面向水产养殖的物联网技术应用初探

刘璐+++洪小娟

摘 要：飞速发展的水产业在不断扩大其规模的同时也带来了相应的环境污染问题，物联网技术的应用，对于水产水域环境的治理、水产业的转型升级和可持续发展有着重大的意义。但物联网技术在水产行业的应用存在着行业标准不一、资金不足、关键技术无法突破、设备维护困难和信息安全难以保障等问题，应尽快制定出统一的行业标准，加大关键技术的资金投入，充分发挥政府的推动作用，以实现水产养殖业的智能化转型。

关键词：物联网；水产养殖；物联网技术应用

0 引言

作为世界上增速最快的食品生产行业[1]，水产业在乘着世界经济快车飞速发展，不断扩大自身规模的同时，也引发了一系列环境问题。一味追求经济利益的最大化而无视环境容量，盲目扩大养殖密度，扩充养殖面积，增排养殖废水等行为造成了养殖业水质环境的不断下降，而养殖品种的单一化和抗生药物的持续使用，更是严重破坏了渔业水域的原有生态循环。如何在适应我国社会经济发展需要新要求的同时，推动我国水产业由原本粗犷的养殖方式向精准化、集约化的现代养殖方式转化[2]，实现水产养殖业的产业升级，已经成为该产业的热点话题。而物联网作为具有高渗透性和强带动作用的新一代信息技术，正是对水产养殖业的升级转型具有推动作用的关键技术之一。

1 物联网技术概述

作为集合了识别感知、分析传递、测绘控制等技术完成智能化活动的新一代信息技术，物联网在2005年由国际电信联盟主办的突尼斯信息峰会上被正式提出，于2009年被确立为我国五大新兴战略性产业之一，并开始迅猛发展。物联网，即物物相连的网络，基于互联网的通信基础，通过对具有对物体进行射频识别、红外感应及全球定位等功能的感应装置的控制，使得任意所连物体间能跨越时间和空间的间隔，进行信息传递和交流，以达到“物联”的目的。

目前，物联网技术在公共安全、物流运输、环境治理等方面已有较为成熟的运用，亦有学者开始将物流网技术应用于农业的种植、产品加工等方面，逐步推动农业生产的自动化、智能化转型。响应时代的要求，利用物联网技术互连、互通、智能、集约的技术优势，结合水产养殖业的行业特点，实现养殖产出高效、优质的同时，实现水产养殖业的行业转型，对水产养殖行业的可持续发展有着重要的现实意义。

2 物联网技术在水产业的应用

2009年后我国陆续建立了若干物联网水产养殖基地，基地工作人员通过运用各类无线传感设备，对投料、增氧等环节进行自动调节和控制，并根据水质情况进行相关预报预警。

在养殖水域环境的管理和监控上，基于物联网技术搭建的水产养殖监控设备，通过置于养殖水域中的传感设备对养殖水域的溶氧量、pH值、水压、温度、盐度等环境参数进行实时采集，通过ZigBee[3]等无线传感器网络技术，发送到汇聚节点，再利用GPRS发送到远程服务器，实现用户对水质环境信息的实时了解和调控。

在养殖区域的管理上，一方面，物联网技术可以实现对养殖区域内包括气温、湿度、风力大小及方向等信息的采集分析，为日后相关气象灾害应对工作的展开提供数据积累；另一方面，充分发挥物联网水产设备中视频设备的监控作用，将其放置于养殖区域重要的安全生产点，有利于水产养殖的防逃、防骗，为安全生产提供了保障。

在养殖产品生长情况的监控上，物联网水产养殖技术能对养殖物种的生长状况进行实时监控，并根据养殖要求及物种生长情况投放食疗、清理垃圾、调节防病药物用量，基于数据的数字化管理方式可以实现对养殖物种的生长调控、病虫害预防和及时治疗。

在养殖产品的存储、加工和运输上，物联网水产技术会对养殖产品生产、加工、包装、运输等一系列活动进行全程监控追踪，并通过射频技术对该过程中参数进行检测查询，以保证产出食品质量上的安全性。如目前国内的“食品安全追溯系统”[4]，就是通过对移动通信技术对食品加工过程中植入的电子标签进行实时查询，防止不法商人的非法盈利。

3 物联网技术在水产业应用中存在的问题

1.行业标准尚未统一

目前，物联网水产养殖设备的技术标准尚未出台统一明确的规定，相关技术设备的研发工作仍处于实验状态，无法满足实际应用的需要。在作为行业基石的设备技术标准得不到统一的现实环境下，参与研发的各研发机构基于各自平台所开发出来的物联网设备，在标准的统一和部门间的协作上，面临着很大的困难。

2.资金和设备维护问题

我国物联网技术的发展于近年才逐渐兴起，与国外发达国家仍存在巨大的技术差距和资金差距。以水产养殖水质监测所用的传感器或装置为例，美国、法国等西方国家使用的卫星通信环境监测系统[5]，技术精良，但价格较为昂贵；而我国现有的水质监测设备往往是单路的、有线采集方式[6]，在基于无线通信技术的现代化农业物联网系统要求下，存在设备冗余、资源浪费、维护成本高，且设备布线相对复杂等问题。

3.信息安全

信息安全是所有互联网相关行业所不得不面对的重要问题[7]。互联网技术高度发达的今天，如何安全存储用户信息数据，保护其免于外界不法入侵的盗取、篡改和删除，亦是物联网水产技术所面临的棘手问题。

4 结语

物联网技术在水产行业中的应用仍处于初级阶段，面临着研究资金不足、关键技术不成熟、设备维护昂贵、系统稳定性不高等问题。国家相关部门应尽快制定各行业物联网技术的行业标准和行业规范，加大对养殖环境感知技术、养殖模拟技术、设备智能控制技术等关键技术精准化研究的资金投入，发挥政府对物联网水产养殖产业化的推动作用，为尽快实现水产养殖业的专业转型和升级而努力。

基金项目：江苏省水产三新工程项目：多合一无线网络智能传感在水产养殖中的应用（项目号：Y2014-29）