水产养殖中水质远程动态监测系统的开发.doc

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1、分类号： 单位代码：10019密 级： 学 号：s07101211硕士学位论文水产养殖中水质远程动态监测系统的开发Development of Water-quality Remote Dynamic Monitoring System in Aquiculture国家科技支撑项目“养殖业生产过程信息化关键技术与产品研发”（2006BAD10A02）资助研究生： 史明妮 指导教师： 贺冬仙 副教授 申请学位门类级别： 工学硕士 专业名称： 农业生物环境与能源工程 研究方向： 数字设施农业与环境 所在学院： 水利与土木工程学院 2009年6月独 创 性 声 明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指

2、导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名： 时间： 年 月 日关于论文使用授权的说明本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(保密的学位论文在解密

3、后应遵守此协议)研究生签名： 时间： 年 月 日导师签名： 时间： 年 月 日摘 要近年来，水产品需求的逐年增加和食品安全恶性事件的影响使得各水产养殖场越来越重视水质监测技术。针对水产品安全溯源系统和水产养殖品质控制对水质监测的多参数、动态化、网络化监测需求，本研究基于嵌入式网络和无线通讯技术，开发了能够对多种水质参数如水温、酸碱度、溶解氧、电导率、氧化还原电位同时进行实时动态采集和远程安全传输的水质远程动态监测系统，并在水产养殖中进行了实际测试。该水质远程动态监测系统由水质动态监测装置的现场设备和远程信息服务器组成。水质动态监测装置由传感模块、数采模块、通讯模块和电源模块组成，用来动态监测水

4、产养殖现场的水质参数信息。远程信息服务器由接入因特网的调制解调器、虚拟专用网路由器和信息服务器组成，用来实现与现场设备的远程安全通讯与信息采集。通过在山东东营水产养殖场2年的实证实验表明：该水质动态监测装置的水质参数监测误差小于5%，远程通讯的丢包率小于3%，系统功耗在13W左右。因此，该水质动态监测装置可作为无线传感器网络的节点硬件用于大型水产养殖场的分布式水质网络化动态监测，也可用于组建异地多点的大规模分布式水质动态监测网络，从而为大型养殖场的水质控制和水产养殖管理部门的水产养殖水质监测提供基础设备和技术支撑。关键词：溶解氧，电导率，网络安全，酸碱度，氧化还原电位，嵌入式网络技术，无线通讯

5、AbstractWater-quality monitoring technology was taken a great attention in aquaculture because of increasing aquatic products and impact of food safety vicious incidents recently. In order to meet the technology requires of water-quality monitoring in multi-parameter, dynamic, and networked monitori

6、ng, a water-quality remote dynamic monitoring system was developed to monitor dynamically multi-parameter water-quality variables such as water temperature, pH, dissolved oxygen, electrical conductivity, oxidation-reduction potential and communicate with remote information server in a high security.

7、 The water-quality remote dynamic monitoring system consists of water-quality dynamic monitoring instruments and remote information server. The water-quality dynamic monitoring instrument consists of water-quality sensor module, data monitoring module, communication module, and power module to monit

8、or dynamically multi-parameter water-quality information. The remote information server consists of Internet access modem, a virtual private network router, and an information server to take communication with above instrument and collection of the water-quality data. As result of a two-years test e

9、xperiment in Dongying seawater aquiculture company, Shandong, the relative errors of each water-quality parameter measured by the above instrument were less than 5%, data lost percentage of remote communication was less than 3%, and power energy consumption was less than 13W. Therefore, the develope

10、d water-quality dynamic monitoring instrument as a note infrastructure of wireless sensor networks can be used to achieve distributed water-quality networked monitoring in a large-scale aquaculture farm, and to construct a distributed water-quality monitoring network in multipoint of different citie

11、s for aquaculture farm and administration section.Keyword: Dissolved oxygen, Electrical conductivity, Network security, pH, Oxidation-reduction potential, Web-server-embedded technology, Wireless communication, 目录第一章 绪论11.1 研究背景11.2 国内外研究现状21.3 研究内容与技术路线6第二章 水产养殖中水质监测参数的确定72.1 水质参数与水产生物之间的动态关系72.2水质

12、监测参数的确定15第三章 水质远程动态监测系统的开发163.1 水质在线传感器的选择163.2 水质动态监测装置的开发203.3 远程信息服务器的构成263.4 水质动态监测网络的组建29第四章 水质远程动态监测系统的应用实例324.1 现场设备的安装条件324.2 水质参数的监测结果344.3 远程动态网络通讯状况404.4 系统运行状况分析43第五章 结论与建议455.1 结论455.2 问题及建议45参考文献46致谢50作者简介51图表目录图1-1 技术路线6图2-1 水质主要参数与水产生物之间的动态关系7图3-1 水温传感器与变送器 16图3-2 pH传感器18图 3-3 溶解氧传感器

13、18图 3-4 电导率传感器19图 3-5 氧化还原电位传感器 20图3-6 水质动态监测装置 21 图 3-7 水质动态监测装置的结构示意图22图 3-8 流通池的实体照片23图 3-9 基于WEB服务器的数据采集板24图 3-10 CDMA登陆界面 25图 3-11 CDMA设备的VPN设置26图 3-12 远程信息服务器端VPN登陆主界面 27图 3-13 动态域名绑定 28图 3-14 水质远程动态监测系统的结构示意图29图 3-15 分布式水质远程动态监测网络示意图30图 4-1 山东东营海水养殖场的总体平面布置图32图4-2 水质动态监测装置的布置示意图 33图4-3 水产养殖水质

14、远程动态监测系统 33图 4-4 水质传感器检测的实时数据34图4-5 数据存储过程35图4-6 存储的原始数据 35图 4-7 水质参数监测结果数据36图 4-8 传感器的校准曲线38图 4-9 溶解氧的系统测量值与便携仪测量值的对比39图 4-10 VPN连接的监测状态 40图 4-11 CDMA设备路由表40图 4-12 VPN连接状态41图 4-13 CDMA设备的网络状态 41表2-1 各种鱼虾鳖需溶解氧量9表2-2 非离子氨对鱼虾鳖的安全浓度13表4-1 系统监测值与对照监测值的比较39表 4-2 CDMA通讯质量的测试43表 4-3 系统能耗测试43List of Figures

15、 and TablesFig. 1-1 Flowchat on this study6Fig. 2-1 The dynamic relationship between main parameters of water-quality and aquatic organism 7Fig. 3-1 Installed WT sensor and transducer.16Fig. 3-2 Installed pH sensor.18Fig. 3-3 Installed DO sensor.18Fig. 3-4 Installed EC sensor.19Fig. 3-5 Installed OR

16、P sensor.20Fig. 3-6 Water-quality dynamic monitoring instrument .21Fig. 3-7 The configuration diagram of water-quality dynamic monitoring instrument22Fig. 3-8 The picture of water flow pipe.23Fig. 3-9 Web-server-embedded PIC network interface card24Fig. 3-10 Interface of CDMA25Fig. 3-11 VPN setting

17、of CDMA 26Fig. 3-12 The VPN interface of remote information server 27Fig. 3-13 The binding of dynamic domain name 28Fig. 3-14 The configuration diagram of remote and dynamic water-quality monitoring system29Fig. 3-15 The diagram of distributed water-quality remote and dynamic monitoring network30Fig

18、. 4-1 The horizontal plan of a seawater aquicultivation company in Dongying32Fig. 4-2 The appointed diagram in the water-quality dynamic monitoring system33Fig. 4-3 The remote and dynamic water-quality monitoring system in aquiculture 33Fig. 4-4 Real-time data measured by the water-quality sensors 3

19、4Fig. 4-5 The data storage process 35Fig. 4-6 The stored original data35Fig. 4-7 The measured water-quality data 36Fig. 4-8 The calibration curve of each sensors 38Fig. 4-9 Comparison of DO between the measured results by developed system and by portable instrument 39Fig. 4-10 The monitoring status

20、of VPN 40Fig. 4-11 The routing table of CDMA40Fig. 4-12 The connection status of VPN 41Fig. 4-13 Network condition of CDMA41Table 2-1 The dissolved oxygen capacity of various aquatic biota9Table 2-2 The safety concentration of no-ionic ammonia to various aquatic biota13Table 4-1 Comparison of the me

21、asured results by developed system and by portable instrument39Table 4-2 Test of CDMA telecommunications quality43Table 4-3 Test of power energy consumption43第一章 绪论1.1 研究背景80年代以来，在全球范围内，以陆地为基础的传统农业正面临着日益加剧的人口膨胀、水土资源紧张和气候条件恶化等危机，今后粮食不足特别是动物食品不足的矛盾将特别突出1。根据2008国家统计年鉴报告：我国于2007年的猪、牛、羊肉总产量为6865.7万吨，水产品产

22、量达4747.5万吨，水产品在农产品中具有举足轻重的地位；2001到2007年期间的水产品消费逐年增加，农村居民的水产品消费支出增长了31.7%、城镇居民的支出增长了15.4%，在购买的主要食品中增长率均据首位2。我国在2005年的水产品产量已达5106.1万吨，其中来自水产养殖业的产量为3393.5万吨，占水产品总量的66.52。因此，水产养殖业已经成为为大农业中的重要产业。根据联合国粮农组织（FAO）统计，依目前每人每年平均水产品食用量计算，预计20年后（2030年）全球的水产品供应量至少需再增加4000万吨，而其中一半来自水产养殖业3 。近年来，世界范围内出现的水荒以及相当多的水源不同程

23、度的污染，使很多渔场已达到了最大生产能力，仅仅依靠捕捞渔业已经无法满足逐年增长的全球水产品需求。因此，水产养殖业在未来的30年来之内将成为全球范围内最具发展潜力的农业新型产业。改革开放以来，我国水产养殖业发展迅速，但是大多数的养殖模式都是以消耗资源、牺牲环境为代价的，这种发展模式严重阻碍了渔业现代化的进程，也很难满足国内外对水产品发展的需求4。水产养殖业的发展应以满足市场需求，提高人民生活质量，同时保护资源与环境为目标。为了实现上述目标，一方面需大力挖掘资源潜力，增加水资源利用率和再利用率；另一方面要提高养殖密度从而提高单产和经济效益。高密度集约化的水产养殖技术代表国家水产科技在世界发展的水平

24、和地位，反映一个国家的实力，也是实现农业现代化的重要组成部分1。为此，大力发展高科技水产养殖，推出适合我国国情的高密度集约化水产养殖配套技术和设备刻不容缓，其中水产养殖的水质监控是制约水产养殖业发展的技术瓶颈之一。随着我国水产品需求的不断增加，水产品质量安全问题成为制约水产养殖业进一步发展的瓶颈。多年来，由于人们过度关注水产品数量而忽略其品质控制，致使很多水产品品质达不到国际标准给养殖业者造成巨大的经济损失5。例如：1988年我国出口到日本的鳗鱼由于被检测出恶喹酸超标而遭索赔，价格从每吨20000元降至5000元，使我国的养鳗业遭受重创；我国出口的水产品多次经欧盟检测发现含沙门氏菌、创伤弧菌和

25、霍乱弧菌，由此严重制约了我国水产品的出口，影响了我国海水养殖业的健康可持续发展。在我国，由于食用不安全的水产品引起食源性中毒的事件也有不少报道。1988年上海30万人患甲肝病就是由食用被甲肝污染而未充分加热的毛蚶引发的6。因此，利用水质监测技术保障水产养殖的水质环境，使其适宜水生物生长，及时有效地防治各种病害，最终才能生产出优质无公害的水产品，这也是建立水产品安全溯源系统的技术支撑。1.2 国内外研究现状水产养殖业在国内外起步不一，发展模式不同，总体而言国外水产养殖业发展比国内快。水产养殖场水质监控系统的研究涉及到水产养殖系统、水质自动监测技术、智能控制模型等几个方面的内容。就此进行文献检索和

26、分析，了解了相关领域的研究现状，借鉴先进研究技术。1.2.1 国外研究现状和发展趋势1）水产养殖技术介绍工厂化水产养殖是通过生物、物理及化学方法的有机结合，进行适当的水处理使得水产养殖水域达到适宜的状态，形成不受自然条件影响的半循环式或循环式的较高密度养殖方式。与传统的池塘、流水、网箱等养殖方式相比，工厂化水产养殖有效利用了机、电、化工、仪表自动化、计算机等现代科学技术，对养殖环境的主要因子或主要过程如水温、水流、溶解氧、消毒、污水处理及应急反应等进行人工控制，并进行合理的生产管理，使水产对象能够在适宜的环境中生长。自六十年代初期日本在群马县开始进行工厂化养鱼以来，世界各国特别是加拿大、美国、

27、德国等也纷纷开发了工业化养殖技术，使得工厂化水产养殖在近几十年来逐渐发展成为一种高效的规模化生产模式7。近年来，水产养殖的自动化技术获得了很大的进展，在水体消毒、净化、池底排污、增氧及控温方面都能实现自动控制，使得工厂化水产养殖达到了相当高的自动化程度8。例如，液态纯氧增氧技术在西欧工厂化养鱼业中开始应用，增加水体中的溶氧量可以提高养殖密度，降低饵料系数；美国和瑞典等国研制了压力震荡吸收系统进行制氧，用于鱼类养殖生产使得养殖水域中的含氧量达到饱和值的8598%9。最近几年，美国、丹麦、日本和我国等国家在水产养殖业中发展了鱼菜/鱼藻共生系统。鱼菜/鱼藻共生系统利用养殖肥水培育蔬菜、花卉、水果、藻

28、类，既能最大限度地提高水产品和蔬菜等的产量，又能净化水质，把污染降至最低程度，从而形成小环境生态系统的良性循环。美国布林汉扬大学的S克莱教授曾对商业性水产养殖系统与鱼菜共生系统作了经济比较，认为鱼菜共生系统不仅在技术上而且在经济上都是可行的，具有很大的开发价值，因此，鱼菜/鱼藻共生系统将成为未来养殖业的发展趋势10。2）水产养殖的水质监控国外的工厂化水产养殖拥有完善的水质监控系统，对养殖水体中的温度、酸碱度、溶解氧等具有重要意义的水质参数进行在线监测，并进行自动控制。可以说，水质监控是工厂化水产养殖必不可少的组成部分。德国、法国、丹麦等国代表世界高密度集约化养殖的先进水平，工厂化水产养殖场一般

29、都能利用物理、化学和生物的手段对水质进行自动采集、调控从而达到利用危害分析的临界控制点（Hazard Analysis and Critical Control Point，HACCP）操作规程来组织生产11。美国和日本从80年代起就开始使用多参数的水质连续测定仪，使水质监测完全实现自动化。挪威的水产养殖经过数十年的发展己成为一个新型的蓬勃发展的产业，尤其是蛙的养殖已经处于世界领先水平。蛙养殖场的孵化场完全实现了科学管理，水温控制与饵料施用都是配合起来进行监测、控制12。日本日立制作所研制的鱼池水质监视系统不仅可以自动监测水质，还能利用人工智能来监视和分析鱼的变化13。该系统能够准确地测定水的

30、溶解氧、酸碱度和温度，并及时查出是否混入了氰、农药、硫酸铜和苯酚等有毒物质；同时利用由摄像机和微机追踪鱼群，根据水质恶化或缺氧时鱼会浮头的特性分析鱼的变化。美国提出了可用于高密度水产养殖系统的基于微机的程序控制技术进行海水鱼的生长环境控制14。美国IMBACH生物设备公司研制了一种水产养殖专用FW60型便携式微电脑，用于自动记录鱼池内水温变化、水体溶解氧、盐度以及各鱼类的增长分级等数据资料15。Sergio Bermejo等16提出的水质在线监测系统通过一种离子选择性场效应管的智能阵列来检测离子浓度信号，智能传感器通过盲信源分离算法从上述智能阵列的输出混合信号中监测出离子浓度。3）水质监控技术

31、的发展趋势近年来，发展集成化、智能化、网络化的水质传感器或在线监测系统已经成为如今的技术主流和发展方向。多参数水质监测装置不仅要求保证测量精度，扩大测量范围，还要求经济实用，易于实现网络化监测与管理。以传感器、计算机、网络技术、自动控制等领域交叉和技术融合为基础的多参数水质监测技术应用已经成为水产养殖发展的必然趋势，各水质参数信息的综合利用不仅直接关系到生产管理与决策支持系统，还直接影响到水产品的品质管理和经济效益17-18。 1.2.2 国内研究现状1）水质监控技术郭小青等（2001）提出了基于CAN总线和PC的水质参数在线监测系统，实现对酸碱度、氧化还原电位、浊度、电导率、溶解氧、余氯等水

32、质参数的实时监测19 。宋德敬等（2002）开发出一种多点在线水质监测系统，该系统集多路数据采集、测量、转换、计算、储存、显示、打印、报警等功能于一体，可同时在线监测6个不同监测点的水质情况；对每一个监测点，可同时监测其溶解氧、温度、电导率、酸碱度、氧化还原电位、盐度等6个参数20。李欣等（2002）开发了基于Labview的水质监测虚拟仪器对水质的氟离子、氯离子、溶解氧、化学需氧量、生物需氧量等参数进行监测21。黄志敏等（2003）对基IPC的水质在线监测虚拟仪器进行了研究，该系统采用具有虚拟仪器面板的工控计算机仪器（简称虚拟仪器）的设计模式，改变传统化学测试仪器的设计思想，成功研制了水质在

33、线监测虚拟仪器22。陈志聪等（2007）根据未知溶液的浓度与荧光信号强度数值的关系，设计了一款基于HT46R24单片机的在线荧光水质监测仪，快速准确的测定及调节水中待测物质的浓度23。董甲彬等（2007）提出一种基于GPRS技术的水质监测系统，实现水质信息（金属有机物、无机物等）的采集、传输和处理的自动化24。赵静等（2008）对无线传感器网络应用于水质监测系统进行研究，介绍了为其实现提供保证的Zigbee技术25。杜治国等（2008）在研究无线传感器网络及Zigbee协议标准的基础上，对远程实时水质监测系统进行了分析，提出了基于Zigbee无线传感器网络与互联网结合的远程实时水质监测系统架构

34、，设计了基于无线传感器的水质监测网络体系结构，实现了水温、酸碱度、溶解氧、浊度、电导率、氨氮、化学需氧量、生物需氧量等水质监测参数的获取及传输26。 中国专利“一种多参数水质监测方法及装置” (审定公告日为2005年1月19日、公开号为CN1566958A）通过离子敏电极和传感器采集到的模拟信号经A/D转换电路转变为数字信号，可以实现水温、溶解氧、酸碱度等水质多项理化指标的在线监测27。中国专利“环保水质远程监控报警系统” (审定公告日为2005年6月8日、公开号CN162511OA）通过中心计算机、基站计算机和在线监测仪进行联网，提供了水质监测的一种无线解决方案。使用该专利技术组建无线局域网

35、不能进行实施长远距离和大范围的数据传输，其数据安全性也难以保障28。2）水产养殖的水质监控技术 我国水产养殖业起始于70年代，从80年代开始逐步从传统的池塘养殖走向工厂化养殖。1979年作为科研攻关项目的“中国对虾工厂化人工育苗技术的研究”，开发对虾养殖的控温、充气与搅拌技术，饵料商业化与营养供给技术，较为全面地形成我国水产养殖工厂化的基础模式29。目前工厂化水产养殖之所以发展较慢，主要因为国内发展工厂化水产养殖配套技术和设施少，而国外设备能耗大，投资高、进口一套国外的工厂化水产养殖系统约需1200万人民币30。水产养殖的水质监测的研究近年才起步，过去一般只能对流量、水温和溶解氧三项进行监测，

36、采用阈值法进行水质控制。工厂化水产养殖水质监测的技术瓶颈之一是自动监控的传感器质量问题。我国水化学仪表和传感器比较落后，对于水质自动监测系统中使用的传感器，国产传感器除了温度、酸碱度、溶解氧方面质量较好外，多数传感器性能不稳定、质量较差、使用寿命低、标定校准操作复杂。我国的水产养殖业中对水质的监测多半停留在使用监测仪定期采样上，在线监测系统很少。早期开发的水产养殖水质自动监测系统和装置也存在一些问题，主要体现在水质环境的监控还处于一种单传感器、单参数的分析基础上，水质监测设备自动化程度低，同时监测的参数少、实时性差，不能对水质情况进行全天候的监控；水质监测系统的网络化程度不高、主要的采集网络还

37、是采用简单的485总线技术为主，适应恶劣环境的能力差、设备故障率高，或者代价费用较高致使不宜大范围内安装应用；系统组网技术单一，通常只采用无线局域网技术构成总线型结构，新兴的自组网技术方案没有得到应用和体现，不能实现长远距离的数据传输；网络速度及数据传输的安全性难以保障。目前，水质监测系统大多采用国外的设备和技术，国外进口的价格十分昂贵，一套监控氨氮的装置的价格需要人民币55万元31，即使引进到水产养殖方面，也无法推广使用。目前的养殖水平要求全套的监控设施价格不能超过10万元。针对水产养殖中水质监测系统存在的这些问题，以及环保、水利领域所应用的水质监测技术的研究现状，国内不少科研单位对水产养殖

38、的水质自动监测和调控进行了大量的研究，取得了很多阶段性成果。我国国家级罗非鱼原种场广东罗非鱼良种渔场安装水质自动监控系统，对酸碱度、溶解氧、浊度、温度进行测量监控。上海水产大学李季冬等（1999）对工厂化水产育苗温室技术进行了研究，并采用多路转换技术减少水质参数传感器的使用，大大降低了仪器设备费用32。河南省水产科学研究所朱文锦等（2001）对水产养殖环境参数的监控也进行了研究，开发了一套监控系统，该系统具有监测、运算、预测、图形显示、打印、自动与手动功能33。卢文华等（2002）利用MCS-51系列89C51单片机开发了6参数的水质在线采集仪，利用一台Pentium 11的PC机进行数据采集

39、，通过对水质参数的在线监测调整养殖水域的管理，提高了水产养殖的经济效益34。吴沧海等（2002）开发了一套渔业水质自动监控系统，解决渔业生产过程中增氧、投饲、污水零排放和水质自动调理等环节的控制技术35。中国水产科学研究院渔业机械研究所（2003）完成了“广东罗非鱼良种场育苗车间”的设计建造。该车间分为亲鱼池、孵化池、鱼种暂养池等生产区域，全部采用玻璃钢水池和循环水系统，研制有先进的脉冲式生物过滤器，具有水温设定控制、水质多参数检测、生产过程监控等功能36。张如通、刘星桥（2005）提出了一种基于BP神经网络的水产养殖水质监控系统。利用神经网络所具有的任意非线性表达能力，建立自学习的PID控制

40、算法来控制水环境溶解氧的含量，通过对系统性能的学习，从而实现具有最佳组合的PID控制。同时采用移动GPRS无线通讯技术进行远程数据采集和监控，在远程和现场监控的2台工控机上设计了功能丰富的监控软件，方便了用户在不同地方进行远距离监控，性能稳定37。江苏大学秦云等（2006）利用Winsock控件在TCP和UDP协议基础上建立的网络化水产养殖监控系统。该系统采用服务器/客户机模式。以实时数据库为核心，利用Winsock实现众多功能模块之间的数据通信，从而构成了一个功能丰富、操作灵活方便的系统38。中国水产科学研究院黑龙江水产研究所（2006），主要研究水产养殖的监控，目前能比较成功有效的进行水体

41、中温度、酸碱度、溶解氧的控制39。江苏大学电气信息工程学院崔玉玲（2006）等设计的工厂化水产养殖监控系统，基于PC机采用移动GPRS无线通讯技术和互联网技术进行远程数据采集和基于神经网络的水质监控系统40。利用嵌入式网络技术和传感器节点技术实现集约化水产养殖的数字化、网络化、分布式的本地或远程的实时动态水质调控是未来的发展趋势。养殖水质监控系统的网络采用有线和无线相结合的方法，实现系统的数字化运行是发展趋势。不管是在环保还是水产养殖领域，许多科研单位在水质监测方面取得巨大成就。但在水产养殖方面，建立区域化大规模水质监测系统，而且真正用于水产养殖生产管理的很少。但很少能实时在线进行多参数同时监

42、测；对于偏远山区，需要使现场传感器的数据能够通过无线链路直接在网络上传输、发布和共享数据并传到远程监测站，而目前实现远程动态传输的系统很少；传感器技术的发展需要对更多的水质因子监测，如何实现在原有系统的基础上增加监测参数；规模化养殖监测点的不断增加，对于系统的可扩展性也提出要求。同时也提出如何针对需要方便增加各种I/O设备，怎样提高网络的通信性能等一系列问题。1.3 研究内容与技术路线本研究基于嵌入式网络技术开发多参数的水质动态监测装置，实现对水温、酸碱度、电导度、溶解氧、氧化还原电位、室温、相对湿度、光照度等水质和环境参数的实时动态监测；利用基于WiFi和CDMA的无线通讯技术与基于VPN的网络安全技术实现水产养殖现场的水质参数的无线安全化的远