物聯(lián)網技術在水產養(yǎng)殖中的作用

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上物聯(lián)網技術在漁業(yè)生產中的應用青島勵圖高科一、物聯(lián)網技術概述物聯(lián)網(The Internet of things)，即“物物相連的互聯(lián)網”，是新一代信息技術的重要組成部分，包括兩層含意：第一，物聯(lián)網的核心和基礎仍然是互聯(lián)網，是在互聯(lián)網基礎上的延伸和擴展的網絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物體與物體之間，進行信息交換和通信目前較普遍公認的物聯(lián)網的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡。 隨著漁業(yè)

2、現(xiàn)代化進程的快速發(fā)展，物聯(lián)網技術在漁業(yè)領域得到了廣泛應用，逐漸緊密結合，形成了漁業(yè)物聯(lián)網。漁業(yè)物聯(lián)網關鍵技術包括： 1信息感知技術。它是整個漁業(yè)物聯(lián)網鏈條上最基礎的環(huán)節(jié)。主要涉及傳感器技術、RFID技術、GPS 技術等。傳感器技術在水產養(yǎng)殖業(yè)中常用于測定水體溶解氧、酸堿度、氨氮、電導率和濁度等參數(shù)。RFID 技術即Radio Frequency Identification (射頻識別)，俗稱電子標簽，是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)。該技術在質量追溯中有著廣泛的應用。GPS 技術基于新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)，具

3、備進行海、陸、空全方位實時三維導航與定位能力，具有全天候、高精度、自動化和高效益等顯著特點。GPS 技術運用到漁業(yè)中，利用其實時三維定位和精確定時功能，可以對養(yǎng)殖情況、產品流向、產量等進行實時描述和跟蹤。在現(xiàn)有信息感知技術的基礎上，目前正在研發(fā)基于EPC的物聯(lián)網，是指在計算機互聯(lián)網的基礎上，利用全球統(tǒng)一的物品編碼技術、射頻識別技術、無線數(shù)據(jù)通信技術等，實現(xiàn)全球范圍內的單件產品的跟蹤與追溯，相信該技術將很快應用于漁業(yè)生產。2信息傳輸技術。它是漁業(yè)信息傳輸?shù)谋厝宦窂健Ｄ壳斑\用最廣泛的是無線傳感網絡 ( WSN )，是以無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網絡系統(tǒng)，由部署在監(jiān)測區(qū)

4、域內大量的傳感器節(jié)點組成，負責感知、采集和處理網絡覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。如ZigBee 技術是基于IEEE802.15.4 標準的關于無線組網、安全和應用等方面的技術標準，被廣泛應用在無線傳感網絡的組建中，如水環(huán)境監(jiān)測、水產養(yǎng)殖和產品質量追溯等。其次，基于Android 等移動手機平臺系統(tǒng)的水產養(yǎng)殖遠程監(jiān)控系統(tǒng)等功能的信息傳輸技術開發(fā)，將使得針對多控制節(jié)點的遠程控制更為方便快捷。 3信息處理技術。它是實施漁業(yè)自動化控制的技術基礎，主要涉及云計算、GIS、專家系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)等信息技術。其中云計算( Cloud Computing)

5、 是指將計算任務分布在大量計算機構成的資源池上，使各種應用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計算力、存儲空間和各種軟件服務。GIS 主要用于空間信息數(shù)據(jù)庫和進行空間信息的地理統(tǒng)計處理、圖形轉換與表達等，為分析差異性和實施調控提供處方決策方案。專家系統(tǒng)( Expert System，簡稱ES)，指運用特定領域的專門知識，通過推理來模擬通常由人類專家才能解決的各種復雜的、具體的問題，達到與專家具有同等解決問題能力的計算機智能程序系統(tǒng)。決策支持系統(tǒng)( Decision Support System，簡稱DSS)，是輔助決策者通過數(shù)據(jù)、模型和知識，以人機交互方式進行半結構化或非結構化決策的計算機

6、應用系統(tǒng)。 智能控制技術( Intelligent Control Technology，簡稱ICT)，是控制理論發(fā)展的新階段，主要用于解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復雜系統(tǒng)的控制問題。智能信息處理技術研究內容主要包括 4 個方面：人工智能理論研究，即智能信息獲取的形式化方法、海量信息處理的理論和方法以及機器學習與模式識別；先進的人機交互技術與系統(tǒng)，即聲音、視頻、圖形、圖像及文字處理以及虛擬現(xiàn)實技術與流媒體技術；智能控制技術與系統(tǒng)，即給物體賦予智能，以實現(xiàn)人與物或物與物之間互相溝通和對話，如準確的定位和跟蹤目標等；智能信號處理，即信息特征識別和數(shù)據(jù)融合技術。

7、0;二、漁業(yè)物聯(lián)網技術應用領域漁業(yè)物聯(lián)網技術目前已延伸到漁業(yè)行業(yè)各個環(huán)節(jié)：水產養(yǎng)殖管理、水產品質量溯源、水產品供應鏈、水產品加工、海洋漁業(yè)資源監(jiān)控、海洋環(huán)境監(jiān)測、漁港監(jiān)管、漁船活動信息收集、漁具輔助設備等。 1水產養(yǎng)殖管理。在水產養(yǎng)殖方面，傳感器可以用于水體溫度、pH 值、溶解氧、鹽度、濁度、氨氮、COD 和BOD等對水產品生長環(huán)境有較大影響的水質參數(shù)及環(huán)境參數(shù)的實時采集，進而為水質控制提供科學依據(jù)。中國農業(yè)大學李道亮團隊開發(fā)的集約化水產養(yǎng)殖智能管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)溶解氧、pH 值、氨氮等水產養(yǎng)殖水質參數(shù)的監(jiān)測和智能調控，并在全國十幾個省市開展了應用示范（圖

8、），廣東也是示范省之一。2農產品安全溯源。能夠利用RFID 技術快速反應、追本溯源，確定農產品質量問題所在。由于“多寶魚”、“瘦肉精豬肉”等農產品質量安全事故頻發(fā)，在北京、上海、南京等地已開始采用條碼、IC卡和RFID 等技術建立農產品質量安全追溯系統(tǒng)。一些單位開始研究適合中國國情的基于物聯(lián)網的可追溯技術和架構方法并部分實現(xiàn)了集成應用。如楊信廷等將RFID 技術與傳感器技術有效結合，對水產品供應鏈中的物流環(huán)節(jié)進行全程監(jiān)控與追蹤。 3基于物聯(lián)網的水產品供應鏈。在水產品供應鏈中引入物聯(lián)網技術，作為新式的信息技術手段，物聯(lián)網不僅能提高水產品供應鏈各個環(huán)節(jié)的作業(yè)

9、效率與質量，還集成了供應鏈中各環(huán)節(jié)主體的生產運作信息，包括水產品生產者、加工企業(yè)以及經銷商之間的信息，實現(xiàn)了無縫銜接，提高了每個個體對供應鏈整體即時信息的可見度，有效地控制了供應鏈中的信息流，提升了供應鏈管理的柔性。以冷鏈運輸控制為例：通過實現(xiàn)對水產品在運輸過程中的溫度、光照等環(huán)境的智能控制，從而降低貨損率。在車廂中安置車廂控制單元TCU,采用ZigBee技術實現(xiàn)車廂內部傳感器與RFID采集數(shù)據(jù)的傳輸，并將其傳遞給車頭控制單元OBU，而在OBU中裝有全球定位系統(tǒng)、基于RFID/NFC的司機身份驗證系統(tǒng)、ZigBee模塊和其他管理功能模塊，它將采集到的TCU數(shù)據(jù)、監(jiān)測到的車輛速度、位置、轉速等信

10、息以及RFID掃描的司機識別信息通過互聯(lián)網傳遞給分布式數(shù)據(jù)采集邏輯單元處理，構建起水產品冷鏈在途運輸?shù)臒o線傳感網絡，最終實現(xiàn)監(jiān)控中心對車輛的在途運輸實時智能監(jiān)控，保持運輸過程的低溫等環(huán)境，有效降低水產品的在途貨損率，如圖所示。 4在水產品加工中的應用。一是原材料入庫環(huán)節(jié),從生產基地運送到加工廠的活體水產品外包裝上貼有RFID電子標簽，標簽中記錄了當前批次的生長信息以及健康狀況，加工廠檢測人員通過掃描電子標簽中的信息，對水產品進行篩選和分類，記錄原材料檢測結果和入庫信息，并將讀取到的信息傳遞到生產管理系統(tǒng)中。二是在加工過程中，RFID系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對整條生產線的自動識別和跟蹤，及時獲得產

11、品數(shù)量、傳送路線、質量水平等與生產工藝直接相關的數(shù)據(jù)，從而確保整個生產計劃的順利進行。三是當水產品加工完畢后，將會對產品進行冷藏。冷藏間的貨架上將貼有RFID/EPC標簽，水產品成品入庫時將會掃描托盤上的RFID/EPC標簽，系統(tǒng)將找出對應的貨架位置進行存放，在冷藏間還裝配數(shù)個溫度傳感器，物聯(lián)網系統(tǒng)可多點定時采集冷藏間的溫度，如果溫度超出設定安全范圍將自動報警信息。當需要查找產品時，只要在系統(tǒng)中輸入產品的名稱或條碼信息，就可以很快通過物聯(lián)網生產管理系統(tǒng)系統(tǒng)找到貨物存放的位置，方便貨物出庫。 5海洋漁業(yè)資源監(jiān)測。在沿海大陸架水域，寒、暖流交匯水域，利用物聯(lián)網技術部署環(huán)境參數(shù)傳感器、實時

12、圖像采集系統(tǒng)、與海事通訊衛(wèi)星、遠洋監(jiān)測船、遙感航空器、全自動海洋監(jiān)測站共同組成立體數(shù)據(jù)傳輸網絡，通過檢測海洋水體溫度、鹽度、溶解氧含量、浮游生物種類等環(huán)境數(shù)據(jù)，處理后得出漁業(yè)生物生長狀況資料，為漁業(yè)決策部門提供實時海洋漁業(yè)資源狀況信息。 6海洋環(huán)境監(jiān)測。海洋面積占地球表面積的71%，海水面積廣闊。受監(jiān)測活動區(qū)域范圍、海上交通和人力的限制，海洋環(huán)境監(jiān)測檢測很難做到全面、及時、詳盡。物聯(lián)網以微波通訊和衛(wèi)星通訊為數(shù)據(jù)傳輸介質，打破了地域、時間限制，數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星實時傳輸，以傳感技術和網絡技術為基礎，建立自動海洋環(huán)境監(jiān)測站，在海洋監(jiān)測船無法到達或不能長期駐留地區(qū)對周圍環(huán)境進行24h 

13、不間斷監(jiān)測并實時傳輸數(shù)據(jù)。實時反饋污染性質、污染物種類、污染狀況、污染來源等一系列信息,提供環(huán)境預警信息，為治理和改善海洋環(huán)境污染、應對突發(fā)海洋環(huán)境污染事件、有效保護漁業(yè)資源提供幫助。 7漁港監(jiān)管。通過射頻識別系統(tǒng)、GPS 全球定位系統(tǒng)、漁港設施監(jiān)管系統(tǒng)等技術關聯(lián)，實現(xiàn)復雜漁港信息的實時交換和定位跟蹤、監(jiān)控和智能管理。利用互聯(lián)網，整合冷凍倉儲電子化管理系統(tǒng)和漁船生產信息管理系統(tǒng)，為漁港管理提供各類監(jiān)管和生產信息。 8漁船活動信息收集。漁船是漁業(yè)生產活動的重要組成部分，漁船信息的收集主要采用漁船身份識別傳感、漁船載重傳感、GPS 定位、視頻采集等技術。通過漁船裝備內嵌式智能芯片，傳感器識別和記錄漁船類型、載重噸位、牌號、所屬公司等相關信息，方便漁業(yè)管理部