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修平科大獲數位訊號處理創思設計競賽第1名

修平科大林振漢、蔡東憲老師指導董家瑋、廖佑慷、賴祈安、吳柏勳同學作品:IOT在文蛤養殖的應用,榮獲教育部第15屆數位訊號處理創思設計競賽D組TEMI物聯網應用組第1名。6月11日在南臺科技大學接受頒獎。

圖/修平科技大學 提供
圖/修平科技大學 提供

數位訊號處理創思設計競賽,獲獎獎項由教育部頒發,為國內極具代表性的競賽,林振漢、蔡東憲老師指導董家瑋、廖佑慷、賴祈安、吳柏勳同學研發作品:IOT在文蛤養殖的應用。是有鑑於台灣西部沿岸,水產養殖是人民生活及經濟的主要來源之一。但受到高密度養殖及全球氣候變遷等因素影響,水產養殖的存活率及經濟收益正面臨新一波的挑戰。本創作選擇文蛤養殖場域,除文蛤養殖技術外,養殖場的管理模式、養殖觀念再教育,以及如何吸引年輕族群願意投入經營文蛤養殖業。是本次競賽所提出的主要理念,翻轉傳統憑感覺和經驗的養殖觀念和做法,導入科學管理概念,逐步建構智慧水產養殖系統,協助養殖戶提高文蛤養殖存活率,確保養殖戶的經濟收益,達成文蛤養殖場域永續發展目標。

圖/修平科技大學 提供
圖/修平科技大學 提供

本項作品包括兩款多功能彈性運用的養殖環境監控系統,分別為養殖監控系統以及養殖決策系統。系統架構分別說明如下:

一、養殖監控系統:基本架構包括水質監測器、電磁式水閥模組、水車動態模組、機械手臂投料餵食機。
(一)水質監測器:多參數水質監測器(水溫、溶氧量、酸鹼度、電解質、氧化還原電位),具有即時自動量測與多參數的特點,搭配無線傳輸Lora,將數據傳至監控主機。
(二)電磁式水閥:藉由通過水質監測器來量測出水中酸鹼度,在水中酸鹼量低於該水域之前打開水閥,在夏季隨著氣溫之升高,亦增加池水深,以防止高水溫所帶來之副作用,運用LoRa的技術遠端控制電錶,並且計算流量,將數據傳回到監控主機,改善以往需要走到現場進行手動開關。
(三)水車動態模組:藉由通過水質監測器來量測出水中溶氧量,在水中溶氧量低於該水域的飽和溶解度之前運轉水車,防止水中溶氧量過低的情況發生;當水體溶氧量高於該水域的飽和溶解度之後即可關閉水車,達到節能的目的。
(四)機械手臂投料餵食機:藉由水質監測器能夠精準量測出養殖水中各項水質參數,養殖業者進行餵食過後,由於殘餘餌料、生物體糞便或是微生物代謝,進而導致水體的濃度會開始飆升,而溶氧會因為水體微生物代謝導致濃度下降,但是經過約7-8小時,水質感測器反應出水體溶氧濃度回歸正常,代表餵食的餌料是有效率的被生物體吸收,沒有餌料過剩的問題導致水質不斷惡化,這樣養殖業者就可以再次投餵,提高餵食頻率,縮短養殖收成時間。

二、「養殖決策系統」負責將「水質監測器」收集環境資料連接外部網路如3G、WiFi、或Ethernet網路(MQTT),上傳雲端伺服主機,做遠端監控與紀錄。累積的監測資料可提供後續的大數據分析與研究使用。養殖管理者使用手機與平板電腦立即監測環境參數,或透過雲端監控,控制水閥,打氧水車、投料機,使文蛤的生長保持在最佳環境參數。

圖/修平科技大學 提供
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