面向水產養殖的物聯網技術應用初探

劉璐+++洪小娟

摘 要：飛速發展的水產業在不斷擴大其規模的同時也帶來了相應的環境污染問題，物聯網技術的應用，對于水產水域環境的治理、水產業的轉型升級和可持續發展有著重大的意義。但物聯網技術在水產行業的應用存在著行業標準不一、資金不足、關鍵技術無法突破、設備維護困難和信息安全難以保障等問題，應盡快制定出統一的行業標準，加大關鍵技術的資金投入，充分發揮政府的推動作用，以實現水產養殖業的智能化轉型。

關鍵詞：物聯網；水產養殖；物聯網技術應用

0 引言

作為世界上增速最快的食品生產行業[1]，水產業在乘著世界經濟快車飛速發展，不斷擴大自身規模的同時，也引發了一系列環境問題。一味追求經濟利益的最大化而無視環境容量，盲目擴大養殖密度，擴充養殖面積，增排養殖廢水等行為造成了養殖業水質環境的不斷下降，而養殖品種的單一化和抗生藥物的持續使用，更是嚴重破壞了漁業水域的原有生態循環。如何在適應我國社會經濟發展需要新要求的同時，推動我國水產業由原本粗獷的養殖方式向精準化、集約化的現代養殖方式轉化[2]，實現水產養殖業的產業升級，已經成為該產業的熱點話題。而物聯網作為具有高滲透性和強帶動作用的新一代信息技術，正是對水產養殖業的升級轉型具有推動作用的關鍵技術之一。

1 物聯網技術概述

作為集合了識別感知、分析傳遞、測繪控制等技術完成智能化活動的新一代信息技術，物聯網在2005年由國際電信聯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略性產業之一，并開始迅猛發展。物聯網，即物物相連的網絡，基于互聯網的通信基礎，通過對具有對物體進行射頻識別、紅外感應及全球定位等功能的感應裝置的控制，使得任意所連物體間能跨越時間和空間的間隔，進行信息傳遞和交流，以達到“物聯”的目的。

目前，物聯網技術在公共安全、物流運輸、環境治理等方面已有較為成熟的運用，亦有學者開始將物流網技術應用于農業的種植、產品加工等方面，逐步推動農業生產的自動化、智能化轉型。響應時代的要求，利用物聯網技術互連、互通、智能、集約的技術優勢，結合水產養殖業的行業特點，實現養殖產出高效、優質的同時，實現水產養殖業的行業轉型，對水產養殖行業的可持續發展有著重要的現實意義。

2 物聯網技術在水產業的應用

2009年后我國陸續建立了若干物聯網水產養殖基地，基地工作人員通過運用各類無線傳感設備，對投料、增氧等環節進行自動調節和控制，并根據水質情況進行相關預報預警。

在養殖水域環境的管理和監控上，基于物聯網技術搭建的水產養殖監控設備，通過置于養殖水域中的傳感設備對養殖水域的溶氧量、pH值、水壓、溫度、鹽度等環境參數進行實時采集，通過ZigBee[3]等無線傳感器網絡技術，發送到匯聚節點，再利用GPRS發送到遠程服務器，實現用戶對水質環境信息的實時了解和調控。

在養殖區域的管理上，一方面，物聯網技術可以實現對養殖區域內包括氣溫、濕度、風力大小及方向等信息的采集分析，為日后相關氣象災害應對工作的展開提供數據積累；另一方面，充分發揮物聯網水產設備中視頻設備的監控作用，將其放置于養殖區域重要的安全生產點，有利于水產養殖的防逃、防騙，為安全生產提供了保障。

在養殖產品生長情況的監控上，物聯網水產養殖技術能對養殖物種的生長狀況進行實時監控，并根據養殖要求及物種生長情況投放食療、清理垃圾、調節防病藥物用量，基于數據的數字化管理方式可以實現對養殖物種的生長調控、病蟲害預防和及時治療。

在養殖產品的存儲、加工和運輸上，物聯網水產技術會對養殖產品生產、加工、包裝、運輸等一系列活動進行全程監控追蹤，并通過射頻技術對該過程中參數進行檢測查詢，以保證產出食品質量上的安全性。如目前國內的“食品安全追溯系統”[4]，就是通過對移動通信技術對食品加工過程中植入的電子標簽進行實時查詢，防止不法商人的非法盈利。

3 物聯網技術在水產業應用中存在的問題

1.行業標準尚未統一

目前，物聯網水產養殖設備的技術標準尚未出臺統一明確的規定，相關技術設備的研發工作仍處于實驗狀態，無法滿足實際應用的需要。在作為行業基石的設備技術標準得不到統一的現實環境下，參與研發的各研發機構基于各自平臺所開發出來的物聯網設備，在標準的統一和部門間的協作上，面臨著很大的困難。

2.資金和設備維護問題

我國物聯網技術的發展于近年才逐漸興起，與國外發達國家仍存在巨大的技術差距和資金差距。以水產養殖水質監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星通信環境監測系統[5]，技術精良，但價格較為昂貴；而我國現有的水質監測設備往往是單路的、有線采集方式[6]，在基于無線通信技術的現代化農業物聯網系統要求下，存在設備冗余、資源浪費、維護成本高，且設備布線相對復雜等問題。

3.信息安全

信息安全是所有互聯網相關行業所不得不面對的重要問題[7]。互聯網技術高度發達的今天，如何安全存儲用戶信息數據，保護其免于外界不法入侵的盜取、篡改和刪除，亦是物聯網水產技術所面臨的棘手問題。

4 結語

物聯網技術在水產行業中的應用仍處于初級階段，面臨著研究資金不足、關鍵技術不成熟、設備維護昂貴、系統穩定性不高等問題。國家相關部門應盡快制定各行業物聯網技術的行業標準和行業規范，加大對養殖環境感知技術、養殖模擬技術、設備智能控制技術等關鍵技術精準化研究的資金投入，發揮政府對物聯網水產養殖產業化的推動作用，為盡快實現水產養殖業的專業轉型和升級而努力。

基金項目：江蘇省水產三新工程項目：多合一無線網絡智能傳感在水產養殖中的應用（項目號：Y2014-29）