物聯(lián)網(wǎng)在浙江省海水養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用研究

王玘玥 周運(yùn)清

[摘 要]在供給側(cè)結(jié)構(gòu)性調(diào)整的大背景下，浙江省海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)得到迅速推進(jìn)，已呈現(xiàn)出高端化、智慧化、生態(tài)化的發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)正處于全面推動(dòng)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期，充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以在海水養(yǎng)殖工程與科研領(lǐng)域中發(fā)揮出巨大作用。本文從浙江省海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀著手，簡(jiǎn)要分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在發(fā)展海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用意義與應(yīng)用現(xiàn)狀，針對(duì)當(dāng)今實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題提出發(fā)展建議，為促進(jìn)浙江省海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展提供一些參考。

[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng);海水養(yǎng)殖;應(yīng)用發(fā)展

[中圖分類號(hào)]S951.2 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在浙江省海水養(yǎng)殖業(yè)中的意義

浙江省是我國(guó)海洋大省，也是漁業(yè)強(qiáng)省，海水養(yǎng)殖歷史悠久，整體規(guī)模占全國(guó)前列。自2011年《浙江海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展示范規(guī)劃》被批復(fù)以來(lái)，海水養(yǎng)殖業(yè)增速發(fā)展，水產(chǎn)養(yǎng)殖種類結(jié)構(gòu)調(diào)整加快，單產(chǎn)呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。2015年，全國(guó)海水養(yǎng)殖總產(chǎn)量1875.6277萬(wàn)噸，浙江海水養(yǎng)殖產(chǎn)量93.3431萬(wàn)噸，位居全國(guó)第六位，相較2014年上升明顯。2017年，東海域的浙江與福建兩省的海水養(yǎng)殖產(chǎn)量約占全國(guó)總產(chǎn)量的25%。雖然海洋總產(chǎn)值與海洋漁業(yè)產(chǎn)量大幅提升，但海水養(yǎng)殖業(yè)現(xiàn)在面臨著諸多問(wèn)題，如養(yǎng)殖水域縮小、養(yǎng)殖無(wú)序?qū)е滤a(chǎn)品趨同化、海洋環(huán)境污染惡化、水產(chǎn)品種病害嚴(yán)重等。這說(shuō)明傳統(tǒng)的海水養(yǎng)殖方式已經(jīng)不能滿足浙江海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，現(xiàn)代化海水養(yǎng)殖業(yè)轉(zhuǎn)型迫在眉梢。

物聯(lián)網(wǎng)作為我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的一項(xiàng)重要組成內(nèi)容，經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，與漁業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸緊密結(jié)合。當(dāng)前，水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)已在浙江地區(qū)進(jìn)行了部分試點(diǎn)工作，示范基地通過(guò)智能傳感與監(jiān)控設(shè)備，將無(wú)線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)相結(jié)合，漁民可通過(guò)手機(jī)和電腦實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖漁場(chǎng)的氣象環(huán)境與現(xiàn)場(chǎng)狀況，實(shí)現(xiàn)對(duì)水產(chǎn)品的智能化控制和管理。2017年底，浙江省政府在《關(guān)于加快建設(shè)海洋強(qiáng)省國(guó)際強(qiáng)港的若干意見(jiàn)》中明確表示，加強(qiáng)海水養(yǎng)殖業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新是海洋漁業(yè)未來(lái)發(fā)展的一大方向。旨在保障海水養(yǎng)殖方式安全高效，提高海水養(yǎng)殖效益，增強(qiáng)水產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，最終促使海水養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)方式從傳統(tǒng)的粗放型、分散化向著現(xiàn)代的精準(zhǔn)型、集約化轉(zhuǎn)型，從而推進(jìn)可持續(xù)化漁業(yè)發(fā)展。

2 物聯(lián)網(wǎng)在浙江海水養(yǎng)殖業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 養(yǎng)殖水域環(huán)境智能監(jiān)控與自動(dòng)投餌

養(yǎng)殖水域水質(zhì)的良好程度會(huì)直接影響?zhàn)B殖物的生長(zhǎng)和水產(chǎn)品的品質(zhì)。高密度、集約化的海水養(yǎng)殖方式容易使養(yǎng)殖對(duì)象的代謝產(chǎn)物和殘餌廢料等滲入水中，引起水質(zhì)的富營(yíng)養(yǎng)化，造成污染，破壞水域生態(tài)環(huán)境。對(duì)此，海水養(yǎng)殖智能管理系統(tǒng)可以利用傳感器對(duì)水體溫度、溶解氧、pH值、鹽度、氨氮、電導(dǎo)等影響到養(yǎng)殖生物生長(zhǎng)的水質(zhì)和水域環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)、分時(shí)、定時(shí)采集與監(jiān)測(cè)預(yù)警，一方面，用無(wú)線傳輸?shù)姆绞教幚磙D(zhuǎn)換這些參數(shù)指標(biāo)傳遞給水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)專家，為水域水質(zhì)調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)，方便專家們遠(yuǎn)程指導(dǎo)進(jìn)行差別化監(jiān)管;另一方面，養(yǎng)殖戶和監(jiān)管員可以通過(guò)手機(jī)、電腦等信息設(shè)備隨時(shí)在線了解到這些監(jiān)測(cè)參數(shù)的變化，并能用手機(jī)發(fā)送短信到中心平臺(tái)遠(yuǎn)程控制投餌機(jī)、增氧機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)等設(shè)備和設(shè)施，實(shí)現(xiàn)多個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)定時(shí)定量投喂、缺氧飼料自動(dòng)報(bào)警、系統(tǒng)故障自動(dòng)預(yù)警，從而減少殘餌廢料對(duì)養(yǎng)殖水體的污染，保證水產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2 海水養(yǎng)殖區(qū)域管理監(jiān)控

物聯(lián)網(wǎng)在海水養(yǎng)殖區(qū)域管理上的應(yīng)用主要有兩個(gè)：一是養(yǎng)殖區(qū)域氣象環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)。浙江海水養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展很容易受到臺(tái)風(fēng)、暴潮等自然災(zāi)害的影響。通過(guò)數(shù)字化管理系統(tǒng)對(duì)風(fēng)向風(fēng)速、太陽(yáng)光照、雨量、氣壓、氣溫和干濕度等影響氣候的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)采集并分析，提供氣象預(yù)報(bào)給養(yǎng)殖提醒要做好防護(hù)措施，為保證不同氣候環(huán)境下都能獲得良好的養(yǎng)殖條件輸出數(shù)據(jù)支持。二是養(yǎng)殖區(qū)管理視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在一些像是園區(qū)出入口之類的重要養(yǎng)殖生產(chǎn)管理場(chǎng)所設(shè)置該系統(tǒng)，設(shè)置旋轉(zhuǎn)攝像頭對(duì)生產(chǎn)管理現(xiàn)場(chǎng)、養(yǎng)殖過(guò)程、設(shè)備運(yùn)行情況、養(yǎng)殖區(qū)域安保進(jìn)行全時(shí)段全方位的監(jiān)控，并可以與其它系統(tǒng)相對(duì)接，在監(jiān)控中心、電腦、手機(jī)等信息設(shè)備可以同時(shí)接收實(shí)時(shí)視頻畫(huà)面進(jìn)行遠(yuǎn)程管理控制，確保養(yǎng)殖生物與生產(chǎn)管理過(guò)程的安全。據(jù)2016年的有關(guān)報(bào)道，臺(tái)州三港海水養(yǎng)殖專業(yè)合作社在使用的基于水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)的智能型灌溉系統(tǒng)，可自動(dòng)采集氣象信息、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和水下視頻圖像，并通過(guò)無(wú)線傳輸方式將信息上報(bào)到監(jiān)控中心或云服務(wù)器。自上半年從溫州貝類研究所引進(jìn)后，養(yǎng)殖魚(yú)塘的畝產(chǎn)值預(yù)計(jì)從原先的2至3萬(wàn)元增加到10萬(wàn)元。

2.3 海水養(yǎng)殖生物生長(zhǎng)狀況監(jiān)控與疾病預(yù)警

在養(yǎng)殖水域下安裝水下視頻監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控魚(yú)、蝦、蟹、貝、藻等生物的生長(zhǎng)生活情況，根據(jù)生產(chǎn)需求對(duì)水域環(huán)境、養(yǎng)殖密度、餌料投喂量、養(yǎng)殖對(duì)象攝食量等參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)差別化精細(xì)化管理、節(jié)能減排、科學(xué)喂養(yǎng)，便于控制水產(chǎn)生物的生長(zhǎng)。另外，該系統(tǒng)包含的驅(qū)動(dòng)裝置和載體裝置可以輕松移動(dòng)到養(yǎng)殖水域中的任意位置對(duì)養(yǎng)殖對(duì)象全程實(shí)時(shí)監(jiān)控，即便是高渾濁水域也可以利用水下微光攝像技術(shù)獲得清晰的目標(biāo)視頻和圖像，養(yǎng)殖戶隨時(shí)隨地可以在移動(dòng)設(shè)備上獲取這些精準(zhǔn)信息。在監(jiān)控養(yǎng)殖生物過(guò)程中若是發(fā)現(xiàn)疾病，也能盡快采取措施診斷病癥并有針對(duì)性地提出治療方案，甚至可以實(shí)施網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)診。

2.4 水產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯體系

物聯(lián)網(wǎng)可以在海水養(yǎng)殖產(chǎn)品的加工、生產(chǎn)及銷售等環(huán)節(jié)全程追蹤，即水產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯平臺(tái)。海水產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯體系建設(shè)工作以海水養(yǎng)殖與水產(chǎn)品流通兩個(gè)環(huán)節(jié)為主。海水養(yǎng)殖場(chǎng)的技術(shù)人員可以利用質(zhì)量安全追溯設(shè)備完善水產(chǎn)品養(yǎng)殖基地信息、養(yǎng)殖記錄、銷售記錄等信息網(wǎng)絡(luò)電子化統(tǒng)一生成RFID標(biāo)簽。水產(chǎn)品被運(yùn)輸專用車從養(yǎng)殖基地運(yùn)輸?shù)匠袑ｄN點(diǎn)、批發(fā)市場(chǎng)、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)等需要實(shí)名制的產(chǎn)品質(zhì)量可追溯的銷售場(chǎng)所時(shí)，工作人員用RFID手持終端掃描包裝箱的RFID標(biāo)簽進(jìn)行入庫(kù)作業(yè)，將入庫(kù)信息以EPCIS事件形式上傳到配送中心的服務(wù)器中，對(duì)接產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)為合格后，這些水產(chǎn)品會(huì)生成二維碼，擁有帶有產(chǎn)品標(biāo)識(shí)的“電子身份證”。消費(fèi)者可以通過(guò)手機(jī)掃描二維碼或網(wǎng)站查詢等實(shí)名可追溯方式獲取該產(chǎn)品的養(yǎng)殖產(chǎn)地、生產(chǎn)商、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期、RFID等一系列的信息查找責(zé)任主體，做到產(chǎn)品質(zhì)量可追溯。截至2017年底，浙江省已經(jīng)有16家試點(diǎn)單位完成水產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系建設(shè)任務(wù)。

2.5 海水養(yǎng)殖移動(dòng)管理

由于養(yǎng)殖場(chǎng)有著地域廣、人員分散、設(shè)備不集中等一系列特征，用移動(dòng)設(shè)備來(lái)管理監(jiān)控漁場(chǎng)的重要性尤為凸顯，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的養(yǎng)殖移動(dòng)管理系統(tǒng)可以給養(yǎng)殖人員與技術(shù)員帶來(lái)極大的便利。例如浙江嘉興市秀洲區(qū)的養(yǎng)殖戶們使用的漁業(yè)技術(shù)遠(yuǎn)程服務(wù)與管理系統(tǒng)，是由區(qū)級(jí)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)管理平臺(tái)、企業(yè)應(yīng)用平臺(tái)和養(yǎng)殖戶手機(jī)客戶端組成，通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，只需運(yùn)行手機(jī)上的APP軟件，養(yǎng)殖戶們便可足不出戶隨時(shí)查看養(yǎng)殖漁場(chǎng)的監(jiān)控視頻獲取養(yǎng)殖漁場(chǎng)的各項(xiàng)信息，按下智能管理圖標(biāo)來(lái)遠(yuǎn)程控制增氧設(shè)施、自動(dòng)投餌機(jī)等。該系統(tǒng)還加入了生產(chǎn)管理功能，可以詳細(xì)錄入魚(yú)苗、飼料使用和產(chǎn)品流向等歷史記錄數(shù)據(jù)，生成二維碼標(biāo)識(shí)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的可溯源。同時(shí)，還可以開(kāi)通水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)服務(wù)和漁業(yè)資訊查詢等功能，便于水產(chǎn)養(yǎng)殖戶獲取市場(chǎng)、政策、技術(shù)等資訊，并可以在線與其他養(yǎng)殖戶、技術(shù)專家互動(dòng)交流。

3 物聯(lián)網(wǎng)在浙江省海水養(yǎng)殖業(yè)中存在的主要問(wèn)題

目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在浙江省海水養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用還處于探索試驗(yàn)階段，主要存在以下三個(gè)問(wèn)題：首先，基于水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)的傳感器設(shè)備和相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)品研發(fā)理念落后，缺乏自主研發(fā)能力，實(shí)用性停留于表面，實(shí)際使用效果與海水養(yǎng)殖業(yè)的融合度不夠，產(chǎn)品質(zhì)量遠(yuǎn)落后于美國(guó)、挪威等國(guó)家。其次，相關(guān)硬件設(shè)施條件差、養(yǎng)殖人員高新技術(shù)運(yùn)用能力有限導(dǎo)致海水養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的推廣難度較大。浙江省大多海水養(yǎng)殖場(chǎng)地處位置較分散，部分地段的網(wǎng)絡(luò)通信和供電環(huán)境相對(duì)較差，以水質(zhì)傳感器為例的多數(shù)應(yīng)用對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求和價(jià)格又高，低端產(chǎn)品可靠性差，無(wú)法滿足水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的當(dāng)前需求。另外，物聯(lián)網(wǎng)各個(gè)系統(tǒng)對(duì)接復(fù)雜且需經(jīng)常維護(hù)，現(xiàn)在又很多的養(yǎng)殖人員技術(shù)能力與素質(zhì)，難以掌握相關(guān)技術(shù)。最后，沒(méi)有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可遵循和一套標(biāo)準(zhǔn)可擴(kuò)展的物聯(lián)網(wǎng)體系構(gòu)架。企業(yè)與部門在各自的平臺(tái)上開(kāi)發(fā)應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施無(wú)法兼容共享，也無(wú)法對(duì)相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)和應(yīng)用效果進(jìn)行正確評(píng)價(jià)。

4 浙江省海水養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展建議

4.1 加強(qiáng)海水養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)和軟硬件的自主研發(fā)能力

我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)自主研發(fā)速度遠(yuǎn)不及國(guó)外，關(guān)鍵技術(shù)掌握與核心分析模型成熟度較低，但發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｔ跇?gòu)建復(fù)雜的水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時(shí)，要結(jié)合海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)實(shí)際，緊跟世界傳感器研發(fā)前沿，加大對(duì)核心技術(shù)與設(shè)備的研究，設(shè)立水產(chǎn)相關(guān)感知技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目。最終自主研發(fā)一批物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)權(quán)技術(shù)產(chǎn)品，并努力實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本。對(duì)此，支持浙江省政府完善海水養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展全省海洋科研平臺(tái)整合，使參與技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的企業(yè)和科研單位可以共享一個(gè)統(tǒng)一的研發(fā)平臺(tái)。積極建設(shè)杭州國(guó)家自主創(chuàng)新示范區(qū)、浙東南自主創(chuàng)新示范區(qū)和舟山科學(xué)城等科技創(chuàng)新平臺(tái)，爭(zhēng)取在高性能、低耗能、低價(jià)格傳感器的核心研發(fā)技術(shù)上取得突破。

4.2 扶持智慧海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)鏈的形成

“物聯(lián)網(wǎng)+”型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已成為當(dāng)前我國(guó)產(chǎn)業(yè)模式創(chuàng)新的基本導(dǎo)向，這也是傳統(tǒng)海水養(yǎng)殖業(yè)向智慧型轉(zhuǎn)變的必然趨勢(shì)。浙江省政府要制定智慧海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)建設(shè)規(guī)劃，大力發(fā)展信息服務(wù)業(yè)，積極引導(dǎo)浙江省水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟建立，培育具有持續(xù)創(chuàng)新能力和完整配套能力的企業(yè)集群，積極引進(jìn)擁有技術(shù)優(yōu)勢(shì)、品牌優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)的國(guó)內(nèi)外知名物聯(lián)網(wǎng)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)、海洋經(jīng)濟(jì)大數(shù)據(jù)服務(wù)提供商，促使本地IT企業(yè)和傳統(tǒng)企業(yè)也向著物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)轉(zhuǎn)型，共同構(gòu)建海水養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈。

4.3 加強(qiáng)對(duì)養(yǎng)殖人員的應(yīng)用培訓(xùn)并引進(jìn)專業(yè)技術(shù)人才

海水養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)是一項(xiàng)全新技術(shù)，現(xiàn)階段不但基層養(yǎng)殖戶與農(nóng)技人員缺少物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識(shí)，而且專業(yè)從事物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)的技術(shù)人才匱乏。在推廣市場(chǎng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的過(guò)程中，浙江省各地政府有必要建設(shè)海水養(yǎng)殖合作社來(lái)對(duì)基層人員進(jìn)行規(guī)范化的培訓(xùn)與指導(dǎo)，傳授專業(yè)的養(yǎng)殖技術(shù)與注意事項(xiàng)，提高當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖技術(shù)人員的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用水平，避免盲目養(yǎng)殖和智能設(shè)備操作失誤帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，要深入貫徹實(shí)施《浙江省海洋科技人才發(fā)展規(guī)劃（2012年—2020年）》，建立高技術(shù)人才引進(jìn)綠色通道，組織涉海企業(yè)參與海內(nèi)外引才活動(dòng)，大力引進(jìn)核心技術(shù)人才。

目前，浙江的海水養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)與應(yīng)用發(fā)展還處于初步階段，存在著許多問(wèn)題與不完善，但這是現(xiàn)代海洋漁業(yè)轉(zhuǎn)型的必然趨勢(shì)。相信在不久的將來(lái)，更加完善的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用會(huì)促進(jìn)浙江海水養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，為漁民增收、為海洋漁業(yè)增效。

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