物聯網技術在水產養殖中的實際應用

高月紅+陳愛華+吳楊平+章國安+吉曉東+趙靈冬+張雨+高波

摘 要：為了探討物聯網技術在水產養殖中的實際應用，文章分析了物聯網技術的起源和特點，同時分析了物聯網技術在水產養殖信息化系統中應用的必要性，給出了物聯網技術在水產養殖中的應用不足之處以及具體的應用建議。

關鍵詞：物聯網；水產養殖；實際應用；信息化

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2014）02-0072-03

0 引 言

“十二五”時期，是江蘇全面實現小康并向基本實現現代化邁進的重要時期，也是加快轉變發展方式、推動經濟轉型升級的關鍵階段。為貫徹落實江蘇省委、省政府又好又快推進“兩個率先”的重大戰略決策部署，以轉變農業發展方式，提高農業規模化、產業化、標準化、集約化、信息化水平為目標，構建以物聯網技術裝備為基礎、高新科技為支撐、現代經營為特征，勞動生產率高、綜合效益高的現代農業產業體系，加快江蘇農業現代化進程。本文以水產養殖為例，分析思考了以物聯網技術為代表的現代信息技術與本行業結合發展的必要性及未來發展方向，以期推動水產養殖的現代化。

1 物聯網的概念

物聯網（The Internet of things）最早是1999年由Ashton教授研究射頻識別（RFID）時提出的一個概念，2005年國際電信聯盟（ITU）在突尼斯信息社會世界峰會上進一步拓展了物聯網概念并正式提出。而真正預示著其作為一場新的科技革命的到來則是在國際金融危機之后，物聯網成為了全球矚目的關鍵詞。我國是以2009年溫家寶總理的《讓科技引領中國可持續發展》及“感知中國”的提出為標志，確立了物聯網作為國家五大新興戰略性產業之一的地位，并被寫入政府工作報告。之后，物聯網技術便在社會生活各領域有了快速發展。

物聯網是以感知、識別、傳遞、分析、測控等技術手段實現智能化活動的新一代信息化技術，其特征是通過傳感器等方式獲取物理世界的各種信息，結合互聯網、移動通信網等網絡進行信息的傳送與交互，采用智能計算技術對信息進行分析處理，從而提高對物質世界的感知能力，實現智能化的決策和控制[1]。在水產養殖領域，發展物聯網技術的意義就是使其智能化，實現管理者、漁民、水產科技人員等“人與人”相連，進而拓展到養殖品種、水、電、餌料、養殖環境、倉儲和物流等“人與物”互聯，以及水產數字化機械、環境監測預警等“物與物”之間相聯，并實現即時感知、互聯互通和高度智能化。

2 水產養殖信息化勢在必行

其實，農業部2006年就已下發了《農業部關于進一步加強農業信息化建設的意見》，強調了信息化建設在漁業現代化中的作用[2]。隨著信息化浪潮的大勢所趨，《江蘇省政府關于加強農業科技創新與推廣工作的意見》明確提出實施智能農業技術創新計劃，開展設施人工智能生產技術、精準監測控制技術、農產品質量可追溯等信息技術創新，完善農業信息服務體系，建立一批智能農業示范點，提高農業智能化和精確化管理水平[3]。水產養殖作為大農業的一部分，與農林牧副一樣，融合運用物聯網技術，是科技協同創新的時代需要。與過去相比，21世紀是學科相互滲透，行業領域相互交叉的時代。本學科、本領域取得的技術創新如果僅局限在自身圈子里，威力有限；相反，將新的技術成果創新推出去，謀求學科間、行業間的協同創新，將更有利于快速轉化成現實生產力，實現多贏的局面。近年來，《江蘇省“十二五”科技發展規劃》等一批政府文件及各級科技項目申報指南中對此均有所體現，并積極鼓勵跨單位聯合申報科研項目。因此，水產和信息技術的跨學科合作是適應時代發展的需要。

2.1 在水產養殖中應用物聯網技術可解決勞動力資源緊缺

當下，各用人單位連連爆出招工困難，其導致的生產無法正常開展現象已經在工業等技術集成度相對較高的行業出現，而一些像水產養殖一樣仍主要依賴人力、屬粗放型的行業招工更加困難。水產養殖歷來被視為艱苦、薪酬低、社會評價不高的職業，陳舊的社會偏見對農業院校特別是本身學水產養殖的學生及其親人的心里產生了巨大沖擊，這些學生本科畢業后在自身畏懼心里及其家人勸阻之下，大部分轉向了飼料營銷等非養殖一線行業，還有相當部分轉向了跟水產風馬牛不相及的行業；更不用說其他專業畢業生會投身這個行業。隨著近年來高等教育大眾化模式的發展，研究生連年擴招，水產養殖專業的研究生數量連年遞增，呈一抓一把之勢，但這部分生源未來大部分流向高校科研院所或是生物試劑公司工作這就造成了一線水產養殖嚴重缺乏人才的局面，特別是從中高層面阻斷了水產養殖的技術人才的儲備；另一方面，隨著經濟水平的發展，農村作為水產養殖一線技術工人可能的主要來源，也發生著巨變。如今在農村找到40～50歲的勞動力還有可能，40歲以下的已幾乎沒有；原因在于40歲以下這個年齡段除上學接受高等教育后落戶城市之外，那部分沒有升學的也早早進入城市從事他們看來較輕松的第二三行業。這又從根本上阻斷了底層水產養殖的技術工人來源。而目前這批40～50歲的勞動力再從業20年左右，也終將因為年老體衰退出這一行業，到那時，水產養殖何以維系？因此，只有提升行業內技術裝備，打“技術牌”，吸引從業者是我們走出困境的方法。歐美的大型養殖場在人力成本高昂的情況下，通過集成現代信息技術，構建養殖的物聯網平臺，只要定期維護便可實現1～2人管理全場所有事物的局面，這種良性運作養殖業的方法值得我們借鑒。

2.2 在水產養殖中應用物聯網技術可轉變水產養殖的發展模式

長久以來，以低洼鹽堿地和荒灘荒水等資源改造進行養殖是我國傳統養殖方式，技術成熟、操作簡便、投入適中，適合我國農村以農民承包經營的經濟發展水平。但是其周期長、勞動強度大、生產效率低。因此，減輕勞動強度，提高生產效率是漁民多年來的夢想，也是新時期對漁業現代化的必然要求。從現有從業者的養殖模式及新興技術結合度來看，粗略地將其劃分成三類。一是以個人、個人合伙、家庭經營等為主的“散戶”，資金有限，限于小規模養殖，只要投入理想的品種，管理合理，一年至少有10～20萬以上收入；二是較大的養殖公司承包大片的養殖區域，除部分自養外，有相當一部分轉包給“散戶”養殖，收取塘租，利潤不菲，三是資金雄厚的大公司，側重于工廠化、設施化高效養殖，設施成本投入大，但凡這類公司均是集產銷加工一條龍，以海外市場為主的出口企業，最終經濟效益豐厚。相比第一、二類執著于傳統粗放式的養殖，第三類在具有一定規模的條件下更傾向于采用高新技術使水產養殖趨于現代化，進一步做大做強。以第三類的工廠化養魚為代表的現代漁業，其核心內容就是養殖的自動化，這將是未來水產養殖業發展的一個大方向：通過把人工智能系統和相關的儀器、儀表相結合，通過計算機控制實現加水、控溫、增氧、投餌、捕撈等自動化管理，減少了人力物力的投入，同時也減少了人為誤差造成的損失。目前，越來越多的水產養殖戶走向聯合，各種行業協會、水產組織孕育而生，就是要形成上述第三類的規模條件，形成集群效應，有利于采用高新技術裝備發展現代漁業。

2.3 在水產養殖中應用物聯網技術可推動水產養殖現代化

當前，我國水產養殖業發展正處于一個新的歷史階段，熱別是深化水產養殖業結構調整，穩定增加農民收入，提高水產品市場競爭力，對推進水產養殖業信息化的要求比以往任何時候都顯得更為緊迫。大力推進水產養殖信息化，以信息化帶動我國水產養殖業現代化，對于促進農業和水產養殖業的發展，提高漁民生活質量具有重要意義。充分認識信息化對我國水產養殖業發展的重要作用，利用信息技術，加快養殖科技成果和先進技術轉化為現實生產力，促進水產養殖業科技進步，建立水產養殖業檢測、預警、安全和標準體系，加快傳統水產養殖業改進與升級，實現水產養殖自動化、信息化、高效益化，已是提高我國水產養殖業生產率、降低生產成本，規范生產管理，實現漁業經濟可持續發展的必然。

從這幾年的發展來看，倡導的工廠化、設施化、高效化養殖除繁養技術本身以外的其他技術集成度尚顯不夠，還有待進一步提升發展。目前，隨著技術的不斷發展，農業精準作業技術與裝備成為了“十二五”國家863計劃現代農業技術領域的主題，精準技術可以成為貫穿工廠化、設施化、高效化的核心技術，有利于將工廠化、設施化、高效化過程中成功經驗集成，推進水產養殖現代化，使水產養殖朝著養殖工業化方向發展。而精準技術體系中最為重要的就是引入了物聯網等信息技術，以此實現規模化數字化管理與精準決策，極大地提升了人員效率。

3 智能水產養殖的可行性

稍加留意，物聯網技術的蹤跡其實已在我們身邊，諸如智能交通、政府工作、環境保護、公共安全、智能消防、平安家居、工業監測、個人健康、老人護理等多個領域已普遍應用物聯網技術。那么，水產養殖領域應用物聯網技術是否可行呢？江蘇省宜興高塍物聯網河蟹養殖、無錫錫山區鵝湖鎮物聯網智能養魚、蘇州昆山陽澄湖物聯網漁業等一批水產養殖智能化平臺的建立顯著提升了水產品的口味質感，使得每畝增產10%～15%，增效1 000元以上，標志著物聯網技術與水產養殖的成功結合[4-6]。其中，宜興物聯網農業項目是宜興農林部門與中國農業大學合作項目，由此建立了我省首個物聯網水產養殖示范基地，2010年獲得了國家農業部、工信部聯合主辦的“信息化與現代農業博覽會”優秀案例三等獎。受其鼓舞并切實看到了物聯網技術在水產養殖中應用的實際效果，基于物聯網技術開展水產養殖的項目逐漸升溫。

物聯網技術的應用是水產養殖技術的一場革命，是實現漁業現代化的重要途徑。從現有的成功案例看，利用物聯網技術達到了預期效果，可以實現智能化管理。首先，對池塘養殖環境進行量化管理，可實現科學養殖；其次，可以減輕從業人員的勞動強度，提高勞動效率；第三是可實現節能減排，由于對各項指標能精確測量與控制，做到精準增氧精準投喂，減少換水次數與用電量；另外，也可以提高產品品質，由于水質的改善，病害明顯減少，產品品質將有明顯提升。

4 現有實際運用的不足和建議

目前，在水產養殖中應用物聯網技術還沒有成熟，尚處于摸索和嘗試階段。問題主要來自兩個方面。一是物聯網技術本身還需發展，如統一物聯網的技術標準，提升傳感器的研發水平等；二是水產養殖的特點給應用物聯網提出了更高的要求。如實施地點相對分散，基礎條件不同，有些現場的網絡通信條件和電力供應條件比較差，對系統的穩定性造成影響；水產養殖一般要求低成本、高實用性、高通用性等集為一體，但由于物聯網是新興技術，低成本和高通用性暫時還不能得到滿足。另外，水產養殖包括了人工育苗、苗種培育、成體養成等階段及換水、投餌等多種操作過程，目前國內數字智能化方面的研究較少，大多集中在某一環節如水質檢測、自動投餌等，覆蓋面還很窄，從另一個角度而言，研究開發的空間很大。未來，可以在水產養殖的工廠化信息管理系統、精細養殖、設施養殖、水產品物流與市場信息、水產品安全可追溯系統等等領域取得進展。

鑒于以上分析，在水產養殖領域引入物聯網技術等新興的信息化技術手段，發展漁業智能化，不光是水產科技工作者或是信息技術人員的事情，而且是在各自領域技術積累以后走向融合協作的事情。未來的漁業智能化中，水產科技工作者少了信息技術人員的信息化技術支撐，水產養殖仍是傳統粗放型，現代化將是空談；而信息技術人員少了水產科技工作者，在水產養殖領域，新興的信息技術將無所依托，研究不出適合水產的技術裝備，先進的信息理論創新只是一張廢紙，轉化不成現實生產力。

5 結 語

基于本文的分析，我們應當鼓勵水產科技工作者和信息技術人員相互交流，特別是既懂水產又懂信息技術的人員創新，共同促進水產養殖的現代化進程，提高水產養殖生產管理和漁業管理信息化水平，促進漁業生產方式轉變，實現節能降耗、綠色環保、 增產增收的目標。

參 考 文 獻

[1] 朱洪波，楊龍祥，朱琦.物聯網技術進展與應用[J].南京郵電大學學報：自然科學版，2011，31（1）：1-9.

[2] 中華人民共和國中央政府門戶網站.農業部關于進一步加強農業信息化建設的意見[EB/OL]. [2006-11-03]. http：//www.gov.cn/gzdt/2006-11/03/content_431575.htm

[3] 江蘇省人民政府省政府.關于加強農業科技創新與推廣工作的意見[R].江蘇省人民政府公報，2011-05-25.

[4] 楊勇.全國農業農村信息化示范基地巡禮之一：省心節本增效—— 探秘宜興物聯網智能水產養殖基地[J].農產品市場周刊，2013（25）：14-16.

[5] 蘇文.首家物聯網智能養魚基地落戶無錫鵝湖[J].中國漁業報，2011（4）： 73-73.

[6] 周燕俠，魏友海.產業升級漁業將進入“物聯網”時代[J].科學養魚，2012（2）：18-22+99.