Der Einsatz von Sensoren zur Messung des gelösten Sauerstoffs im Wasser ist ein weit verbreitetes und erfolgreiches Beispiel für IoT-Technologie in der Aquakultur Südostasiens. Gelöster Sauerstoff ist einer der wichtigsten Wasserqualitätsparameter und beeinflusst direkt die Überlebensrate, das Wachstum und die Gesundheit der Zuchttiere.
In den folgenden Abschnitten wird ihre Anwendung anhand verschiedener Fallstudien und Szenarien detailliert beschrieben.
1. Typische Fallanalyse: Eine großflächige Garnelenfarm in Vietnam
Hintergrund:
Vietnam zählt zu den größten Garnelenexporteuren Südostasiens. Eine großflächige, intensive Garnelenfarm für Weißfußgarnelen im Mekong-Delta sah sich aufgrund mangelhaften Sauerstoffmanagements mit hohen Sterblichkeitsraten konfrontiert. Traditionell mussten die Arbeiter die Parameter mehrmals täglich manuell messen, indem sie mit Booten zu jedem Teich fuhren. Dies führte zu lückenhaften Daten und verhinderte eine schnelle Reaktion auf Sauerstoffmangel, der durch nächtliche Bedingungen oder plötzliche Wetterumschwünge verursacht wurde.
Lösung:
Der landwirtschaftliche Betrieb setzte ein IoT-basiertes intelligentes Wasserqualitätsüberwachungssystem ein, dessen Kernstück der Online-Sensor für gelösten Sauerstoff bildet.
- Einsatz: In jedem Teich wurden ein oder zwei Sauerstoffsensoren in einer Tiefe von etwa 1-1,5 Metern (der primären Wasserschicht für die Aktivität der Garnelen) mithilfe von Bojen oder festen Pfählen installiert.
- Datenübertragung: Die Sensoren übermittelten in Echtzeit DO-Daten und Wassertemperaturdaten über drahtlose Netzwerke (z. B. LoRaWAN, 4G/5G) an eine Cloud-Plattform.
- Intelligente Steuerung: Das System wurde in die Belüfter des Teichs integriert. Es wurden sichere Grenzwerte für den gelösten Sauerstoff (DO) festgelegt (z. B. Untergrenze: 4 mg/L, Obergrenze: 7 mg/L).
- Benachrichtigungen und Verwaltung:
- Automatische Steuerung: Wenn der Sauerstoffgehalt unter 4 mg/L sank, schaltete das System die Belüfter automatisch ein; wenn er über 7 mg/L stieg, schaltete es sie wieder aus. Dadurch wurde eine präzise Belüftung erreicht und Stromkosten gespart.
- Fernalarmierung: Das System sendete Warnungen per SMS oder App-Benachrichtigung an den Betriebsleiter und die Techniker, wenn die Daten ungewöhnlich waren (z. B. ein anhaltender Rückgang oder ein plötzlicher Einbruch).
- Datenanalyse: Die Cloud-Plattform zeichnete historische Daten auf, die dabei halfen, DO-Muster (z. B. nächtlicher Verbrauch, Veränderungen nach der Fütterung) zu analysieren, um Fütterungsstrategien und Managementprozesse zu optimieren.
Ergebnisse:
- Risikominderung: Massensterben durch plötzliche Hypoxie („Floating“) wurden nahezu vollständig eliminiert, was die Erfolgsraten in der Landwirtschaft deutlich verbesserte.
- Kosteneinsparungen: Durch die Präzisionsbelüftung wurde die Leerlaufzeit der Belüfter reduziert, wodurch etwa 30 % der Stromkosten eingespart wurden.
- Verbesserte Effizienz: Die Manager benötigten keine häufigen manuellen Kontrollen mehr und konnten alle Teiche über ihre Smartphones überwachen, was die Effizienz des Managements erheblich steigerte.
- Optimiertes Wachstum: Eine stabile Sauerstoffumgebung förderte ein gleichmäßiges Garnelenwachstum und verbesserte so den Endertrag und die Größe der Garnelen.
2. Anwendungsszenarien in anderen südostasiatischen Ländern
- Thailand: Käfighaltung für Zackenbarsche/Seebarsche
- Herausforderung: Die Käfighaltung in offenen Gewässern ist stark von Gezeiten und Wellen beeinflusst, was zu raschen Veränderungen der Wasserqualität führt. Arten wie der Zackenbarsch, die in hoher Besatzdichte vorkommen, reagieren äußerst empfindlich auf Sauerstoffmangel.
- Anwendung: Korrosionsbeständige Sauerstoffsensoren in den Käfigen ermöglichen die Echtzeitüberwachung. Bei einem Abfall des Sauerstoffgehalts aufgrund von Algenblüten oder unzureichendem Wasseraustausch werden Warnmeldungen ausgelöst, sodass Landwirte Unterwasserbelüfter aktivieren oder die Käfige versetzen können, um erhebliche wirtschaftliche Verluste zu vermeiden.
- Indonesien: Integrierte Polykulturteiche
- Herausforderung: In Polykultursystemen (z. B. Fische, Garnelen, Krabben) ist die biologische Belastung hoch, der Sauerstoffverbrauch signifikant und die verschiedenen Arten haben unterschiedliche Sauerstoffbedürfnisse.
- Anwendung: Sensoren überwachen wichtige Punkte und helfen Landwirten, die Sauerstoffverbrauchsmuster des gesamten Ökosystems zu verstehen. Dies ermöglicht fundiertere Entscheidungen hinsichtlich Futtermenge und Belüftungszeiten und gewährleistet so ein optimales Umfeld für alle Arten.
- Malaysia: Zierfischzucht
- Herausforderung: Hochwertige Zierfische wie Arowana und Koi stellen extrem hohe Ansprüche an die Wasserqualität. Schon geringfügiger Sauerstoffmangel kann ihre Farbe und ihren Zustand beeinträchtigen und ihren Wert drastisch mindern.
- Anwendung: Hochpräzise Sauerstoffsensoren werden in kleinen Betonbecken oder in geschlossenen Kreislaufanlagen für die Aquakultur eingesetzt. Sie sind in Reinsauerstoff-Zufuhrsysteme integriert, um den Sauerstoffgehalt auf einem optimalen und stabilen Niveau zu halten und so die Qualität und Gesundheit der Zierfische zu gewährleisten.
3. Zusammenfassung des Kernnutzens der Anwendung
| Anwendungswert | Spezifische Manifestation |
|---|---|
| Risikowarnung, Schadensreduzierung | Echtzeitüberwachung und sofortige Alarmierung verhindern eine massenhafte hypoxische Mortalität – der direkteste und wichtigste Nutzen. |
| Energieeinsparung, Kostenreduzierung | Ermöglicht die intelligente Steuerung von Belüftungsanlagen, wodurch Energieverschwendung vermieden und die Betriebskosten deutlich gesenkt werden. |
| Effizienzsteigerung, wissenschaftliches Management | Ermöglicht Fernüberwachung und reduziert so den Arbeitsaufwand; datengestützte Entscheidungen optimieren den täglichen Betrieb, wie z. B. Fütterung und Medikamentengabe. |
| Erhöhter Ertrag und höhere Qualität | Eine stabile DO-Umgebung fördert ein gesundes und schnelles Wachstum und verbessert so den Ertrag pro Einheit und die Produktqualität (Größe/Güte). |
| Vermittlung von Versicherungen und Finanzierungen | Digitale Betriebsaufzeichnungen liefern verlässliche Daten für landwirtschaftliche Betriebe und erleichtern so den Abschluss von Agrarversicherungen und die Aufnahme von Bankkrediten. |
4. Herausforderungen und Zukunftstrends
Trotz der weitverbreiteten Anwendung bestehen weiterhin einige Herausforderungen:
- Anfangsinvestitionskosten: Ein komplettes IoT-System stellt für Kleinbauern immer noch eine erhebliche Ausgabe dar.
- Wartung der Sensoren: Die Sensoren müssen regelmäßig gereinigt (um Biofouling zu verhindern) und kalibriert werden, was von den Anwendern ein gewisses Maß an technischem Können erfordert.
- Netzabdeckung: In einigen abgelegenen landwirtschaftlichen Gebieten kann die Netzabdeckung instabil sein.
Zukunftstrends:
- Sinkende Sensorkosten und zunehmende Verbreitung der Technologie: Die Preise werden aufgrund technologischer Fortschritte und Skaleneffekte erschwinglicher.
- Integrierte Multi-Parameter-Sonden: Sensoren für gelösten Sauerstoff, pH-Wert, Temperatur, Ammoniak, Salzgehalt usw. werden in einer einzigen Sonde integriert, um ein umfassendes Wasserqualitätsprofil zu erstellen.
- KI und Big-Data-Analysen: Die künstliche Intelligenz wird nicht nur zur Warnung, sondern auch zur Vorhersage von Trends in der Wasserqualität und zur Bereitstellung intelligenter Managementempfehlungen (z. B. vorausschauende Belüftung) eingesetzt.
- „Sensors-as-a-Service“-Modell: Entstehung von Dienstleistungsanbietern, bei denen Landwirte eine Servicegebühr zahlen, anstatt Hardware zu kaufen, wobei der Anbieter die Wartung und Datenanalyse übernimmt.
- Wir können Ihnen auch eine Vielzahl von Lösungen anbieten für
1. Handmessgerät zur Messung der Wasserqualität mehrerer Parameter
2. Schwimmbojensystem zur multiparametrischen Wasserqualitätsmessung
3. Automatische Reinigungsbürste für Multiparameter-Wassersensor
4. Komplettes Server- und Software-Funkmodul, unterstützt RS485, GPRS, 4G, WLAN, LoRa und LoRaWAN.
Für weitere Wassersensoren Information,
Bitte wenden Sie sich an Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
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Tel.: +86-15210548582
Veröffentlichungsdatum: 25. September 2025