近年来，随着海洋渔业资源的日渐枯竭，以及近海养殖和传统小型网箱养殖在可利用资源、生产效率、环境保护等方面的诸多缺点。深水网箱养殖作为一种高新技术对渔业现代化的发展具有重大的意义，提高饲料的利用率，降低养殖成本，对于水产养殖的发展具有重大推动作用。深水网箱远程集中投饲系统是为深水网箱规模化养殖构建的自动化控制系统，远程自动投饲系统的开发和应用可以大大降低养殖工人的劳动强度，提高饲料的利用率，减少养殖过程的人为疏失，提高养殖管理水平和养殖效率，对于提高网箱养殖产量以及养殖由传统模式向现代化养殖模式迈进有重大的推进作用。在这数量庞大的网箱中每年投入的人工饲料量也是惊人的，饲料是水产养殖中最主要的可变成本,利用超声探测技术监测网箱中的剩余饵料，开发适用于各种水域环境的监测系统，并且将监测系统应用到自动化养殖系统中，实现深水网箱养殖精准投饲。本论文研究的总体目标是实现深水网箱养殖的数字化管理，对投饲控制这个在整个养殖过程中非常重要的环节进行监测、控制，利用超声探测技术监测剩余饵料，达到精准投饲这一目标，以及完成PLC控制系统、数据库管理系统和人机界面的设计，实现对整个养殖过程的自动化控制和监测。对整个养殖管理系统的设计，首先要分析硬件设备的功能和工作流程，本文针对的是用于深水网箱养殖的自动投饲机。工作流程首先是各个组成机构的初始化调整，包括向料仓内添加饲料、以及分配器初始位置的调整等。该自动投饲机采用的是气力输送的工作原理，当设备初始化工作完成后，开始下料以及风机启动等工作，将饲料投放到指定的网箱内。到此为止是一个工作周期的结束，然后通过调整分配器，开始下一工作周期，依次循环直至完成所有的投饲任务。为了解决深水网箱养殖过程中，饲料高效利用的问题，本文设计了基于水声探测技术的网箱残饵监测反馈控制系统。本系统采用STC89C53单片机作为系统的核心处理器，利用单片机发射高频振荡脉冲，经过发射电路以及功率放大等模块处理，由换能器发射超声波信号，对网箱内的残饵进行监测，当饲料厚度积累到设定值，通过换能器接收回波信号，经过带通放大电路和接收电路的处理，由无线发射电路发送给微机控制中心。微机控制中心发出的开启和关闭监测系统的信号，通过监测系统的无线接收模块接收。为了使系统更加优化，本文设计了第二套监测方案，本方案采用Atmega16单片机作为核心处理器，在本方案中通过单片机设计了一个电子门，用来处理无用信号的干扰。实验证明，两种方案都能实现准确监测的目的，通过对两种方案的比较，分析各自的优缺点，达到了优化设计的目的。软件控制系统的设计，本文采用西门子S7-200PLC作为控制器，通过分析整个管理系统的工作流程，设计了程序工作流程图，根据系统所需要的开关量和模拟量以及控制流程，分配程序地址、编写梯形图程序。设计基于MCGS的应用管理系统，通过调试和改进，管理系统操作简单，可靠性和运行情况良好。