아쿠아-센스 프로 - 태양광 수산 양식 모니터링 시스템

전 세계 수산물에 대한 수요는 2050년까지 70% 이상 증가할 것으로 예상되며, 이는 전통적인 양식업에 엄청난 압박을 가하고 있습니다. 어류 양식은 글로벌 식량 안보의 중요한 요소로서, 수질 관리, 운영 효율성 및 환경 지속 가능성과 관련된 상당한 도전에 직면해 있습니다. 용존 산소(DO), pH 및 암모니아와 같은 매개변수의 변동으로 인해 최적이 아닌 수질 조건이 발생하면 성장 저해, 질병 발생 및 재고 손실과 같은 문제가 발생할 수 있으며, 이는 농장의 수익성에 직접적인 영향을 미칩니다. 수동 모니터링은 노동 집약적이며 오류가 발생하기 쉬우며, 능동적인 관리를 위해 필요한 실시간 데이터를 제공하지 못합니다. 용존 산소가 최적 범위에서 5% 벗어나면 사료 전환 비율(FCR)이 최대 15% 증가하여 수익 마진이 감소할 수 있습니다.

SOLARTODO의 Aqua-Sense Pro 시스템은 양식업 및 어류 양식을 위한 종합 IoT 솔루션으로, 이러한 문제를 정면으로 해결하기 위해 설계되었습니다. 이 시스템은 최대 8개의 개별 연못이 있는 10헥타르 농장을 위해 설계되었습니다. 산업용 등급의 IP68 등급 방수 센서, 자율 태양광 전원 및 정교한 4G 지원 클라우드 플랫폼을 활용하여 Aqua-Sense Pro는 중요한 수생 환경 매개변수에 대한 지속적이고 실시간 모니터링 및 자동 제어를 제공합니다. 이 시스템은 농장 운영자가 반응적인 문제 해결에서 데이터 기반의 정밀 양식 모델로 전환할 수 있도록 지원합니다. 우리의 솔루션은 수확량을 15-25% 개선하고, 비상 공기 공급 에너지 비용을 최대 40% 절감하며, 사료 전략을 최적화하여 18-24개월 이내에 투자 수익을 완전히 회수할 수 있음을 입증했습니다.

시스템의 기초는 24개의 산업용 다중 매개변수 센서 프로브 네트워크입니다. 각 프로브는 IP68 기준을 준수하는 견고하고 독립적인 장치로, 먼지 침입으로부터 완전한 보호를 보장하며 최대 3미터 깊이의 물에 지속적으로 잠길 수 있습니다. 센서는 여섯 가지 중요한 매개변수에 대한 고정밀 측정을 제공합니다: 온도(범위: -5°C ~ 60°C, 정확도: ±0.2°C, ISO 7177:1986 준수), pH(범위: 0-14, 정확도: ±0.1 pH, ASTM D1293 준수), 용존 산소(범위: 0-20 mg/L, 정확도: ±0.2 mg/L, ASTM D888-18 Method C 준수 광학 발광 사용), 암모니아(범위: 0-100 mg/L, 정확도: ±5%의 읽기값, 이온 선택 전극 사용), 탁도(범위: 0-1000 NTU, 정확도: ±2%, ISO 7027 네펠로메트릭 방법 기반), 및 염도(범위: 0-70 ppt, 정확도: ±1 ppt, 4전극 전도도 센서 사용). 이 24개의 센서는 8개의 연못(연못당 3개 센서)에 전략적으로 배치되어 수질의 고해상도 3차원 프로파일을 생성합니다.

센서에서 수집된 데이터는 IP67 등급의 UV 안정화 폴리카보네이트 인클로저에 장착된 중앙 IoT 게이트웨이로 무선 전송됩니다. 통신은 고대역폭 4G LTE 모듈을 통해 처리되어 센서 데이터 전송뿐만 아니라 선택적 고해상도 비디오 스트림도 지원합니다. 현장 운영을 지원하는 'Solar-Medium' 전원 시스템은 IEC 61215 및 UL 1703 준수의 고효율 80W 단결정 태양광 패널과 40Ah 리튬 철 인산(LFP) 배터리 뱅크를 포함합니다. LFP 배터리는 80% 방전 깊이에서 3,000회 이상의 사이클 수명을 제공하여 8년 이상의 신뢰할 수 있는 작동을 보장합니다. 이 시스템은 최소 5일의 자율성을 제공하도록 설계되었습니다. 데이터는 기본적으로 10분 간격으로 샘플링되며, 1분에서 60분으로 설정할 수 있습니다. 게이트웨이는 저장 및 전달 메커니즘을 갖추고 있어 네트워크 중단 동안 40,000개 이상의 데이터 포인트를 로컬에 저장하고 연결이 복원되면 자동으로 재전송합니다.

Aqua-Sense Pro의 핵심은 전문급 클라우드 플랫폼입니다. 모든 웹 브라우저 또는 전용 모바일 앱(iOS/Android)을 통해 접근할 수 있는 이 플랫폼은 8개의 연못의 건강 상태를 시각화하는 실시간 대시보드를 제공합니다. 사용자는 실시간 데이터를 보고, 몇 달 또는 몇 년에 걸친 역사적 추세를 분석하며, 다양한 매개변수를 상관관계 지을 수 있습니다. 플랫폼의 경고 시스템은 매우 구성 가능하여 운영자가 모든 매개변수에 대해 사용자 정의 다단계 임계값을 설정할 수 있습니다. 임계값이 초과되면 시스템은 즉시 SMS, 이메일 및 앱 푸시 알림을 통해 경고를 보냅니다. 전문급에서는 AI 기반 예측 분석 기능이 활성화되어 최대 24시간 전에 잠재적인 수질 문제를 예측하고, 조류 발생 위험을 예측하며, 환경 조건에 따른 어류 성장률을 모델링합니다.

Aqua-Sense Pro 시스템은 모니터링에서 행동으로의 루프를 자동화된 공기 공급기 및 사료 제어를 통해 완성합니다. 이 솔루션은 기존 농장 인프라와 직접 통합되는 견고한 릴레이 제어 모듈을 포함합니다. 클라우드 플랫폼이 사용자가 정의한 설정값(예: 4.5 mg/L) 이하로 DO 수준이 떨어지는 것을 감지하면 자동으로 연못의 공기 공급기를 활성화합니다. 시스템은 DO 수준이 최적 범위로 복원될 때까지 공기 공급기를 작동시키고, 그 후에는 에너지 낭비를 방지하기 위해 공기 공급기를 종료합니다. 이 기능만으로도 수동 또는 타이머 기반 작동에 비해 공기 공급과 관련된 전력 소비를 최대 40% 줄일 수 있습니다. 시스템은 또한 자동 사료 공급 시스템과 통합되어 최적의 대사 조건에서 사료 공급 이벤트를 트리거합니다. 이 데이터 기반 접근 방식은 사료가 효율적으로 소비되도록 보장하여 사료 전환 비율(FCR)을 10-15% 개선하고, 먹지 않은 사료의 환경적 영향을 줄입니다.

광학 DO 및 탁도 센서는 최소한의 유지 관리가 필요하며, 일반적으로 3-6개월마다 생물 오염을 제거하기 위한 간단한 청소가 필요합니다. pH 및 암모니아 ISE 프로브는 12-24개월의 수명을 가지며 최적의 정확도를 위해 2-3개월마다 재교정이 필요할 수 있으며, 이 과정은 모바일 앱에서 안내됩니다. 모든 구성 요소는 현장에서 쉽게 교체할 수 있도록 설계되었으며, 센서당 평균 교체 시간은 15분 미만입니다. 이 시스템은 매우 확장 가능하며, 중앙 4G 게이트웨이는 최대 100개의 개별 센서를 지원합니다. 8개에서 12개 연못으로 확장하려면 추가 센서 프로브를 구매하고 배치하면 되며, 이는 클라우드 플랫폼에서 자동으로 감지되고 구성됩니다. 게이트웨이에서 클라우드로의 데이터 전송은 TLS 1.2를 사용하여 암호화되며, 클라우드 플랫폼은 정보 보안 관리에 대한 ISO/IEC 27001 준수의 안전한 인프라에서 호스팅됩니다. 사용자 접근은 역할 기반 권한을 통해 제어되어, 승인된 인원만 데이터 조회 또는 시스템 설정 변경이 가능합니다.