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整合雲端與工業電腦 養殖場也能全面智能化

研華建立智能養殖場之系統架構圖。

水產養殖是高風險的行業,隨時可能因為氣候事件或設備跳電而引發養殖魚大量死亡,業者資金與心血化為烏有。如能利用資通訊科技進行環境監控,在水質水溫不利因素出現時的第一時間即進行處理,將可降低業者損失。

研華公司去年起與澎湖科技大學合作建置小丑魚養殖場e化、資訊系統雲端化,以研華的UNO工業電腦搭配ADAM-2000系列遠端資料擷取模組連接感測器,蒐集養殖箱水中溫度、鹽度、酸鹹值、溶氧量,以及養殖場室內空氣中溫度、溼度等各項數據。

資料主機並與學校網路連線,搭配研華WebAccess資料採擷與遠端監控軟體,師生透過辦公室電腦或手機、iPad即可隨時監看養殖場狀況與重要數據,如果有不利因素出現,即可馬上進行處理,以減少魚兒死亡,提高育成率。

由於目前該項計畫只是進行養殖場資料蒐集與監控,尚未到自動化養殖,不需要性能太強大的主機,可選擇一台體積小、強固耐用、低功耗、較具成本效益的自動化嵌入式工業電腦UNO作為資料蒐集主機,長時間不間斷地穩定運轉。未來資料量趨於龐大時,可增設功能更強大的IPC。

至於資料採擷模組,由於需長時間進行資料蒐集且不中斷,需要堅固耐用、具寬溫設計、低功耗、經過防潮處理的I/O模組,以適合嚴苛的應用環境。

此外,欲實現遠端監控功能,一套具有強大連網功能、支援遠端監控的人機介面 / 資料採擷與監控(HMI/SCADA)軟體不可或缺,並需要開發支援手機作業平台的App程式。

本系統採用研華無風扇工業電腦UNO-1170作為主機,連接ADAM資料傳輸模組及辦公室電腦。UNO-1170體積輕巧,採開放式PC架構,其無風扇、少排線的設計,適合各種嚴苛的作業環境;支援寬溫作業、高度防震與耐撞擊,是一具強固性、可靠性、與低維護成本的工業電腦主機。

在資料擷取與傳輸套件方面,本系統分別以ADAM-6015、ADAM-6017、ADAM-2031作為遠端資料擷取模組,分別擷取養殖場水中溫溼度、酸鹹值、電解值及空氣中溫溼度等各項數據,並經由ADAM-2520等通訊模組將資料以無線傳輸的方式傳送到UNO主機。

ADAM-2000系列是研華專門針對物聯網及無線網路應用而設計,部分產品整合溫度、濕度、光照、二氧化碳等感測功能,例如本案採用的ADAM-2031,無需另接感測器,相當適合作為環境監測之用。ADAM-2000系列的低功耗特質,僅作為資料採擷用途時,在每分鐘擷取傳送一次資料設定下,每次只要換兩顆普通的AA鹹性電池,就可以運轉上一整年。

HMI/SCADA軟體方面,研華去年完成並發表WebAccess的手機App程式開發,可支援蘋果和Android作業系統,使用者只要從手機或iPad下載安裝App,即可連線到系統電腦觀看重要數據。這套系統同時具有示警功能,只要養殖場環境變化可能對養殖魚產生不利影響時,即透過電腦、手機、iPad示警,提醒注意。

以研華UNO-1170工業電腦搭配ADAM-2000系列I/O模組、以及WebAccess軟體來實現資料蒐集、遠端及雲端監控,是一個兼具成本與效益、穩定耐用的解決方案。尤其ADAM-2000系列的無線傳輸、寬溫、強固、低功耗特質,不只適合室內養殖場,更適合空間廣大、不容易有網路纜線佈建但仍有3G無線傳輸電波的戶外養殖場,例如魚塭或沿海養殖區。

在全球氣候變遷愈來愈激烈,極端氣候事件愈來愈頻繁,暴熱、暴寒、與暴雨動輒威脅養殖漁業生計之時,透過類似環境監測與示警系統的建立,將可防範不幸於未然,減少業者可能的損失,同時減緩氣候變遷可能帶來的糧食危機。

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