2026年3月16日 星期一

[水井USR] 用Gemini實作文蛤智慧養殖雲端AI專家系統

本篇文章採用Gemini AI協作，並以gemini-2.5-flash為模型。





範例一、定義水質參數

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import os
from google import genai

# 1. 初始化設定
api_key = os.environ.get("GOOGLE_API_KEY")
if not api_key:
    raise ValueError("請先設定 GOOGLE_API_KEY 環境變數")

client = genai.Client(api_key=api_key)

# 2. 定義水質參數 (可從感測器動態傳入)
temp = 31
do_level = 3.5
location = "A1 文蛤池"

# 3. 建立具有養殖專業語氣的 Prompt
prompt = f"""
你是一位專業的水產養殖專家。根據以下監測數據提供改善建議：
- 池塘編號：{location}
- 當前水溫：{temp}°C
- 溶氧量 (DO)：{do_level} mg/L

請用繁體中文回答，包含：
1. 現況分析（水溫與溶氧是否正常）。
2. 具體操作建議（如：水車啟動數量、換水、停餌建議）。
3. 語氣要親切且專業。
"""

# 4. 呼叫 Gemini 2.5 Flash 模型
response = client.models.generate_content(
    model="gemini-2.5-flash",
    contents=prompt
)

# 5. 輸出結果
print("-" * 30)
print(f"【{location} 監測報告】")
print(response.text)
print("-" * 30)

執行結果：
【A1 文蛤池 監測報告】
您好，根據您提供的A1文蛤池監測數據，水溫31°C和溶氧量(DO) 3.5 mg/L，這確實是一個需要立即關注的緊急情況。讓我為您分析並提供具體操作建議。

---

### **1. 現況分析 (水溫與溶氧是否正常)**

*   **水溫 (31°C)：** 對於文蛤而言，31°C的水溫已經**偏高，且接近文蛤能承受的上限**。文蛤最適合生長的水溫約在20-28°C之間。高溫會加速文蛤的新陳代謝，增加其耗氧量，同時也會降低水中溶氧的飽和度（水中能溶解的氧氣量變少）。長期處於高溫環境，會嚴重影響文蛤的攝食、生長，並使其免疫力下降，容易受病害侵襲，甚至導致熱緊迫死亡。

*   **溶氧量 (DO) (3.5 mg/L)：** 3.5 mg/L的溶氧量對於水產養殖來說，已經是**嚴重偏低，屬於警戒範圍**。一般而言，養殖水體的溶氧量應維持在5 mg/L以上為佳。當溶氧量低於4 mg/L時，養殖生物就會開始感到緊迫；低於3 mg/L則可能導致厭食、生長停滯甚至死亡。目前文蛤正處於缺氧的危險邊緣，加上高水溫的雙重壓力，情況確實不容樂觀。

**綜合來看，A1文蛤池目前正處於一個高水溫且低溶氧的緊迫環境，文蛤的健康狀況和存活率面臨極大挑戰，必須迅速採取行動。**

---

### **2. 具體操作建議**

面對這樣的緊急情況，我們需要立即採取多項措施來改善水質環境，降低文蛤的緊迫。

*   **水車啟動數量：**
    *   **建議：** **請立即啟動池中所有可用的水車（或增氧設備），並確保24小時不間斷運轉。**
    *   **原因：** 這是提升水體溶氧最直接且有效的方式。所有水車全開可以最大程度地增加水體與空氣的接觸面積，加速氧氣溶入水中，同時也能擾動水體，將底層的厭氧區向上翻動，避免產生硫化氫等有害物質。

*   **換水：**
    *   **建議：** **立即進行大量換水，建議更換池水量的1/3至1/2。** 換水時務必注意，引入的新水需確認水質良好，且水溫盡量不要與池水溫差過大（理想情況是新水溫度稍低或與原水接近）。
    *   **原因：** 大量換水有多重好處：
        *   引入更低溫、溶氧量更高的新鮮水，可以有效降低池水溫度和提升溶氧。
        *   稀釋水中有害代謝物（如氨氮、亞硝酸鹽）的濃度。
        *   帶走過多的有機質，減少細菌分解有機物時的耗氧量。

*   **停餌建議：**
    *   **建議：** **請立即停止投餵任何餌料，直到池水狀況（水溫降至28°C以下，溶氧量恢復至5 mg/L以上）明顯改善且穩定後，再考慮少量恢復投餵。**
    *   **原因：**
        *   在高溫低氧環境下，文蛤的攝食能力和消化功能會大幅下降，此時投餵的餌料不僅無法被有效利用，反而會沉積在池底，增加池底有機質的負荷。
        *   這些未被食用的餌料會迅速分解，進一步消耗水體中的氧氣，使溶氧情況雪上加霜。
        *   文蛤處於緊迫狀態時，需要將能量用於應對環境壓力而非消化食物。

---

### **3. 其他注意事項**

*   **持續監測：** 採取上述措施後，請務必密切且頻繁地監測池水的水溫和溶氧量，特別是清晨時段，因為此時溶氧量通常最低。
*   **水質管理：** 檢查進水口的水質，確保引進的水源沒有污染。若有條件，可以考慮使用水質改良劑（如沸石粉、EM菌等）來分解有機物，改善水質。
*   **遮蔭措施：** 如果池塘可以進行部分遮蔭，將有助於降低水溫，尤其是在日間太陽直射時。

---

希望這些緊急建議能幫助您迅速改善文蛤池的狀況，降低損失。請務必迅速採取行動，並隨時監測，祝您一切順利！如有任何疑問或需要進一步協助，請隨時提出。

範例二、結合水池的照片來進行判斷

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import os
from google import genai
from PIL import Image

# 1. 初始化設定
api_key = os.environ.get("GOOGLE_API_KEY")
if not api_key:
    raise ValueError("請先設定 GOOGLE_API_KEY 環境變數")

client = genai.Client(api_key=api_key)

def analyze_clam_pond(image_path, temp, ph, do, salinity):
    """
    整合文蛤養殖標準與 AI 影像辨識的診斷系統
    """
    # A. 基礎數值邏輯判定 (文蛤專用標準)
    alerts = []
    if temp > 30: alerts.append(f"⚠️ 水溫過高 ({temp}°C)：注意底泥發酵與溶氧快速消耗。")
    if ph < 7.8: alerts.append(f"⚠️ pH 值偏低 ({ph})：水質趨酸，可能影響文蛤外殼發育。")
    if do < 4.0: alerts.append(f"⚠️ 溶氧不足 ({do} mg/L)：低於文蛤安全門檻，請務必開啟水車。")
    if not (15 <= salinity <= 25): alerts.append(f"⚠️ 鹽度異常 ({salinity} psu)：注意文蛤開口或滲透壓壓力。")
    
    status_summary = "\n".join(alerts) if alerts else "✅ 基礎水質數據皆在標準範圍內。"

    # B. 準備 AI 診斷 Prompt
    # 這裡我們把數值判定結果也餵給 AI，讓它參考
    prompt = f"""
    你是一位專業的文蛤養殖專家。請分析附件中的池塘照片，並結合以下監測數據給出專業建議：

    【當前監測數據】
    - 水溫：{temp}°C
    - pH值：{ph}
    - 溶氧量：{do} mg/L
    - 鹽度：{salinity} psu

    【初步數值警示】
    {status_summary}

    【AI 任務】
    1. 觀察照片中的「水色」：判斷藻類種類（如矽藻、綠藻或藍藻）與濃度。
    2. 觀察「水面情況」：是否有過多泡沫、油膜或倒藻跡象。
    3. 綜合診斷：結合高溫 ({temp}°C) 與溶氧 ({do} mg/L) 的現況，給出具體的「水車操作」與「水質改良」建議。
    4. 請用繁體中文回答，語氣要精簡且對農民有實質幫助。
    """

    # C. 執行多模態分析
    try:
        img = Image.open(image_path)
        response = client.models.generate_content(
            model="gemini-2.5-flash",
            contents=[prompt, img]
        )
        
        return response.text
    except Exception as e:
        return f"分析失敗：{e}"

# --- 實際執行範例 ---
# 假設你的照片檔案名為 'pond.jpg'
# 測試數據：水溫31, pH 7.6, 溶氧 3.5, 鹽度 20
result = analyze_clam_pond("BOYDpic1.webp", temp=31, ph=7.6, do=3.5, salinity=20)

print("="*50)
print("🐚 文蛤養殖智慧診斷報告")
print("="*50)
print(result)
print("="*50)

執行結果：
==================================================
🐚 文蛤養殖智慧診斷報告
==================================================
農民您好，

根據池塘照片與監測數據，目前情況相當緊急，必須立即採取行動。

### 1. 水色判斷與藻類分析：

*   水色： 照片顯示水色呈現濃郁的「翠綠色」，且透明度低。
*   藻類種類與濃度： 高度判斷為 綠藻（Green Algae） 大量繁殖，甚至可能伴隨 藍綠藻（Blue-green Algae） 的發生。藻類濃度極高，已形成藻華（Algal Bloom）。

### 2. 水面情況觀察：

*   水面：整體水面呈現濃綠色，部分區域可見深淺不一的團塊或條狀分佈，這可能是藻類大量繁殖後局部集結，或是已有少量藻類開始老化、沉降的初期跡象。
*   泡沫/油膜： 照片中未見明顯大量泡沫或油膜，但濃密的藻類層本身就容易阻礙氣體交換。
*   倒藻跡象： 雖未見大規模「倒藻」後的灰白色水體或濃烈腥臭味，但水色的不均勻性及高溫低溶氧的環境，預示著倒藻風險極高。一旦倒藻，溶氧將會急速耗盡，造成災難性後果。

### 3. 綜合診斷與專業建議：

目前的文蛤池面臨 嚴重溶氧不足、高溫壓力、藻相失衡 及 水質酸化 的多重危機。文蛤在溶氧3.5 mg/L的環境下已處於極度緊迫狀態，若不立即改善，將有大量死亡風險。

【水車操作建議】

*   全天候運轉： 務必 全天候不間斷開啟所有水車。特別是夜間至清晨，藻類停止光合作用，反而會大量消耗氧氣，此時水車更是維繫文蛤生命的關鍵。
*   增加水車數量/功率： 若現有水車數量或功率不足，應立即考慮增加，確保水體有足夠的攪動與溶氧供給。
*   調整水車位置： 確保水車能有效帶動底層水體，避免底部缺氧。

【水質改良建議】

1. 緊急增氧與降溫：
    *   強力增氧： 除了水車，若有條件，可輔以吹氣式增氧機，將空氣打入水底，提升溶氧。
    *   適度換水： 在確保進水水質良好的前提下，逐步、少量地進行換水，每次換水量約1/4至1/3，以稀釋過濃藻類及降低水溫，並帶走部分有害物質。換水時注意水流速度，避免驚擾文蛤。
2.  藻相控制與穩定水色：
    *   施用益生菌： 立即施用高效能的 水產專用益生菌（如光合細菌、EM菌）。益生菌能分解水體中的有機物，減少藻類所需的養分，抑制有害藻類的過度生長，並穩定水色。每3-5天施用一次，持續觀察。
    *   切勿直接施用殺藻劑： 在目前低溶氧且藻類過多的情況下，使用殺藻劑會導致藻類大量死亡，進一步消耗水體溶氧，加速文蛤死亡。
3.  pH 值調控與底泥改善：
    *   提升pH值： 立即施用 碳酸鈣（CaCO3）或沸石粉，提升水體鹼度，穩定pH值，有利於文蛤外殼發育。請分次、少量施用，避免pH值劇烈波動。
    *   底泥改良： 高溫導致底泥發酵加速，釋放有害氣體。除了益生菌，可配合施用 **底質改良劑（如沸石粉、腐植酸鈉）**，以分解底部有機質，改善底泥環境，減少有毒物質釋放。
4.  密切監測：
    *   高頻率監測： 每日至少早晚各監測一次水溫、pH值、溶氧量，記錄數據並觀察文蛤活動狀況。
    *   定期巡查： 觀察水面是否有異常泡沫、油膜或藻類漂浮物，以及文蛤是否有上爬、開口等異常行為。

**總結：**

目前情況危急，請農民務必 立即開啟水車，並著手進行水質改良措施。以「增氧」為首要任務，同時兼顧「藻相管理」與「pH及底泥改善」。密切監測，任何異常都應迅速處理。
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