Aqua-Sense Pro - نظام مراقبة تربية الأحياء المائية بالطاقة الشمسية

من المتوقع أن يرتفع الطلب العالمي على المنتجات الغذائية المائية بأكثر من 70% بحلول عام 2050، مما يضع ضغطًا هائلًا على ممارسات الاستزراع المائي التقليدية. تواجه تربية الأسماك، وهي عنصر حاسم في الأمن الغذائي العالمي، تحديات كبيرة تتعلق بإدارة جودة المياه، وكفاءة العمليات، واستدامة البيئة. يمكن أن تؤدي الظروف المائية غير المثلى، الناجمة عن تقلبات في معايير مثل الأكسجين المذاب (DO)، ودرجة الحموضة (pH)، والأمونيا، إلى نمو متعثر، وتفشي الأمراض، وفقدان كارثي في المخزون، مما يؤثر بشكل مباشر على ربحية المزارع. إن المراقبة اليدوية تتطلب جهدًا كبيرًا، وعرضة للأخطاء، ولا توفر البيانات الفورية اللازمة للإدارة الاستباقية. يمكن أن يؤدي تباين بنسبة 5% في الأكسجين المذاب عن النطاق المثالي إلى زيادة نسبة تحويل العلف (FCR) بنسبة تصل إلى 15%، مما يؤدي مباشرة إلى تآكل هوامش الربح.

نظام Aqua-Sense Pro من SOLARTODO لتربية الأحياء المائية ومزارع الأسماك هو حل إنترنت الأشياء شامل مصمم لمعالجة هذه التحديات بشكل مباشر. تم تصميم هذا النظام لمزرعة مساحتها 10 هكتارات تحتوي على ما يصل إلى 8 برك مائية متميزة. من خلال الاستفادة من أجهزة استشعار غاطسة ذات جودة صناعية ومصنفة IP68، والطاقة الشمسية المستقلة، ومنصة سحابية متطورة تدعم تقنية 4G، يوفر Aqua-Sense Pro مراقبة مستمرة في الوقت الحقيقي والتحكم الآلي في المعايير البيئية المائية الحرجة. يمكّن النظام مشغلي المزارع من الانتقال من حل المشكلات التفاعلي إلى نموذج تربية أحياء مائية قائم على البيانات والدقة. لقد أثبتت حلولنا أنها تحسن العوائد بنسبة 15-25%، وتقلل من تكاليف الطاقة اللازمة للتهوية الطارئة بنسبة تصل إلى 40%، وت optimizes استراتيجيات التغذية، مما يوفر عائدًا كاملًا على الاستثمار في غضون 18-24 شهرًا.

أساس النظام هو شبكتنا المكونة من 24 جهاز استشعار متعدد المعايير من الدرجة الصناعية. كل جهاز استشعار هو وحدة قوية ومستقلة تتوافق مع معايير IP68، مما يضمن حماية كاملة ضد دخول الغبار والغمر المستمر في الماء حتى عمق 3 أمتار. توفر أجهزة الاستشعار قياسات عالية الدقة لستة معايير حرجة: درجة الحرارة (النطاق: -5°C إلى 60°C، الدقة: ±0.2°C، متوافقة مع ISO 7177:1986)، درجة الحموضة (النطاق: 0-14، الدقة: ±0.1 pH، متوافقة مع ASTM D1293)، الأكسجين المذاب (النطاق: 0-20 mg/L، الدقة: ±0.2 mg/L، باستخدام اللمعان البصري المتوافق مع ASTM D888-18 الطريقة C)، الأمونيا (النطاق: 0-100 mg/L، الدقة: ±5% من القراءة عبر قطب كهربائي انتقائي للأيونات)، العكارة (النطاق: 0-1000 NTU، الدقة: ±2% بناءً على طريقة النيفيلومتر ISO 7027)، والملوحة (النطاق: 0-70 ppt، الدقة: ±1 ppt عبر جهاز استشعار الموصلية بأربعة أقطاب). يتم نشر هذه الـ 24 جهاز استشعار بشكل استراتيجي عبر 8 برك (3 أجهزة استشعار لكل بركة) لإنشاء ملف ثلاثي الأبعاد عالي الدقة لجودة المياه.

يتم نقل البيانات من أجهزة الاستشعار لاسلكيًا إلى بوابة إنترنت الأشياء المركزية الموجودة في حاوية بولي كربونات مصنفة IP67 ومثبتة بالأشعة فوق البنفسجية. يتم التعامل مع الاتصال عبر وحدة 4G LTE عالية النطاق، مما يمكّن ليس فقط من نقل بيانات أجهزة الاستشعار ولكن أيضًا من دعم تدفقات الفيديو عالية الدقة الاختيارية. تغذي نظام الطاقة "Solar-Medium" جميع العمليات في الموقع، والذي يتضمن لوحة شمسية أحادية البلورة عالية الكفاءة بقدرة 80 واط (متوافقة مع IEC 61215 وUL 1703) وبنك بطاريات ليثيوم حديد فوسفات (LFP) بسعة 40Ah. توفر بطارية LFP دورة حياة تزيد عن 3000 دورة عند عمق تفريغ 80%، مما يضمن أكثر من 8 سنوات من التشغيل الموثوق. تم تصميم النظام لتوفير حد أدنى من 5 أيام من الاستقلالية. يتم أخذ عينات البيانات بفاصل زمني افتراضي قدره 10 دقائق، قابل للتكوين من 1 إلى 60 دقيقة. تتميز البوابة بآلية تخزين وإعادة إرسال، حيث تخزن أكثر من 40,000 نقطة بيانات محليًا خلال انقطاع الشبكة وتعيد إرسالها تلقائيًا بمجرد استعادة الاتصال.

قلب نظام Aqua-Sense Pro هو منصته السحابية من المستوى الاحترافي. يمكن الوصول إليها عبر أي متصفح ويب أو تطبيق مخصص للهواتف المحمولة (iOS/Android)، حيث توفر المنصة لوحة معلومات في الوقت الحقيقي تصور صحة جميع البرك الثمانية. يمكن للمستخدمين عرض البيانات الحية، وتحليل الاتجاهات التاريخية على مدى أشهر أو سنوات، وربط المعايير المختلفة. نظام التنبيه في المنصة قابل للتكوين بشكل كبير، مما يسمح للمشغلين بتحديد عتبات متعددة المستويات مخصصة لأي معيار. عند تجاوز عتبة معينة، يرسل النظام تنبيهات على الفور عبر الرسائل النصية القصيرة، والبريد الإلكتروني، وإشعارات تطبيق الهاتف. يفتح المستوى الاحترافي تحليلات تنبؤية مدعومة بالذكاء الاصطناعي، تتوقع مشكلات جودة المياه المحتملة قبل 24 ساعة، وتتنبأ بمخاطر ازدهار الطحالب، ونمذجة معدلات نمو الأسماك مقابل الظروف البيئية.

يغلق نظام Aqua-Sense Pro الحلقة من المراقبة إلى العمل من خلال التحكم الآلي في أجهزة التهوية والتغذية. تتضمن الحلول وحدات تحكم قوية تدمج مباشرة مع البنية التحتية الحالية للمزرعة. عندما تكتشف المنصة السحابية انخفاض مستويات الأكسجين المذاب تحت نقطة تعيين محددة من قبل المستخدم (مثل 4.5 mg/L)، فإنها تقوم تلقائيًا بتفعيل أجهزة التهوية في البركة. يعمل النظام على تشغيل أجهزة التهوية حتى يتم استعادة مستوى الأكسجين المذاب إلى النطاق المثالي ثم يقوم بإيقاف تشغيلها، مما يمنع هدر الطاقة. يمكن أن تقلل هذه الميزة وحدها من استهلاك الكهرباء المرتبط بالتهوية بنسبة تصل إلى 40% مقارنة بالتشغيل اليدوي أو القائم على المؤقت. يتكامل النظام أيضًا مع أنظمة التغذية الآلية، مما يحفز أحداث التغذية في ظل ظروف الأيض المثلى. تضمن هذه الطريقة المعتمدة على البيانات استهلاك العلف بكفاءة، مما يحسن نسبة تحويل العلف (FCR) بنسبة 10-15% ويقلل من الأثر البيئي للعلف غير المستهلك.

تتطلب أجهزة استشعار الأكسجين المذاب والعكارة صيانة بسيطة، عادةً ما تكون تنظيفًا بسيطًا كل 3-6 أشهر لإزالة التلوث البيولوجي. تتمتع أجهزة استشعار pH والأمونيا بعمر افتراضي يتراوح بين 12-24 شهرًا وقد تحتاج إلى إعادة معايرة كل 2-3 أشهر لتحقيق دقة مثلى، وهي عملية يتم توجيهها عبر تطبيق الهاتف المحمول. تم تصميم جميع المكونات لتكون سهلة الاستبدال في الميدان، مع متوسط زمن استبدال يقل عن 15 دقيقة لكل جهاز استشعار. النظام قابل للتوسع بشكل كبير، حيث تدعم البوابة المركزية 4G ما يصل إلى 100 جهاز استشعار فردي. سيتطلب التوسع من 8 إلى 12 بركة ببساطة شراء ونشر أجهزة استشعار إضافية، والتي يتم اكتشافها وتكوينها تلقائيًا على المنصة السحابية. يتم تشفير نقل البيانات من البوابة إلى السحابة باستخدام TLS 1.2، وتستضيف المنصة السحابية على بنية تحتية آمنة تتوافق مع ISO/IEC 27001 لإدارة أمن المعلومات. يتم التحكم في وصول المستخدمين عبر أذونات قائمة على الأدوار، مما يضمن أن الأشخاص المخولين فقط يمكنهم عرض البيانات أو تغيير إعدادات النظام.