Εφαρμογή συστημάτων ασύρματων δικτύων αισθητήρων στις Υδατοκαλλιέργειες

Abstract

Οι Υδατοκαλλιέργειες αποτελούν αναμφισβήτητα έναν από τους ταχύτερα αναπτυσσόμενους κλάδους τροφίμων στον κόσμο. Τα προϊόντα υδατοκαλλιέργειας είναι σημαντική πηγή τροφής για μεγάλο μέρος του πληθυσμού, καθώς συγκαταλέγονται στα τρόφιμα υψηλής θρεπτική αξίας με ωφέλιμη δράση στην ανθρώπινη υγεία. Σήμερα, εφαρμόζονται εντατικά συστήματα εκτροφής για την κάλυψη της αυξημένης ζήτησης προϊόντων υδατοκαλλιέργειας από τους καταναλωτές. Κύριος στόχος των μονάδων εντατικής παραγωγής είναι η βελτίωση της παραγωγικότητάς τους μέσω της ορθής διαχείρισης και του συνεχούς ελέγχου του περιβάλλοντος εκτροφής. Τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων αποτελούν μια νέα τεχνολογία που εφαρμόζεται ολοένα και περισσότερο τα τελευταία χρόνια σε τέτοιου τύπου μονάδες εκτροφής. Η εφαρμογή τους αποτελεί μια πολύ καλή λύση για την παρακολούθηση της ποιότητας του νερού εκτροφής, το οποίο επηρεάζει άμεσα την επιβίωση και την ανάπτυξη των εκτρεφόμενων σε αυτό οργανισμών. Τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα των ασύρματων δικτύων αισθητήρων είναι η απομακρυσμένη και σε πραγματικό χρόνο παρακολούθηση, η εύκολη εφαρμογή και η μη επανδρωμένη διαχείριση. Ωστόσο, το υψηλό τους κόστος αποτελεί περιοριστικό παράγοντα για την επέκταση της εφαρμογής τους. Στην παρούσα Διπλωματική εργασία παρουσιάζονται ορισμένες μελέτες σχετικά με τα διαθέσιμα συστήματα παρακολούθησης της ποιότητας του νερού, καθώς επίσης και έρευνες που πραγματοποιήθηκαν για την παρακολούθηση της συμπεριφοράς των υδρόβιων οργανισμών. Επιπλέον, παρουσιάζονται οι διάφοροι τύποι αισθητήρων που χρησιμοποιούνται στα ασύρματα συστήματα παρακολούθησης και αναφέρονται κάποια από τα διαθέσιμα εμπορικά μοντέλα αυτών. Με βάση τα αποτελέσματα των μελετών, η εφαρμογή των ασύρματων δικτύων αισθητήρων για την παρακολούθηση της ποιότητας του νερού συμβάλλει στη βελτίωση της παραγωγικότητας, στη βελτίωση της ποιότητας των παραγόμενων προϊόντων, στην προστασία του υδάτινου περιβάλλοντος, στον έλεγχο της τροφής, στη μείωση των απωλειών του εκτρεφόμενου πληθυσμού και στην αύξηση του οικονομικού οφέλους των μονάδων.

Aquaculture is undoubtedly one of the fastest growing food industries in the world. Aquaculture products are an important source of food for a large part of the population, as they are high-nutrient foods with beneficial effects on human health. Today, intensive farming systems are being deployed for the growing demand of aquaculture products by consumers. The main objective of intensive aquaculture production is to improve their productivity through suitable management and continuous control of the water environment. In recent years, Wireless Sensor Networks (WSNs) are a new technology which has been increasingly applied to intensive aquaculture systems. Their application is a very good solution for monitoring the quality of water, which directly affects the survival and the growth of the farmed species. The most important advantages of WSNs are remote and real-time monitoring, easy deployment and unmanned operation. Nevertheless, their high cost is slowing the expansion of their use. This Thesis presents some studies on the available water quality monitoring systems, as well as the research performed on fish behavior monitoring. In addition, the various types of sensors used in wireless sensors systems and some of their commercially available models, are presented. Based on the results of studies, the application of WSNs for water quality monitoring contributes to improving productivity, improving the product quality, protecting the aquatic environment, controlling food, reducing the mortality of the farmed species and increasing the economic benefit of the aquaculture farms.