摘要：深远海养殖是我国建设“海上粮仓”与海洋强国战略的重要支柱。针对深远海养殖中“水下视觉浑浊无法掌握鱼群真实存塘量与规格分布、粗放撒料导致饲料系数居高不下且造成水体污染、大风大浪造成网衣破损跑鱼损失动辄数千万元、极端台风与赤潮预警脱节”四大行业痛点，本项目研发了一套基于 Vue 3.4 + Pinia + Tailwind CSS + ECharts 5 + Spring Boot 3.2 + 450kHz 水下多波束高频声呐声学散射截面（TS）点云反演 + 变频气送式自动投饵机闭环控制 + 32路网衣张力传感网格 + 4G/5G/北斗三号双模通信 的一体化【海洋牧场智能网箱声呐鱼群生物量评估与深远海养殖测控平台】。深度融合“多波束声呐鱼群生物量与体重正态分布反演 + 鱼群摄食饱食度声学反馈闭环控料 + 网衣破网微变预警与ROV复核 + 抗17级台风压载水舱自适应下潜避险”，打造“PC端海空天一体全景指挥大屏 + Admin端养殖效能与装备总控台 + Mobile端海区工程师随身操控端”三位一体全生命周期海洋牧场智慧管理体系！
一、 系统业务拓扑与深海物联网架构
系统严格遵循深远海智慧渔业与智能装备规范，构建由海面平台中枢、水下声学感知、气动管道投饲与陆基协同组成的三端协同体系：
- PC 极客海况态势大屏与声呐沙盘（1440×960 视口）：全景海空天态势指挥大屏、多波束声呐 360° 点云反演沙盘、变频气送自动投饵中枢、网衣张力破网防逃监测、区块链深海冷水鱼溯源；
- Admin 运营管理总控台：深远海养殖效益驾驶舱、智能网箱与声呐仪器资产台账、大宗膨化饲料批次仓储审计、台风赤潮防灾应急调度、北斗短报文与串口遥测报文日志；
- Mobile 移动随身操控端（390×780 规范视口）：随身牧场海况与鱼群态势速览、移动端远程变频投喂控制、网衣张力报警与 ROV 巡检指派、工程师执勤工作台。
二、 PC 端：海洋牧场全景态势大屏与声呐沙盘
1. 智慧海洋牧场海空天一体化态势指挥大屏
实时纳管 8 座深水抗风浪网箱群（包含“海王一号”桁架式万吨级深水网箱），实时估测全场在养总生物量达 248.5 吨；今日声呐闭环自动投饵 8.42 吨，饲料系数 FCR 稳定在 1.15 极优区间。全天候监测一类海水水质（溶氧 7.82 mg/L、海温 21.4℃、流速 0.42 m/s）。
2. 水下多波束声呐成像与鱼群生物量点云反演沙盘
接入 450kHz 多波束声呐回波数据流，实时解算水下 360° 扇面扫描点云，直观透视网箱内部 0~30 米水深垂直分层分布（上层 62% 聚集争食，中层 28% 巡游，底层 10%）。动态正态拟合单尾体重（均重 502.4g，体长 34.8cm，全箱估测 124,800 尾大黄鱼）。
3. 变频气送式自动投饵机与物联网硬件网关联控中枢
根据声呐测算的鱼群上浮摄食活跃度曲线（饱食度指数 0.88），自适应联动罗茨风机送风气压（0.35 MPa）与下料变频螺杆电机转速（128 RPM），有效喷射抛洒距离达 45 米，从源头根绝饵料过度投喂与残饵沉降底质恶化。
4. 深远海抗风浪网箱破网预警与结构应力监测
32 个六向应变传感器阵列实时感知网衣张力平衡，毫秒级捕获局部张力突降 40% 的异常事件，联动水下 ROV 探网拍照，彻底防范破网引发跑鱼灾难。
5. 深海高品质冷水鱼全生命周期数字化履历与区块链溯源
全流程记录岱衢族苗种繁育、纯净深海 5,420℃·日积温历程、纯野生无公害饵料投喂流水至液氮冷冻，生成一箱一码防伪溯源码。
三、 Admin 端：深远海养殖运营与安全应急总控台
1. 深远海养殖综合效益与资产监控驾驶舱
本季度成鱼捕捞估值 ¥1,850 万元，预计出栏高品质大黄鱼 220 吨；分析饲料系数降低 14.2% 的成本效益，统筹光伏 45kW 与柴油发电机微电网储能状态（SOC 84%）。
2. 智能网箱与水下仪器资产台账
纳管 8 座深水网箱平台资产，配置多波束声呐基阵、ADCP 流速仪、水质传感器与 5G+北斗双模网关 MAC 地址。
3. 饲料批次仓储与自动出入库配给工单审核
监控海王平台主料仓 A（14.6 吨）与主料仓 B（22.8 吨）称重传感器数据，执行颗粒饲料批次化质检入库与投喂审批流。
4. 赤潮与超强台风海洋灾害应急防御调度
接入国家海洋预报台台风路径预报与卫星遥感赤潮微藻监测，一键调度压载水舱注水下潜至 15 米安全水层避风避浪。
5. 4G/5G 与北斗卫星双模链路遥测报文日志
全时段记录 Modbus RTU 传感器时序帧、气送电磁阀开闭动作流水与北斗三号短报文上报日志，保障远海通信可靠可信。
四、 Mobile 端：海区工程师移动随身端 (390×780 规范视口)
针对海区颠簸作业与离岸移动巡检场景定制，严格规范 390×780 手机模型：
| 牧场海况与鱼群态势 | 移动端远程变频投饵控制 |
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| 网衣张力报警与ROV复核 | 工程师工作台与北斗状态 |
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- 随身海况态势：实时在养生物量 248.5 吨、水温海况与投喂进度一览；
- 远程投喂操控：滑块调节单次投喂目标，实时监控声呐饱食度反馈；
- 网衣异常巡检：传感器张力骤降告警推送，一键派发 ROV 水下探网；
- 执勤工作台：查看巡检达标记录与北斗卫星短报文额度。
五、 核心后端业务代码实现 (Spring Boot 3.2)
// Spring Boot 3.2 深远海智能网箱声呐与变频自动投饵中枢
@RestController
@RequestMapping("/api/v1/ocean-ranch")
@Tag(name = "OceanRanchIoTController", description = "海洋牧场声呐生物量与网箱网关联控中枢")
public class OceanRanchIoTController {
@Autowired
private MultibeamSonarService sonarService;
@Autowired
private PneumaticFeederGateway feederGateway;
@Autowired
private NetPenTensionSafetyService tensionService;
@Autowired
private DisasterBallastService ballastService;
@PostMapping("/sonar/biomass")
@Operation(summary = "多波束声呐声学散射截面(TS)鱼群生物量与体长反演")
public ResponseEntity<ApiResponse> estimateBiomass(
@Valid @RequestBody SonarEchoDTO dto) {
// 1. 声散射强度反演生物量与单尾均重
BiomassResultVO result = sonarService.calculateBiomassDensity(dto.getCageId(), dto.getBeamRaw());
return ResponseEntity.ok(ApiResponse.success(result));
}
@PostMapping("/feeder/adjust")
@Operation(summary = "根据鱼群饱食度声学反馈变频调节投饵螺杆转速")
public ResponseEntity<ApiResponse> autoAdjustFeeder(
@RequestParam String feederId,
@RequestParam double satietyIndex) {
// 1. 饱食度指数 (0~1) 动态映射变频螺杆转速 (40~150 RPM)
FeederControlVO ctrl = feederGateway.adjustVfdSpeed(feederId, satietyIndex);
return ResponseEntity.ok(ApiResponse.success(ctrl));
}
@PostMapping("/disaster/submerge")
@Operation(summary = "超强台风避风应急网箱压载注水下潜至15m安全水层")
public ResponseEntity<ApiResponse> triggerSubmerge(
@RequestParam String cageId,
@RequestParam double targetDepthMeters) {
// 1. 双重安全联锁，开启气动电磁阀注水下潜
BallastStatusVO status = ballastService.executeSafeSubmerge(cageId, targetDepthMeters);
return ResponseEntity.ok(ApiResponse.success(status));
}
}
六、 完整工程源码与交付物下载
本项目包含三端高保真前端源码（Vue3 + Pinia + Tailwind CSS + ECharts 5）、PRD.md 需求规格说明书、Spring Boot 后端架构及全套 15 张无损图集：
