海 涛， 陈 娟， 韦 文， 李娜娜， 曾泽明

(1.广西大学 电气工程学院，广西 南宁 530004；2.广西中烟工业有限责任公司，广西 南宁 530001)

0 引言

2019年，中国水产养殖产量占全球水产养殖产量的60%以上，人工养殖淡水产品产量达3 013.59×104t，是名副其实的水产养殖大国[1]。随着水产养殖业的迅猛发展，水质作为水产养殖的根本条件受到越来越多的重视。水质的某些参数如pH值、温度、溶氧量等对水生动物的生存有着至关重要的影响，因而对水质参数进行实时监测有助于进一步促进水产养殖业的发展[1-2]。

国内外已有学者对水质参数的监测进行了研究。文献[3]应用紫蜂协议(ZigBee)和无线连接(wireless-fidelity，WiFi)技术设计出水产养殖系统，实现了水质信息的无线传输。文献[4]将窄带物联网(narrow band internet of things,NB-IoT)技术应用于养殖塘的水质监测，实现了对养殖塘的集中管理。文献[5]利用长距离无线通信(long range radio,LoRa)技术多数据率特点，设计了长距离低功耗的无线传感网络系统，实现监测网络大面积覆盖。但是，ZigBee的通信距离较短，需要依赖路由节点才能达到大面积网络覆盖，存在通信延时等问题[6-7]。NB-IoT可通过协议直接上传云平台，通信距离较长且通信实时性好，但是费用较高。LoRa通信距离长、稳定，功耗价格低于NB-IoT，但是需要自建基站或者转网关才能上传云平台，否则只能在局域网无线传输[8-10]。

综上可知，单一物联网技术有一定的局限性，本文结合LoRa技术和NB-IoT技术的优点，设计了水产养殖水质监控系统，以微控制单元(micro control unit，MCU)作为系统环境参数采集核心，通过LoRa和NB-IoT物联网技术完成数据上传云平台、指令下达至电气设备。……