言開(kāi)發(fā),主要功能是將浮標(biāo)平臺(tái)所載的各類(lèi)傳感器采集的海洋牧場(chǎng)環(huán)境因子參數(shù)以圖形及表格的形式展示給用戶(hù),并為有權(quán)限的用戶(hù)提供數(shù)據(jù)下載服務(wù)。圖8是海水環(huán)境因子數(shù)據(jù)界面。

圖7 數(shù)據(jù)中心接收程序流程圖Fig.7 The flowing chart of receiving information from a data center

圖8 海水環(huán)境因子數(shù)據(jù)界面Fig.8 The interface of water environmental factor data

4 結(jié)語(yǔ)

本研究中介紹了海上浮標(biāo)平臺(tái)的材質(zhì)選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以及以該浮標(biāo)平臺(tái)為載體的環(huán)境信息綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件、硬件組成。該系統(tǒng)應(yīng)用在海洋牧場(chǎng)環(huán)境區(qū)域,可以同時(shí)接收處理一個(gè)或多個(gè)浮標(biāo)平臺(tái)所載傳感器采集的環(huán)境因子數(shù)據(jù)及水下視頻影像數(shù)據(jù),以此觀(guān)測(cè)海洋牧場(chǎng)建設(shè)狀況,以及在對(duì)海洋牧場(chǎng)海域生態(tài)環(huán)境的修復(fù)過(guò)程中,監(jiān)測(cè)海域內(nèi)海水的水質(zhì)參數(shù)、變化規(guī)律和水下生物的生長(zhǎng)活動(dòng)情況。

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Development of a comprehensive monitoring system on environmental information in sea ranching

XING Xu-feng1,WANG Gang2,LI Ming-zhi3,CHEN Yong4,TIAN Tao4

(1.Faculty of Mathematics and Computer Science,Guangdong Ocean University,Zhanjiang 524088,China;2.Science and Technology Department, Dalian Ocean University,Dalian 116023,China;3.College of Navigation and Ship Engineering,Dalian Ocean University,Dalian 116023,China; 4.College of Marine Science and Environment,Dalian Ocean University,Dalian 116023,China)

A comprehensive monitoring system was developed for real-time acquiring mariculture environmental information and real-time observation of cultured living beings and behavior in sea ranching.In the system,all sensors and other components were carried on a homemade buoy platform,and some key technical issues were effectively resolved including multi-sensor signals data parallel acquisition,remote transmission of data and underwater videos and camera waterproofing&O-ring sealing.The trials showed that simultaneous calling multiple serial ports for data collection ensured timeliness and accuracy of multiple water quality parameters data acquisition.Utilization of nitrile rubber as sealing materials effectively prevented the water leakage and corrosion,and observation of relatively smooth and clear picture were conducted by setting decoding resolution option to QCIF or CIF mode,with maximum bitrate of 120 kbps and frame rate of 8-15.The findings can be used in real-time observation of underwater cultured organisms and environment monitoring in sea ranching areas.

sea ranching;buoy platform;data remote transmission;marine environmental factor;underwater video

10.16535/j.cnki.dlhyxb.2017.01.018

2095-1388(2017)01-0105-06

P715< class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

A

2016-05-05

國(guó)家海洋公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng) (200805030);廣東海洋大學(xué)科研啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)資助項(xiàng)目 (E16187);國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD18B00,2013BAD23B02)

邢旭峰 (1972—),男,講師。E-mail:76190286@qq.com

目前,海水養(yǎng)殖已成為對(duì)食品安全、國(guó)民經(jīng)濟(jì)和貿(mào)易平衡做出重要貢獻(xiàn)的產(chǎn)業(yè)[1]。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高,人們對(duì)優(yōu)質(zhì)海產(chǎn)品的需求不斷增加,傳統(tǒng)的粗放消耗式漁業(yè)生產(chǎn)方式,已導(dǎo)致中國(guó)大多數(shù)海域生態(tài)嚴(yán)重受損,并隨之出現(xiàn)水產(chǎn)生物病害嚴(yán)重、養(yǎng)殖環(huán)境惡化等問(wèn)題,嚴(yán)重制約了中國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展[2-3]。海洋牧場(chǎng)是指在一個(gè)特定的海域里,為了有計(jì)劃地培育和管理漁業(yè)資源而設(shè)置的人工漁場(chǎng),其較好地實(shí)現(xiàn)了漁業(yè)工程技術(shù)與生態(tài)漁業(yè)的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、資源可持續(xù)發(fā)展的理念[4-5]。

海洋牧場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)以及水下養(yǎng)殖生物實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是海洋牧場(chǎng)建設(shè)的重要方向之一。隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、傳感器技術(shù)的發(fā)展,以浮標(biāo)平臺(tái)為載體,以無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)為傳輸通道的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳感器水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究取得了較大的進(jìn)展和較為普及的應(yīng)用[6-7],但是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)平臺(tái)大多針對(duì)池塘、水庫(kù)和湖泊養(yǎng)殖設(shè)計(jì),或是針對(duì)大尺度海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)要素設(shè)計(jì)[8-9],而面向海洋牧場(chǎng)的多要素綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為數(shù)不多,此外,水下觀(guān)測(cè)的實(shí)時(shí)影像采集途徑,主要是使用拖拽式水下影像設(shè)備進(jìn)行人工現(xiàn)場(chǎng)采集,未能實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方式?；〉萚10]設(shè)計(jì)了一套海洋牧場(chǎng)遠(yuǎn)程水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),該系統(tǒng)主要針對(duì)海洋牧場(chǎng)中海水溫度、pH、濁度和溶解氧等環(huán)境要素進(jìn)行監(jiān)測(cè),關(guān)鍵技術(shù)采用太陽(yáng)能供電,未包含水下生物監(jiān)測(cè)部分,但僅在湖水中做過(guò)測(cè)試,事實(shí)上,湖水和海水在水文特性上具有較大差異,因此,研制和推廣可應(yīng)用于獲取海洋牧場(chǎng)多環(huán)境參數(shù)和水下生物信息的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

浮標(biāo)是實(shí)現(xiàn)海洋牧場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)與水下生物圖像檢測(cè)的良好載體,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、長(zhǎng)期、連續(xù)收集海洋環(huán)境資料的功能,即使在惡劣環(huán)境中,在其他現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)手段均難以或無(wú)法實(shí)施監(jiān)測(cè)的時(shí)候,海洋浮標(biāo)仍能有效工作[11]。GPRS無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和3G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控系統(tǒng)中已經(jīng)得到成功的應(yīng)用[12-14],用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)在浮標(biāo)平臺(tái)上實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)已經(jīng)非常成熟,面臨的問(wèn)題是多源傳感器并行數(shù)據(jù)采集。另外,水下攝像機(jī)密封技術(shù)尚未得到很好的解決[15]。為此,本研究中以自制浮標(biāo)平臺(tái)為載體,在有效地解決多路傳感數(shù)據(jù)并行采集及遠(yuǎn)程傳輸、水下攝像頭承載裝置的防水密封、水下影像數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上,研發(fā)了面向海洋牧場(chǎng)的養(yǎng)殖環(huán)境信息綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng),包括環(huán)境因子遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和水下生物實(shí)時(shí)觀(guān)測(cè)兩大功能。