Development of IoT Based Fish Monitoring System for Aquaculture
Department of Electrical and Computer Engineering, North South University, Dhaka, 1229, Bangladesh
Department of Computer Engineering, Kwame Nkrumah University of Science and Technology, Kumasi, Ghana
Department of Computer Science, College of Computers and Information Technology, Taif University, Taif, 21944, Saudi Arabia
Department of Information Technology, College of Computers and Information Technology, Taif University, Taif, 21944, Saudi Arabia
Corresponding Author: Mohammad Monirujjaman Khan. Email: monirujjaman.khan@northsouth.edu
Received: 06 July 2021; Accepted: 12 August 2021
Аннотация: Аквакультура в основном относится к выращиванию водных организмов, обеспечивающих подходящую среду для различных целей, включая коммерческие, рекреационные и общественные цели. Целью данного документа является увеличение производства рыбы и сохранение водной среды аквакультуры в Бангладеш. В этом документе представлен способ использования устройств на базе Интернета вещей (IoT) для мониторинга основных потребностей аквакультуры и оказания помощи в обеспечении рыболовства всем необходимым. С помощью этих устройств будут контролироваться различные параметры воды для улучшения условий обитания рыб. Эти устройства состоят из нескольких датчиков, которые определяют уровень потенциального содержания водорода (pH), температуру воды, а также будут две дополнительные секции, где можно будет определить уровень растворенного кислорода и уровень аммиака с помощью тестовых наборов, которые необходимы для правильное рыбоводство в правильной воде. Также разработано мобильное приложение на базе Android. В этой системе фермеры, рыбаки и люди, связанные с аквакультурой, будут пользователями приложения для Android. Через это приложение и с помощью устройства пользователи будут уведомлены о количестве растворенного кислорода, уровне аммиака, уровне pH и температуре водоёма. . Эта система мониторинга поможет рыбоводам принять необходимые меры для предотвращения любого нарушения водной среды. Хотя Бангладеш является речной страной, и рыбоводство оказывает огромное влияние на экономику этой страны, необходимо поддерживать хорошее здоровье, чтобы производить все больше и больше рыбы. Но рыболовство в этой стране недостаточно опытно, чтобы понять, как обеспечить рыбу необходимыми элементами и что делать. Они могут получить помощь от этой системы и измерить параметры, необходимые для выращивания большего количества рыбы.
Ключевые слова: Аквакультура; приложение для Android; Интернет вещей; датчики; растворенный кислород; уровень pH; температура; загрязнение воды; здоровье рыб; рыбоводы; Бангладеш
Важность аквакультуры неописуема. В системе аквакультуры рыб выращивают в закрытых искусственных водоемах, таких как резервуары, где они живут, питаются, растут и удаляют отходы. Здесь нет естественного источника воды, поэтому качество воды быстро снижается, что влияет на рост и здоровье рыб. Таким образом, качество воды является важным фактором в системе аквакультуры, гарантирующим идеальный рост и здоровье рыбы [1, 2]. Тем не менее, предлагаемая система призвана удовлетворить спрос на рыбу, поддерживая качество воды, необходимое для производства все большего и большего количества рыбы, и помогая увеличить экономическую ценность. Благодаря рыбе рыбных запасов станет больше, а здоровье человека станет богаче.
Около 3,69% общего валового внутреннего продукта (ВВП) страны приходится на аквакультуру, а 22,60% сельскохозяйственного ВВП приходится на аквакультуру [3]. За последние 10 лет (с 2004–2005 по 2013–2014 финансовый год) рост вылова был довольно постоянным, со средним ростом 5,38% в год [4]. С 2009–2010 по 2013–2014 годы в этом секторе наблюдались устойчивые темпы роста от 7,32% до 4,04% [5]. В последние годы объем производства дикого рыболовства достиг 16,78% (океанский) и 83,22% (пресноводный), в результате чего Бангладеш стала пятой по величине страной-производителем аквакультуры в мире в 2015–2016 годах. Считается, что эти цифры составляют более половины общее производство рыбы в стране (55,15%) [6]. Прудовое разведение считается центральным элементом водного производства Бангладеш, которое составляет 85,8% от общего объема производства и покрывает 57,7% площади водных угодий [6].
Из статистики разведения рыбы в Бангладеш мы обнаружили два типа систем выращивания рыбы во внутренних водах: открытые внутренние воды и закрытые внутренние воды. Близлежащие внутренние воды содержат большое количество прудов, водоемов для сезонного выращивания, загонного выращивания, садкового выращивания, ферм и так далее. Пруды занимают 384,7 тыс. га площади, сезонные водоемы — 136,273 га и т.д. По данным статистики 2016–2017 годов, для выращивания рыбы в целях развития экономики имеется 833752 гатериковых площадей [7]. Данные Департамента рыболовства (DOF) показывают, что основная часть продукции прудового хозяйства приходится на производство карпов. Около 59% рыбной продукции прудов приходится на отечественных индийских карпов и толстолобиков. Ненародные виды составляют оставшиеся 19%. Включая всех других неместных карпов и индийских мелких карпов, они составляют 88% производства прудовой рыбы в Бангладеш; См. рис. 1.
Рисунок 1: Вклад каждого вида в общий объем прудовой продукции в 2007/2008 гг. (Источник: изменено из DOF 2009a, 2010) [8]
Каждый год в этом секторе зарабатываются большие суммы денег за счет экспорта огромного количества рыбы и креветок. Например, около 2 720 000 BDT (бангладешская така) было заработано на экспорте рыбы и креветок в июле 2020 года [9]. Около 1,4 миллиона женщин работают в различных отраслях рыбной продукции, таких как рыболовство, сельское хозяйство, обработка рыбы и т.д. переработку и зарабатывать себе на жизнь [10]. Рыболовство и аквакультура играют огромную роль в зарабатывании иностранных денег, и этот сектор считается второй по величине экспортной отраслью. Бангладеш производит разнообразную рыбу, которая экспортируется примерно в 60 стран мира. Основными странами-импортёрами рыбы и рыбной продукции из Бангладеш являются Европейский Союз (ЕС), США и Япония [11].
Бангладеш заработала много денег на экспорте рыбы в другие страны. В 2013–2014 годах этот сектор заработал около 4 776,92 бразильских динаров за счет экспорта 77,33 тысяч метрических тонн (метрических тонн) рыбы и рыбной продукции, что было самым высоким экспортным доходом за предыдущие десять лет. Высокие темпы экспорта сохранились и в 2016–2017 годах: за счет экспорта 68,31 тыс. тонн рыбы и рыбной продукции было заработано около 4 287,64 крор индийских динаров [12]. В Бангладеш выращивают множество видов рыбы. Тилапия – лучшая и самая прибыльная рыба для заквашивания во всех уголках страны. Также широко выращиваются креветки, крабы и другие морепродукты. Креветки и крабы пользуются большим спросом как на местном, так и на мировом рынках, поэтому цены на них высоки. Креветки и крабы экспортируются в огромных количествах. Помимо них, бхетки, тангра, хорина, чингри и т. д. — некоторые распространенные виды рыб, которые естественным образом растут в соленой воде. Некоторые распространенные пресноводные рыбы, которые в основном выращиваются, — это катла, руи, мригал, карп, боал, пабда, читал, кои, шол, гозар и различные виды сома [13 ].
В условиях быстрого роста экономики наша окружающая среда каждый день сталкивается с новыми проблемами. Одной из главных проблем, с которыми мы сталкиваемся, является загрязнение воды. Наиболее распространенными факторами качества воды являются растворенный кислород (DO), общий аммиачный азот (ионизированный и неионизированный), нитрит, pH, щелочность, жесткость, углекислый газ, соленость, железо, хлор, сероводород и прозрачность. Обычно нам приходится собирать образцы вручную, чтобы найти эти факторы, а затем доставлять их в лабораторию для проверки. Таким образом, этот процесс является суетливым, и нам нужно много времени для анализа образцов. Вот почему нам нужно что-то новое, чтобы справиться с этим явлением.
Белен [14] разработала систему аквакультуры, в которой контролировались три параметра: уровень pH, температура, и скорость потока. В этом эксперименте не было корреляции между скоростью потока и pH или температурой. Но температура была рассчитана путем обратного пропорционального соотношения уровня pH. Другая система была разработана Толентино и др. [15]. В системе они рассчитали нагреватель аквариума, гидрокарбонат натрия и водяной насос, измерив некоторые параметры воды, и отобразили их в веб-приложении. Параметрами были температура, pH, окислительно-восстановительный потенциал (ОВП), соленость и растворенный кислород. Но эту систему нельзя использовать на крупных водоемах для производства водной продукции. Радж и др. [16] разработал систему мониторинга, в которой использовались три датчика: pH, температура и ультразвук. Функция системы заключалась в контроле за питанием водных организмов в аквариуме. Харун и др. [17] построил систему с тремя датчиками: pH, температуры и Do (растворенного кислорода) для измерения уровня качества воды. Розалин и др. [18] создал систему подобных работ с пятью датчиками: расстояние, аммиак, соленость, кислород и температура. Но система будет стоить дороже, хотя некоторые затраты можно сократить. Другая система, построенная Saha et al. [19] — это автоматизированная система мониторинга аквакультуры на рыбных фермах на основе Интернета вещей, в которой используются четыре датчика: температуры, pH, проводимости и акварели. Но для огромного производства этих измерений недостаточно. Авторы [20] предложили интеллектуальную агротехническую систему на основе Интернета вещей, которая учитывает влажность, температуру и влажность почвы в качестве важных параметров ведения сельского хозяйства. Авторы в [21] представили приложение VANET для мониторинга здоровья, которое не предназначено для аквакультуры. В ходе этой исследовательской работы была разработана система мониторинга рыбы для аквакультуры на основе Интернета вещей. Целью этой системы является преодоление недостатка других систем в этой области. Используя эту систему, рыбаки и связанные с ними люди могут измерять факторы качества воды и следить за здоровьем рыбы и других аквакультур. Мобильное приложение Android может помочь измерить эти параметры воды в режиме реального времени. За счет снижения стоимости система поможет повысить уровень производства за счет измерения важнейших параметров воды.
В аквакультуре необходимо учитывать несколько проблем. Кислородное истощение означает низкий уровень растворенного кислорода (DO). Низкий уровень DO может привести к гибели рыбы. Когда содержание растворенного кислорода падает до 2–4 мг/л, страдают почти все виды рыб. Для них это очень вредно. Другое дело – уровень pH воды, который не должен быть слишком высоким или слишком низким. Другим критерием является температура водоема, которая во многом зависит от вида рыбы. Поскольку разные рыбы выживают при разной температуре, следует проверять температуру водоема. Аммиак известен как тихий убийца в сфере аквакультуры. Если вовремя не снизить уровень аммиака, то рыба погибнет в одночасье. Стандартный уровень РК для рыбы должен составлять 6,5–8 мг/л и находиться в пределах 80–120 % [22]. Если уровень снизится, рыба может задохнуться и умереть. pH – еще один важный параметр, который должен находиться в диапазоне 6,5–9,0 [23]. Больше или меньше диапазона нанесет вред рыбам, и они могут погибнуть. Температура является ключевым фактором для холодноводных видов. Они не переносят температуру выше 20–25 градусов Цельсия. Виды, живущие в теплой воде, могут выживать и расти при температуре 10–15 градусов Цельсия и даже ниже 10 градусов Цельсия, но не размножаются при температуре ниже 20 градусов Цельсия. Тропическим видам необходимы сравнительно высокие температуры. Они погибнут при 10–20 градусах Цельсия и не смогут расти и воспроизводить что-либо при температуре ниже 25 градусов Цельсия [24]. Еще одним важным элементом является уровень аммиака. Для холодноводных рыб он должен находиться в пределах от 0,3 до 0,9 мг/л; от 0,7 до 3,0 мг/л для тепловодных рыб; от 0,6 до 1,7 мг/л для морской рыбы; и от 0,7 до 3,0 мг/л для морских креветок. Если уровень аммиака в воде увеличится, рыба погибнет при высоком уровне [25]. Таким образом, уровень параметров очень важен для выращивания все большего количества рыбы.
С учетом этого видения в этой статье были предложены устройства и мобильные приложения на базе Интернета вещей (IoT), которые будут контролировать сектор аквакультуры Бангладеш и помогать нам поддерживать экологически чистую среду для рыб на удовлетворительном уровне. В этой статье описывается система на основе Интернета вещей, которая контролирует водоем пруда, пруда или баора, где рыбаки выращивают рыбу. В этой статье построено устройство, состоящее из нескольких датчиков. Датчик получает некоторые данные из воды и показывает их значение в мобильном приложении Android. Процесс будет выполняться с помощью модуля Esp-12E с использованием интерфейса прикладного программирования (API). После получения данных об уровне pH и температуре с помощью датчиков и мобильного приложения, а также после тестирования растворенного кислорода и аммиака с помощью набора рыбы, фермеры или пользователи могут предпринять соответствующие шаги, чтобы обеспечить надлежащую здоровую воду для здорового образа жизни рыб.
Раздел 1 содержит введение. В разделах 2 и 3 обсуждаются материалы, методы и результаты соответственно. В разделах 4 и 5 описаны обсуждение и выводы соответственно.
2.1 Аппаратное обеспечение для разработки системы
Предлагаемая система создана для того, чтобы рыбаки могли контролировать качество воды для создания здоровой среды для обитания рыб. Здоровая вода необходима для водных животных. Качество воды определяется некоторыми факторами, такими как уровень pH, уровень кислорода, температура и т. д. Некоторые датчики были интегрированы в предлагаемую систему для сбора значений некоторых параметров из воды. Для этой цели были использованы датчик pH, датчик температуры, комплект кислорода и комплект аммиака. Эта система была создана путем подключения датчика pH, датчика температуры и некоторого другого оборудования.
Датчик температуры и датчик pH собирают значение воды и отправляют его на сервер через модуль Wi-Fi. Для просмотра значений было сделано мобильное приложение. Уровень pH важен для рыб. Чтобы вырастить здоровую рыбу, важно поддерживать уровень pH. Итак, был использован датчик pH (Рис. 2) [26 ]. Пресноводные пруды имеют естественный pH в пределах 6–8. Когда уровень pH воды низкий, это означает, что вода кислая, а высокий pH означает, что она щелочная. Если вода в пруду становится очень щелочной, это может повредить кожу, глаза и другие внешние поверхности рыб. Кислая вода вредит размножению рыб. Рыба может погибнуть из-за низкого уровня pH [27,28].
Рис. 2. Датчик pH
Датчик температуры (Рис. 3) [29] использовался для контроля температуры воды. Поскольку уровень активности рыб зависит от температуры, важно поддерживать правильную температуру. Горячая вода не может содержать достаточно кислорода для рыб, поэтому это важно для рыб. Рыбы более активны в теплой воде, поэтому для выживания им требуется больше пищи. В холодной воде они сравнительно менее активны, поэтому им требуется меньше пищи. Уровень температуры для всех видов рыб неодинаков. Здесь мы использовали датчик температуры DS18B20. DS18B20 — программируемый цифровой датчик температуры. Работает по методу 1 проводной связи. Датчик pH может измерять широкий диапазон температур (от −55°C до +125°C) с приличной точностью ±5°C [30]. Кислород – важнейший элемент для рыб. Когда уровень растворенного кислорода слишком низкий или высокий, это повлияет на качество воды. Поэтому для измерения уровня растворенного кислорода в воде и уровня аммиака использовались наборы для измерения кислорода и аммиака. Рис. 4 показан кислородный комплект. Здесь в системе используется кислородный комплект для снижения стоимости всей предлагаемой системы.
Рис. 3. Датчик температуры DS18B20
Рис. 4. Набор для тестирования растворенного кислорода
Это способ измерения уровня растворенного кислорода в воде. Для измерения растворенного кислорода поместите 5 мл воды в банку, добавьте 5 капель тестового раствора химического вещества 1 и тестового раствора химического вещества 2, подождите 4–5 минут, чтобы вода изменила цвет. Желаемого цвета воды мы добьемся, объединив растворы водного и кислородного набора. После этого нам необходимо открыть раздел «Растворенный кислород» в нашем мобильном приложении. Мы сопоставим цвет воды в банке с цветовой шкалой в приложении. Комплект аммиака, показанный на рис. 5 — эффективный способ определения уровня аммиака в воде. Чтобы измерить содержание аммиака в воде, нам нужно добавить 4 капли реагентов 1, 2 и 3 в банку с 2 мл (миллилитром) воды из резервуара/пруда и подождать 4–5 минут, чтобы вода изменила цвет. Желаемого цвета воды мы добьемся, комбинируя растворы воды и аммиака. ESP-12E (Рис. 6) [31] используется для установите беспроводное сетевое соединение для микроконтроллера для сборки этого устройства.
Рис. 5. Наборы для тестирования на аммиак
Рис. 6: Модуль ESP-12E
Он имеет внутренний 32-битный микроконтроллер, который может выполнять несколько операций связи и выводить сигналы. Мы также использовали батарею на 12 В, понижающий преобразователь LM2596, резистор 10 кОм, переключатель и несколько проводов. LM2596 использовался для регулировки входного напряжения. Контроллер Node mcu имеет встроенный Wi-Fi. Датчик PH подключен к аналоговому контакту A0 узла MCU. Он имеет 10-битный преобразователь постоянного тока и датчик температуры ds18b20, который подключается к цифровому выводу D1 узла mcu. Он поддерживает 8-битный ввод и вывод. Принципиальная схема подключения устройства представлена на рис. 7. Для разработки системы в данной работе использовалось множество типов оборудования. В приведенной ниже табл. 1 показывает наименование и цену оборудования.
Рисунок 7: Принципиальная схема подключения устройства
Приложение создал изобретатель Массачусетского технологического института (MIT). Эта система очень удобна для пользователя, имеет простой интерфейс и простое внутреннее соединение. Это программное обеспечение имеет некоторые функции перетаскивания, которые помогают дизайнеру создавать пользовательский интерфейс [32]. У изобретателя приложения MIT есть несколько панелей с вариантами кнопок и дизайна. В пользовательском интерфейсе изобретателя приложения MIT есть два основных редактора: редактор дизайна и второй редактор блоков. Редактор дизайна представляет собой интерфейс перетаскивания, который используется для компоновки элементов пользовательского интерфейса приложения (пользовательского интерфейса) (Рис. 8). Редактор блоков – это среда, в которой изобретатели приложений могут визуально излагать логику своих приложений, используя блоки с цветовой кодировкой, которые соединяются вместе, как кусочки головоломки, для описания программы [33< а i=6>]. Вот как создается пользовательский интерфейс. Также есть возможность подключить приложение к серверу. Серверная часть создается с помощью этого изобретателя приложения, а ключ API (интерфейс прикладного программирования) для подключения передается программному обеспечению для подключения к устройству через сервер. После поиска в Google мы можем найти изобретателя приложения MIT, и там мы создадим учетную запись Google или войдем в нее. А затем найдем экран для создания интерфейса. Существуют различные параметры, такие как текст, панель, метка, изображение и многие другие, которые мы можем добавить в интерфейс и раскрасить. Именно так создается каждая страница, а затем соединяется с главной страницей другие страницы.
Рис. 8: Программное обеспечение MIT, показывающее создание приложения пользовательского интерфейса
Хостинг хранилища от Google Firebase получил код API, и хранилище было предоставлено серверу приложений. База данных реального времени Firebase — это база данных, размещенная в облаке. Данные хранятся в формате JSON и синхронизируются в режиме реального времени с каждым подключенным клиентом [34]. Firebase предоставляет пространство памяти для хранения данных, полученных с устройства, и их отображения приложению. Для пространства Firebase предоставляет ключ API. Ключ API необходимо включить в серверную часть приложения, чтобы отображать данные в приложении. На рис. 9 мы приобрели хранилище для хранения даты у Firebase и назвали это хранилище именем нашей системы, а затем отправили API в приложение для хранения значения.
Рис. 9. Firebase Google
Рис. 10a и 10b показан окончательный прототип предлагаемой системы. Все оборудование соединено между собой и закреплено на плате: см. рис. 10а. Здесь переключатель используется для управления источником питания. Он подключен к аккумулятору 12 В. Поскольку входное напряжение 12 В не требуется, для снижения входного напряжения до 5 В используется понижающий преобразователь LM2596. Модуль ESP-12E получает эти 5 В и начинает собирать данные с датчика pH и датчика температуры. Рис. 10b показан реальный эксперимент, из которого были собраны все значения. Устройство поместили в плавучую чашу в пруду. Когда датчики собирают значения из воды, мобильное приложение показывает это значение. Мы подключили эту систему к нашему Android-приложению и отправились к пруду, чтобы измерить значение pH и уровень температуры воды.
Рисунок 10: Система мониторинга на основе Интернета вещей: (a) показывает устройство, на котором показано подключаемое оборудование, и (b) представляет собой реальный эксперимент с устройством, в котором устройство измеряет уровень воды в пруду
Рис. 11a и 11b показан результат измерения уровня pH воды и интерфейс мобильного приложения, на котором показано измеренное значение. . Чтобы измерить значение pH воды, необходимо поместить его в воду датчик pH. Этот датчик будет собирать значение из воды и передавать его в приложение через модуль Wi-Fi. Это значение будет показано в разделе pH приложения. Обычно шкала pH колеблется от 6,5 до 8,5 и подходит для производства рыбы. Здесь значение pH воды этого пруда составило 7,03, что подходит для производства рыбы. В такой воде рыба будет в безопасности и здорова, поскольку pH этой воды идеален. Поскольку это стандартный уровень pH, рыбаки могут выращивать рыбу в этом пруду.
Рисунок 11: (a) Результат уровня pH в воде и (b) Интерфейс приложения, показывающий значение
3.1.2 Результаты датчика температуры
Датчик температуры необходим для того, чтобы поместить его в воду и получить значение температуры. Он соберет значение из воды и передаст его в приложение через модуль Wi-Fi. Это значение будет показано в разделе температуры приложения. В этом эксперименте температура воды составляла 27,8125°C, что подходит для производства рыбы. В такой воде рыба будет в безопасности и здорова, поскольку pH этой воды идеален. Разным видам рыб нужна разная температура. Температура этой воды показана на рис. 12.
Рис. 12: (a) Результат температуры воды и (b) Интерфейс приложения, показывающий значение. Примечание. Мы получили значение температуры 27,8125°C. Это стандартная температура для выращивания рыбы в водоеме
3.2 Разработка приложений и комплектные решения
Рис. 13 показан интерфейс домашней страницы мобильного приложения, разработанного для системы. Это домашняя страница приложения. Здесь отображаются четыре параметра. После нажатия на каждый параметр пользователю будет показано значение или цветовой код. Для pH и температуры пользователь может видеть значение уровня растворенного кислорода и растворенного аммиака; пользователь найдет цветовой код, который должен соответствовать раствору из набора.
Рис. 13: Интерфейс домашней страницы приложения, которое мы используем для устройства
3.2.2 Результаты испытаний растворенного кислорода
5 мл воды помещали в сосуд для измерения растворенного кислорода и в сосуд добавляли 5 капель тестируемого раствора химического вещества 1 и тестируемого раствора химического вещества 2. После смешивания растворов с водой оставляли на 4–5 мин для изменения цвета воды. Когда цвет воды изменился, раздел растворенного кислорода в нашем мобильном приложении нужно было открыть и сопоставить цвет воды в банке с цветовой шкалой в приложении (Рис. 14). ). После сопоставления было обнаружено, что уровень растворенного кислорода в воде находится в пределах 6–7. Если уровень низкий, то цвет будет светлый, а уровень меньше.
Рисунок 14: Результат растворенного кислорода (a) — это раствор, приготовленный с помощью набора, (b) — это раствор, соответствующий предоставленному цветовому коду и (c) Показывает интерфейс применения цветового кода
3.2.3 Результаты испытаний на аммиак
Для измерения уровня аммиака в воде в банку набрали 2 мл воды и добавили в банку 4 капли тестируемого раствора химиката 1, тестируемого раствора химиката 2 и тестируемого раствора химиката 3 (см. ) /span>). После смешивания растворов с водой оставляли на 4–5 мин для изменения цвета воды. Когда цвет воды менялся, нужно было открыть раздел аммиака в нашем мобильном приложении и сопоставить цвет воды в банке с цветовой шкалой в приложении. После сопоставления было обнаружено, что уровень аммиака в воде составлял около 0,25 частей на миллион. Вода полезна, пока ее уровень ниже 1 ppm. Когда уровень аммиака превышает 1 ppm, вода становится небезопасной для рыб.Рис. 15
Поскольку это устройство предназначено для мониторинга добычи рыбы, рыбаки могут получить помощь от этого устройства и приложения. Он даст информацию о качестве воды. Если вода в пруду недостаточно полезна для выращивания рыбы, рыбаки узнают об этом, прежде чем начинать разведение рыбы. Здоровая вода важна для роста рыб, поэтому необходимо проверять ее качество. Это устройство дешевое и несложное, поэтому его может использовать каждый.
Рисунок 15: Результат растворения аммиака, (a) — раствор, приготовленный с помощью набора, (b) — раствор, соответствующий предоставленному цветовому коду, (c) ) Показывает интерфейс применения цветового кода
Результатом, полученным от устройства с помощью приложения, является информация о pH и температуре водоема, где рыбак будет выращивать рыбу. Устройство может поместить датчики в воду, и приложение покажет значение pH и температуры. Два других компонента, растворенный кислород и уровень аммиака, будут наблюдаться с помощью растворов тест-набора. Растворы создадут цвет, который будет соответствовать цветовой таблице, указанной в приложении. Благодаря этому пользователи будут знать о количестве растворенного кислорода и аммиака в водоеме. Таб. 2 показано сравнение нашей системы с другими решениями, представленными в существующей части.
Система мониторинга рыбы для аквакультуры является настоящей рукой помощи людям, поскольку к ней легко получить доступ и это автоматизированная система мониторинга по разумной цене. Использование недорогих и доступных датчиков делает приложение разумным и простым в доступе. Мы рассмотрели некоторые существующие документы, разработанные другими по этой теме. Между ними есть сходства и различия. Но мы работали над тем, чтобы обеспечить рыбам здоровую жизнь. Таб. 3 показано сравнение системы этой статьи и других. Из табл. 3 видно, что предлагаемая система в этом исследовании имеет датчики измерения температуры, уровня pH, растворенного кислорода и уровня аммиака. Кроме того, эта система имеет мобильное приложение для Android, в то время как другие доступные в литературе системы не обладают всеми функциями. Предлагаемая система также очень экономична: см. Таб. 3.
Эта предлагаемая система будет устойчивой, поскольку она поможет пользователям понять параметры воды и предпринять необходимые шаги для поддержания воды на стандартном уровне, чтобы рыбы могли быть здоровыми и легко рожать больше рыб. Эта система может очень помочь в производстве большого количества рыбы. Рыболовство и люди в своей области получат большую пользу, если пользователи сохранят эти устройства и приложение на своих телефонах Android. Если они это сделают, они получат огромное увеличение производства рыбы в своем пруду или клетке. Рис. 16 представлен мировой объем рыболовства за 1980–2022 гг. [35].
Рис. 16. Мировое производство рыбной продукции, 1980–2022 гг. [33]
На приведенном выше графике показано ежедневное влияние аквакультуры на наше общество и страну. Предлагаемая система имеет большой потенциал для улучшения условий аквакультуры для рыболовства. Более того, экономический потенциал огромен, поскольку предлагаемая система усилит усилия рыбоводов по получению более высоких уловов. Эта система спасает жизни рыб, обеспечивая идеальную воду для их здоровой жизни, и поэтому пользователь получает все больше и больше рыбы. Они могут продать рыбу на рынке и заработать больше денег. Кроме того, они могут внести свой вклад в национальную экономику, экспортируя рыбу в другие страны. Данное устройство будет полезно всем людям, которые тесно или удаленно занимаются аквакультурой. Ограничением этой системы является то, что в настоящее время она не имеет функций мобильного приложения для Android. В будущем может быть рассмотрена интеграция мобильных приложений на базе iOS.
В этом документе предлагается система аквакультуры на основе IOT для улучшения и мониторинга качества воды для рыбной промышленности. В этом исследовании учитывались следующие важные параметры, такие как: подходящая температура, уровень pH, качественная подача кислорода и уровень растворенного аммиака. Считается, что предлагаемая система сделает водную среду более прибыльной, продуктивной и устойчивой. Это внесет огромный вклад в здравоохранение и экономику Бангладеш. Правительство должно хорошо заботиться об этом секторе, инвестируя, проводя строгую экологическую политику и создавая надежную связь между фермерами, рыбаками и другими людьми, связанными с этим сектором. Чтобы удовлетворить огромный спрос на рыбу среди быстро растущего населения Бангладеш. Кроме того, нам необходимо сосредоточиться на вещах, которые наносят вред водной среде, для правильного развития рыб. В ходе всего исследования основной задачей было обеспечение здоровья рыб для увеличения производства рыбы. Для этого была построена система мониторинга рыбы на базе IoT, позволяющая проверять измерения необходимых элементов и следить за тем, здорова ли рыба и получает ли она все необходимое для счастливой жизни. С помощью этой системы рыболовство будет знать уровень кислорода, аммиака, pH и температуры и предоставит оборудование для поддержания равновесного уровня. Таким образом, рыба вырастет здоровой.
В будущем мы намерены заставить устройство проверять больше параметров, а также снабдить необходимым оборудованием для поддержания здоровья рыб. Мы также думаем о том, чтобы предоставить рыбоводам знания о том, как правильно поддерживать здоровье рыб. С помощью этой системы в будущем можно будет интегрировать мобильные приложения на базе iOS.
Признание: Авторы выражают благодарность за поддержку проекту поддержки исследователей Таифского университета (TURSP-2020/211), Университет Таифа, Таиф, Саудовская Аравия.
Заявление о финансировании: Номер проекта исследователей Таифского университета (TURSP-2020/211), Таифский университет, Таиф, Саудовская Аравия.
Конфликты интересов: Авторы заявляют, что у них нет конфликтов интересов, о которых можно сообщить в отношении настоящего исследования.