面向水產(chǎn)養(yǎng)殖的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用初探

劉璐+++洪小娟

摘 要：飛速發(fā)展的水產(chǎn)業(yè)在不斷擴(kuò)大其規(guī)模的同時也帶來了相應(yīng)的環(huán)境污染問題，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，對于水產(chǎn)水域環(huán)境的治理、水產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和可持續(xù)發(fā)展有著重大的意義。但物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在水產(chǎn)行業(yè)的應(yīng)用存在著行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不一、資金不足、關(guān)鍵技術(shù)無法突破、設(shè)備維護(hù)困難和信息安全難以保障等問題，應(yīng)盡快制定出統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，加大關(guān)鍵技術(shù)的資金投入，充分發(fā)揮政府的推動作用，以實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；水產(chǎn)養(yǎng)殖；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

0 引言

作為世界上增速最快的食品生產(chǎn)行業(yè)[1]，水產(chǎn)業(yè)在乘著世界經(jīng)濟(jì)快車飛速發(fā)展，不斷擴(kuò)大自身規(guī)模的同時，也引發(fā)了一系列環(huán)境問題。一味追求經(jīng)濟(jì)利益的最大化而無視環(huán)境容量，盲目擴(kuò)大養(yǎng)殖密度，擴(kuò)充養(yǎng)殖面積，增排養(yǎng)殖廢水等行為造成了養(yǎng)殖業(yè)水質(zhì)環(huán)境的不斷下降，而養(yǎng)殖品種的單一化和抗生藥物的持續(xù)使用，更是嚴(yán)重破壞了漁業(yè)水域的原有生態(tài)循環(huán)。如何在適應(yīng)我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要新要求的同時，推動我國水產(chǎn)業(yè)由原本粗獷的養(yǎng)殖方式向精準(zhǔn)化、集約化的現(xiàn)代養(yǎng)殖方式轉(zhuǎn)化[2]，實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級，已經(jīng)成為該產(chǎn)業(yè)的熱點(diǎn)話題。而物聯(lián)網(wǎng)作為具有高滲透性和強(qiáng)帶動作用的新一代信息技術(shù)，正是對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的升級轉(zhuǎn)型具有推動作用的關(guān)鍵技術(shù)之一。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

作為集合了識別感知、分析傳遞、測繪控制等技術(shù)完成智能化活動的新一代信息技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)在2005年由國際電信聯(lián)盟主辦的突尼斯信息峰會上被正式提出，于2009年被確立為我國五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，并開始迅猛發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)，即物物相連的網(wǎng)絡(luò)，基于互聯(lián)網(wǎng)的通信基礎(chǔ)，通過對具有對物體進(jìn)行射頻識別、紅外感應(yīng)及全球定位等功能的感應(yīng)裝置的控制，使得任意所連物體間能跨越時間和空間的間隔，進(jìn)行信息傳遞和交流，以達(dá)到“物聯(lián)”的目的。

目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在公共安全、物流運(yùn)輸、環(huán)境治理等方面已有較為成熟的運(yùn)用，亦有學(xué)者開始將物流網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的種植、產(chǎn)品加工等方面，逐步推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動化、智能化轉(zhuǎn)型。響應(yīng)時代的要求，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)互連、互通、智能、集約的技術(shù)優(yōu)勢，結(jié)合水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的行業(yè)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖產(chǎn)出高效、優(yōu)質(zhì)的同時，實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的行業(yè)轉(zhuǎn)型，對水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在水產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用

2009年后我國陸續(xù)建立了若干物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖基地，基地工作人員通過運(yùn)用各類無線傳感設(shè)備，對投料、增氧等環(huán)節(jié)進(jìn)行自動調(diào)節(jié)和控制，并根據(jù)水質(zhì)情況進(jìn)行相關(guān)預(yù)報預(yù)警。

在養(yǎng)殖水域環(huán)境的管理和監(jiān)控上，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建的水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控設(shè)備，通過置于養(yǎng)殖水域中的傳感設(shè)備對養(yǎng)殖水域的溶氧量、pH值、水壓、溫度、鹽度等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時采集，通過ZigBee[3]等無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，發(fā)送到匯聚節(jié)點(diǎn)，再利用GPRS發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)用戶對水質(zhì)環(huán)境信息的實(shí)時了解和調(diào)控。

在養(yǎng)殖區(qū)域的管理上，一方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對養(yǎng)殖區(qū)域內(nèi)包括氣溫、濕度、風(fēng)力大小及方向等信息的采集分析，為日后相關(guān)氣象災(zāi)害應(yīng)對工作的展開提供數(shù)據(jù)積累；另一方面，充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)設(shè)備中視頻設(shè)備的監(jiān)控作用，將其放置于養(yǎng)殖區(qū)域重要的安全生產(chǎn)點(diǎn)，有利于水產(chǎn)養(yǎng)殖的防逃、防騙，為安全生產(chǎn)提供了保障。

在養(yǎng)殖產(chǎn)品生長情況的監(jiān)控上，物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)能對養(yǎng)殖物種的生長狀況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并根據(jù)養(yǎng)殖要求及物種生長情況投放食療、清理垃圾、調(diào)節(jié)防病藥物用量，基于數(shù)據(jù)的數(shù)字化管理方式可以實(shí)現(xiàn)對養(yǎng)殖物種的生長調(diào)控、病蟲害預(yù)防和及時治療。

在養(yǎng)殖產(chǎn)品的存儲、加工和運(yùn)輸上，物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)技術(shù)會對養(yǎng)殖產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、包裝、運(yùn)輸?shù)纫幌盗谢顒舆M(jìn)行全程監(jiān)控追蹤，并通過射頻技術(shù)對該過程中參數(shù)進(jìn)行檢測查詢，以保證產(chǎn)出食品質(zhì)量上的安全性。如目前國內(nèi)的“食品安全追溯系統(tǒng)”[4]，就是通過對移動通信技術(shù)對食品加工過程中植入的電子標(biāo)簽進(jìn)行實(shí)時查詢，防止不法商人的非法盈利。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在水產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中存在的問題

1.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一

目前，物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)備的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚未出臺統(tǒng)一明確的規(guī)定，相關(guān)技術(shù)設(shè)備的研發(fā)工作仍處于實(shí)驗(yàn)狀態(tài)，無法滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。在作為行業(yè)基石的設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)得不到統(tǒng)一的現(xiàn)實(shí)環(huán)境下，參與研發(fā)的各研發(fā)機(jī)構(gòu)基于各自平臺所開發(fā)出來的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，在標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一和部門間的協(xié)作上，面臨著很大的困難。

2.資金和設(shè)備維護(hù)問題

我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展于近年才逐漸興起，與國外發(fā)達(dá)國家仍存在巨大的技術(shù)差距和資金差距。以水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測所用的傳感器或裝置為例，美國、法國等西方國家使用的衛(wèi)星通信環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)[5]，技術(shù)精良，但價格較為昂貴；而我國現(xiàn)有的水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備往往是單路的、有線采集方式[6]，在基于無線通信技術(shù)的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)要求下，存在設(shè)備冗余、資源浪費(fèi)、維護(hù)成本高，且設(shè)備布線相對復(fù)雜等問題。

3.信息安全

信息安全是所有互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)行業(yè)所不得不面對的重要問題[7]?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，如何安全存儲用戶信息數(shù)據(jù)，保護(hù)其免于外界不法入侵的盜取、篡改和刪除，亦是物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)技術(shù)所面臨的棘手問題。

4 結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在水產(chǎn)行業(yè)中的應(yīng)用仍處于初級階段，面臨著研究資金不足、關(guān)鍵技術(shù)不成熟、設(shè)備維護(hù)昂貴、系統(tǒng)穩(wěn)定性不高等問題。國家相關(guān)部門應(yīng)盡快制定各行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，加大對養(yǎng)殖環(huán)境感知技術(shù)、養(yǎng)殖模擬技術(shù)、設(shè)備智能控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)精準(zhǔn)化研究的資金投入，發(fā)揮政府對物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)化的推動作用，為盡快實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的專業(yè)轉(zhuǎn)型和升級而努力。

基金項(xiàng)目：江蘇省水產(chǎn)三新工程項(xiàng)目：多合一無線網(wǎng)絡(luò)智能傳感在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用（項(xiàng)目號：Y2014-29）