基于水下物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧海洋牧場建設(shè)

于 喆，吉 光，劉修澤?

（1.遼寧省海洋水產(chǎn)科學(xué)研究院，遼寧 大連 116023；2.遼寧省海洋生物資源與生態(tài)學(xué)重點實驗室，遼寧大連 116023；3.大連市漁業(yè)資源養(yǎng)護(hù)重點實驗室，遼寧 大連 116023）

0 引言

地球表面70%以上被海洋覆蓋。我國是海洋漁業(yè)大國，大陸海岸線總長達(dá)到1.8萬km。海洋是人類的重要蛋白質(zhì)來源，但隨著過度捕撈和生態(tài)環(huán)境等問題，許多海洋漁場已經(jīng)資源枯竭。隨著世界各地從事海洋漁業(yè)生產(chǎn)的人員越來越少，人們越來越擔(dān)心目前的海產(chǎn)品來源是否還能滿足全世界需求［1］。海洋牧場是一種綠色的漁業(yè)生產(chǎn)模式，其告別了單純的水產(chǎn)捕撈和養(yǎng)殖，是充分利用自然生產(chǎn)力，通過海洋工程技術(shù)、設(shè)施漁業(yè)、信息技術(shù)等方式，實現(xiàn)的系統(tǒng)性海洋漁業(yè)工程，能夠促進(jìn)漁業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。海洋牧場建設(shè)不僅具有經(jīng)濟(jì)效益，也是漁業(yè)碳匯的重要手段之一。海洋中的藻類可以消耗空氣中的碳，其在水下的繁衍生長相當(dāng)于陸上的植樹造林；以碳酸鈣為主要物質(zhì)的貝類生物的生長需要消耗較多的二氧化碳，是優(yōu)良的碳匯生物。濾食性魚類的生長棲息、增殖放流以及人工魚礁的修建，構(gòu)造出了一套從初級的藻類到貝類、魚類的完整生態(tài)系統(tǒng)［2］。根據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署報告，海洋生物固定了全球55%的碳，發(fā)展?jié)O業(yè)碳匯事業(yè)是我國實現(xiàn)雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)的有效途徑。

智慧海洋牧場的“智慧”一詞來自IBM曾經(jīng)提出的“智慧地球”的概念。現(xiàn)代海洋牧場的建設(shè)也已經(jīng)向信息化、智能化轉(zhuǎn)變，建設(shè)“智慧型海洋牧場”是未來的發(fā)展趨勢［3］。智慧海洋牧場的建設(shè)離不開信息技術(shù)的支撐，只有全面的掌握水下的信息，才能有效地開展牧場的作業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境效應(yīng)監(jiān)測和評估，從而更好地對牧場進(jìn)行運營。然而海洋環(huán)境信息的長時序連續(xù)實時獲取仍然面臨諸多嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)人工的海上和水下作業(yè)無疑在時間的連續(xù)性、空間覆蓋范圍、安全性等方面存在較多弊端。水下物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(Underwater Internet of Things，UIoT）是陸上物聯(lián)網(wǎng)的擴(kuò)展，是實現(xiàn)智慧海洋的強(qiáng)有力技術(shù)，UIoT是通過自主水下航行器、智能傳感器、水下通信技術(shù)和水下路由協(xié)議的最新發(fā)展實現(xiàn)的［4］。在未來，UIoT將實現(xiàn)水下的萬物互聯(lián)，為水下多種技術(shù)和實體架起橋梁，成為連接水下物體的智能網(wǎng)絡(luò)，并具有自我學(xué)習(xí)和智能計算能力。

1 體系架構(gòu)

智慧海洋牧場的發(fā)展目標(biāo)是對牧場范圍內(nèi)的海洋和漁業(yè)信息進(jìn)行有效的感知、采集、傳輸、交互、存儲和分析應(yīng)用，進(jìn)而為水下任務(wù)的完成和牧場的管控經(jīng)營提供信息保障。本文根據(jù)UIoT的相關(guān)技術(shù)，智慧海洋牧場的總體框架分為5層：應(yīng)用層、控制層、數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)通信層、感知層。

1.1 應(yīng)用層

應(yīng)用層主要是指服務(wù)海洋牧場建設(shè)運行的各類軟件系統(tǒng)應(yīng)用。通常主要有：(1）水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)：可實時在線對多目標(biāo)點的海水理化參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)匯集到數(shù)據(jù)中心，用戶可隨時查閱各監(jiān)測節(jié)點的特定時間段的水質(zhì)數(shù)據(jù)，并具備分析變化趨勢的功能［5］。(2）魚類行為監(jiān)測系統(tǒng)：可進(jìn)行基于視頻圖像的魚類行為學(xué)研究，通過圖像解析、目標(biāo)檢測、機(jī)器學(xué)習(xí)來尋找魚類的行為規(guī)律，替代人工水下攝影，為水下生物資源評估提供依據(jù)，更好的監(jiān)測牧場中魚類的生長狀況。(3）生態(tài)資源分析系統(tǒng)：通過環(huán)境數(shù)據(jù)、資源量數(shù)據(jù)、物理海洋數(shù)據(jù)建模，進(jìn)行綜合分析，對牧場中的海洋生態(tài)健康狀況、漁業(yè)資源量進(jìn)行分析和評估。(4）深海網(wǎng)箱飼養(yǎng)系統(tǒng)：實現(xiàn)大型網(wǎng)箱的水質(zhì)環(huán)境、魚類活動行為的監(jiān)控、飼料自動和遠(yuǎn)程控制投喂、病害預(yù)警等功能。

1.2 控制層

該層負(fù)責(zé)控制信息管理、資源調(diào)度。任務(wù)指令由岸基控制指揮中心下達(dá)，目標(biāo)設(shè)備按照指令完成任務(wù)。但由于存在海面、水下、空中等多節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)，會產(chǎn)生指令發(fā)送的延遲。指揮中心并不能及時獲取水下資源情況。因此，一般通過邊緣節(jié)點來完成資源的調(diào)度和指令的轉(zhuǎn)發(fā)。邊緣節(jié)點是水面上能量和計算能力較強(qiáng)的設(shè)備，如母船、水面工程平臺等，它們將根據(jù)實際情況對水下任務(wù)的分配進(jìn)行優(yōu)化，并發(fā)送指令給水下自動潛航器(Autonomous Underwater Vehicle，AUV）、傳感節(jié)點等設(shè)備。水下任務(wù)的完成存在較多不確定性和復(fù)雜性，在受海流影響的三維環(huán)境下，航行設(shè)備的路徑規(guī)劃，數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆酚梢?guī)劃，任務(wù)的最優(yōu)分配，均需要邊緣節(jié)點進(jìn)行復(fù)雜的運算［6］。

1.3 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)通過各類傳感器進(jìn)行采集、暫存后，傳輸?shù)礁髦修D(zhuǎn)節(jié)點，最終在岸基指揮中心進(jìn)行匯集管理，供各應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行使用。在整個數(shù)據(jù)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)過程中，由于涉及的傳感、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備多樣多源，需要設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)接口，以保證整個網(wǎng)絡(luò)信息體系的有效暢通。同時對海量的異構(gòu)數(shù)據(jù)(文本、圖片、音頻、視頻）需要能夠進(jìn)行智能的分類，完成標(biāo)簽的定義、產(chǎn)生、分析等一系列的管理工作，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)的整合［7］。

1.4 網(wǎng)絡(luò)通信層

網(wǎng)絡(luò)通信層是系統(tǒng)的“連接樞紐”，利用各種通信手段進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，包括水面通信和水下通信兩部分。水面通信方式主要有兩種無線電通信和衛(wèi)星通信。以4G、5G通信為代表的陸上無線電通信可以在帶寬、傳輸距離等性能上滿足海洋牧場的近岸區(qū)域通信需求，但是對于海上則無法得到保證。鑒于衛(wèi)星通信覆蓋面廣的特點，對于離岸較遠(yuǎn)的海面上，常采用衛(wèi)星通信作為陸上無線網(wǎng)絡(luò)的有效補充［8］。我國已啟動了全球移動寬帶衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，今后無論是在荒漠、大洋、極地還是飛機(jī)上，均可通過衛(wèi)星接入互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)［9］。

常見的水下通信方式包括水聲通信、可見光通信、無線射頻通信、有線光纜通信等。水下的環(huán)境與陸上環(huán)境有較大的不同，各種通信方式也存在著各自的利弊(見表1）。聲通信應(yīng)用廣泛，被認(rèn)為是最成熟的水下通信方式，其具有通信距離長、信號衰減小等優(yōu)點，但受水下多普勒效應(yīng)、多徑效應(yīng)的影響，傳輸速率低、誤碼率高，同時受海浪、船舶、暴雨等產(chǎn)生聲音的影響，其信噪比也會增加，聲波還會對海豚、鯨等海洋生物產(chǎn)生一定的干擾［10］。因此，一般長距離的控制信息的收發(fā)、近距離的小數(shù)據(jù)包的收發(fā)適合采用聲通信。

表1 常見水下通信方式對比

可見光通信可提供Gb級高帶寬，并且?guī)缀醪淮嬖谘舆t，適合進(jìn)行視頻和圖像數(shù)據(jù)的傳輸，但光波在海水中會產(chǎn)生散射效應(yīng)和吸收效應(yīng)，尤其渾濁度高的海水造成的散射更為嚴(yán)重，而且自然光的輻射也會使得光信號產(chǎn)生較高的信噪比，因此可見光通信適用于水下近距離的高帶寬數(shù)據(jù)傳輸［11］。

有線光纜通信帶寬高、抗干擾能力強(qiáng)，但使用范圍受限，同時布設(shè)和運維成本高，一般僅在海底的數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)中使用。

1.5 感知層

感知層位于系統(tǒng)的最末端，包括水文、氣象、生物、生態(tài)等環(huán)境數(shù)據(jù)的感知，以及水下視頻影像信息的采集等。隨著電化學(xué)技術(shù)的發(fā)展，除pH值、溶解氧、溫度、鹽度一些常見的水質(zhì)參數(shù)外，更多復(fù)雜的水質(zhì)參數(shù)也可以通過傳感器實時獲取。被標(biāo)記的海洋生物、水下巡查、生物采樣、水產(chǎn)捕撈作業(yè)等也是感知層的一部分。多種方式的水下數(shù)據(jù)獲取和水下作業(yè)實現(xiàn)了對水下環(huán)境的多方位感知和探測。

2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

由于海洋牧場具有水下、海上跨空間、跨介質(zhì)的特點，所以UIoT框架下海洋牧場網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)主要通過水下無線傳感網(wǎng)(Underwater Wireless Sensor Networks，UWSN）結(jié)合海上MESH網(wǎng)絡(luò)(Wireless Mesh Networks，WMN）優(yōu)化構(gòu)建。介于海洋的特殊環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化目標(biāo)是實現(xiàn)高生命周期、低能耗、高效率、高服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，QoS）。

2.1 水下無線傳感網(wǎng)

UWSN是由多個輕量級的網(wǎng)絡(luò)傳感節(jié)點形成的多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)，其輕量級主要體現(xiàn)在低功耗，計算簡單。節(jié)點按照功能可分為兩類：簇頭節(jié)點和監(jiān)測節(jié)點。簇頭節(jié)點將數(shù)據(jù)發(fā)間接或直接將數(shù)據(jù)發(fā)送至水面的匯聚節(jié)點。水下的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點需要靠電池供電，更換維護(hù)電池的成本較高，因此提高水下網(wǎng)絡(luò)的生命周期是尤為重要。提高網(wǎng)絡(luò)生命周期的方式有多種：(1）優(yōu)化水下多跳網(wǎng)絡(luò)的路由，避免熱點節(jié)點的產(chǎn)生，從而導(dǎo)致熱點節(jié)點能量過快耗盡；(2）優(yōu)化水聲通信設(shè)備的發(fā)射功率。過高的發(fā)射功率雖然可以提高傳輸距離，但也可能會對其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點產(chǎn)生干擾，因此設(shè)計優(yōu)化發(fā)射功率的控制算法也是研究熱點；(3）優(yōu)化設(shè)備睡眠機(jī)制：對采集的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立數(shù)據(jù)模型，預(yù)判數(shù)據(jù)趨勢，可提高睡眠頻次，減少數(shù)據(jù)采集頻次。從而減少能耗［12］。

由于UWSN主要依靠的是聲通信，不僅存在低帶寬、高延遲的問題，還存在與海洋哺乳動物共享頻譜的問題。這需要在保障通信質(zhì)量的同時，避免聲信號對海洋哺乳動物帶來危害。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點配有被動探測裝置，可對哺乳動物進(jìn)行定位探測，當(dāng)通信網(wǎng)中存在哺乳動物時，需要有效地進(jìn)行發(fā)射功率控制，提高頻帶的利用率，避免對哺乳動物產(chǎn)生干擾和傷害。

UWSN的協(xié)議棧分為5層：應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層。其中與陸上的無線網(wǎng)絡(luò)最大不同之處是數(shù)據(jù)鏈路層中的介質(zhì)訪問控制(Media Access Control，MAC）。顯然，由于水下聲通信的帶寬、延遲等限制，無法直接采用電磁波為介質(zhì)的MAC層協(xié)議。水聲通信的傳播速率一般在1 500 m/s左右，所以提高M(jìn)AC層性能是重要的研究方向，性能的提高主要體現(xiàn)在降低資源開銷，減少信道占用時間，提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的吞吐量，提高信道負(fù)載的適應(yīng)能力，應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的變化，對應(yīng)調(diào)整適合的傳輸模式。目前提出的水下MAC協(xié)議類型分為非競爭型、競爭型。非競爭MAC協(xié)議通過將時間間隙、頻帶、代碼進(jìn)行合理分配，一般通過碼分多址(Code Division Multiple Access，CDMA）技術(shù)擴(kuò)展碼實現(xiàn)內(nèi)部通信，并使用時分多址(Time Division Multiple Access，TDMA）技術(shù)實現(xiàn)通信調(diào)度，用頻分多址(Frequency Division Multiple Access，F(xiàn)DMA）信道的高效利用；競爭性MAC協(xié)議是不同的節(jié)點根據(jù)實際通信需求來搶占信道，這種協(xié)議顯然在少量節(jié)點時，可以進(jìn)行高質(zhì)量通信，但節(jié)點較多的網(wǎng)絡(luò)時，容易產(chǎn)生堵塞和資源浪費［13－14］。

2.2 海面MESH網(wǎng)絡(luò)

MESH網(wǎng)絡(luò)具有較強(qiáng)的自組織性和靈活性，陸地上已有廣泛的應(yīng)用，海面上的MESH網(wǎng)絡(luò)主要是由燈塔節(jié)點、母船、工程平臺等設(shè)備構(gòu)成。與UWSN不同的是，水面網(wǎng)絡(luò)設(shè)施配置和性能更高，可通過太陽能等多手段供電，節(jié)點均具備多模式通信，除了與水下節(jié)點通過聲、光、有纜通信外，水面節(jié)點之間直接通過無線電通信。各節(jié)點均裝有GPS，可直接進(jìn)行定位。MESH網(wǎng)絡(luò)是Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的特例，其擴(kuò)展性強(qiáng)、可變拓?fù)?、便于維護(hù)的特性非常適用于海上通信?？梢圆皇芄?jié)點的位置、數(shù)量變化的影響，自動建立連接，同時可以與空中衛(wèi)星、岸基基站建立鏈路，接入INTERNET。

3 設(shè)備架構(gòu)

典型智慧海洋牧場設(shè)備由水下、海面、空中、岸基等設(shè)備組成(見圖1）。

圖1 系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成

3.1 水下設(shè)備

在海床上固定的位置布設(shè)有傳感節(jié)點陣列(見圖1），搜集海底數(shù)據(jù)：包括水質(zhì)數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)等。傳感節(jié)點之間視距離和地形情況通過有線或無線方式進(jìn)行連接，最終將數(shù)據(jù)匯總給簇頭節(jié)點，數(shù)據(jù)由簇頭節(jié)點傳輸?shù)较乱惶?，由于海底設(shè)備的能源緊缺，充電和維護(hù)成本較高，因此水下節(jié)點的分簇以及簇頭節(jié)點的選擇、更替都有相應(yīng)的研究。海底傳感器陣列唯一與外界通信的節(jié)點就是簇頭節(jié)點，簇頭節(jié)點將數(shù)據(jù)發(fā)送給無人潛航器等機(jī)動設(shè)備或者直接傳輸給下一跳網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。對于淺海而言，在進(jìn)行某一特定深度監(jiān)測時，一般采取水下錨定結(jié)合浮漂懸浮的方式，錨點通過纜線連接到浮漂上，浮漂上配有傳感器。由于水下海流的作用力，浮漂的位置會產(chǎn)生一定范圍的偏移，因此，這種方式并不能做到精準(zhǔn)水下坐標(biāo)點的監(jiān)測。為了減少漂移范圍，可使用海面浮漂結(jié)合海底錨定的方式，一般只應(yīng)用于淺海(見圖2）。

圖2 節(jié)點的錨定

為了提高時效性、節(jié)約能耗，提升水下網(wǎng)絡(luò)壽命，常采用AUV輔助的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。AUV具備多模通信手段，通過聲通信進(jìn)行控制信息和指令的收發(fā)，對數(shù)據(jù)采集的目標(biāo)節(jié)點進(jìn)行遍歷，在遍歷的過程中進(jìn)行近距離的光通信完成數(shù)據(jù)的傳輸，而后返回水面匯聚節(jié)點交付數(shù)據(jù)。水下滑翔機(jī)也是水下數(shù)據(jù)采集的一種機(jī)動手段，其更多的是借助海流、利用凈浮力和姿態(tài)角的調(diào)整獲得推動力，具備能耗低、續(xù)航力強(qiáng)、維護(hù)成本低等優(yōu)點。同樣作為無人水下自動航行設(shè)備，AUV對比水下滑翔機(jī)，在功能全面性、運動的靈活性上更強(qiáng)，但其對應(yīng)的各種成本也更高。在海洋牧場中，海底底波生長的海參、鮑魚、扇貝等海產(chǎn)品的捕撈均通過人工潛水作業(yè)或大型機(jī)械翻底設(shè)備完成，人工潛水的方式會帶來人身安全和身體健康的問題，機(jī)械翻底的方式會對底質(zhì)的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生破壞。水下機(jī)器人(AUV的功能擴(kuò)展）的出現(xiàn)，可以解決以上兩個問題，目前水下機(jī)器人針對運動緩慢的海產(chǎn)品抓取，已經(jīng)取得了一定實驗進(jìn)展，國家自然基金委、大連市政府、鵬程實驗室自2017年起，每年都舉辦全國水下機(jī)器人大賽，各參賽隊伍在目標(biāo)識別、協(xié)同抓取、自主抓取方面都取得了一定的成績，水下機(jī)器人取代人工采捕指日可待。

3.2 海面設(shè)備

海面包括母船、無人艇(Unmanned Surface Vessel，USV）、遙控?zé)o人潛水器(Remote Operated Vehicle，ROV）、工程平臺、信號塔等(見圖1）。由于陸上的無線電磁通信無法穿透水面，直接與水下設(shè)備通信，所以，海面設(shè)備主要起到了網(wǎng)絡(luò)中繼的作用以及作為水下數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮R聚節(jié)點，向岸基控制中心進(jìn)行存儲轉(zhuǎn)發(fā)。海面設(shè)備中的大型艦船、工程作業(yè)平臺在能量、計算資源配備上更具優(yōu)勢，也可充當(dāng)邊緣計算的節(jié)點。USV、水面信號塔、ROV為相對輕量級的小型設(shè)備，USV可更機(jī)動靈活的完成水面巡邏、采樣和水文數(shù)據(jù)的采集等任務(wù)。ROV采用人為遙控的方式，進(jìn)行水面和水下任務(wù)的執(zhí)行，包括設(shè)備的檢查、探測、采樣等需要通過人工干預(yù)的更精細(xì)的任務(wù)，也是其他航行器在功能上的補充。水面各設(shè)備節(jié)點之間均采用無線電通信，將搜集到的數(shù)據(jù)傳送給岸基指揮中心。

3.3 空中設(shè)備

空中設(shè)備主要有無人駕駛飛機(jī)(Unmanned Aerial Vehicle，UAV）、衛(wèi)星構(gòu)成。UAV可通過攝像頭進(jìn)行海面的影像采集，并通過影像分析，進(jìn)行魚群識別、漂浮的藻類識別等，獲取魚類活動和海洋環(huán)境的有效信息。UAV可通過無線電通信將數(shù)據(jù)傳送到水面節(jié)點，并可在母船上進(jìn)行維護(hù)和續(xù)航。衛(wèi)星設(shè)備也是空中設(shè)備的重要組成部分，如圖3所示。高軌衛(wèi)星和中低軌衛(wèi)星，形成了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。高軌通信衛(wèi)星軌道高度高、對地視場大，少量的高軌衛(wèi)星即可實現(xiàn)全球覆蓋。一顆高軌衛(wèi)星即可組織起一個區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)，但其傳輸時延較高。低軌衛(wèi)星不僅可以實現(xiàn)通信功能，還可以實現(xiàn)遙感影像拍攝和導(dǎo)航功能，由于其處于1 000~1 400 Km的低空，所以其傳輸時延也較低，相對較低的成本可以形成大規(guī)模的組網(wǎng)，保證了通信的可靠性，即使個別衛(wèi)星出現(xiàn)故障不會對整個系統(tǒng)造成影響。衛(wèi)星與岸基、水面、空中等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點直接通信，實現(xiàn)了地球表面網(wǎng)絡(luò)的無死角覆蓋。

圖3 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通信

3.4 岸基設(shè)備

岸基主要由雷達(dá)站、信號塔、指揮控制中心、數(shù)據(jù)中心構(gòu)成。雷達(dá)負(fù)責(zé)?？漳繕?biāo)的檢測，信號塔進(jìn)行無線電信號的收發(fā)。海上和空中的數(shù)據(jù)由信號塔接收傳送到數(shù)據(jù)中心，控制中心可通過各類應(yīng)用調(diào)取數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)進(jìn)行前臺的顯示，管理人員進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析做出決策，可隨時將控制信息通過信號塔發(fā)送給海面或空中節(jié)點，轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)設(shè)備。

4 結(jié)語

本文對基于水下物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架的智慧型海洋牧場的建設(shè)進(jìn)行了討論，提出了建設(shè)方案的技術(shù)框架，以及系統(tǒng)建設(shè)的設(shè)備構(gòu)成和空間部署。隨著水下通信網(wǎng)絡(luò)研究的進(jìn)步，實現(xiàn)天、地、海洋網(wǎng)絡(luò)通信一體化、促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是第六代移動通信技術(shù)(6G）的重要目標(biāo)。以水下物聯(lián)網(wǎng)為核心技術(shù)的智慧型海洋牧場建設(shè)，是海洋牧場建設(shè)發(fā)展的必然趨勢。海洋漁業(yè)是人類最早的開發(fā)和利用海洋的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，水下物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展必將會為海洋漁業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級帶來新機(jī)遇。