物聯網技術在水產養(yǎng)殖中的作用

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上物聯網技術在漁業(yè)生產中的應用青島勵圖高科一、物聯網技術概述物聯網(The Internet of things)，即“物物相連的互聯網”，是新一代信息技術的重要組成部分，包括兩層含意：第一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯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網的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物體與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現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)現代化進程的

2、快速發(fā)展，物聯網技術在漁業(yè)領域得到了廣泛應用，逐漸緊密結合，形成了漁業(yè)物聯網。漁業(yè)物聯網關鍵技術包括：1信息感知技術。它是整個漁業(yè)物聯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。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據。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，具備進行海、陸、空全方位實時三維導航與定位能力，具有全天候、高

3、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。在現有信息感知技術的基礎上，目前正在研發(fā)基于EPC的物聯網，是指在計算機互聯網的基礎上，利用全球統一的物品編碼技術、射頻識別技術、無線數據通信技術等，實現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)信息傳輸的必然路徑。目前運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，由部署在監(jiān)測區(qū)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

4、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的水產養(yǎng)殖遠程監(jiān)控系統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、專家系統和決策支持系統等信息技術。其中云計算( Cloud Computing)是指將計算任務分布在大量計算機構成的資源池上，使各種應用系統能夠根據需要獲取計算力、存儲空間和各種軟件服務。GIS主要用于空間信息數

5、據庫和進行空間信息的地理統計處理、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( 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。決策支持系統( Decision Support System，簡稱DSS)，是輔助決策者通過數據、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應用系統。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方法難以

6、解決的復雜系統的控制問題。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，即聲音、視頻、圖形、圖像及文字處理以及虛擬現實技術與流媒體技術；智能控制技術與系統，即給物體賦予智能，以實現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據融合技術。二、漁業(yè)物聯網技術應用領域漁業(yè)物聯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

7、。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及環(huán)境參數的實時采集，進而為水質控制提供科學依據。中國農業(yè)大學李道亮團隊開發(fā)的集約化水產養(yǎng)殖智能管理系統可以實現溶解氧、pH值、氨氮等水產養(yǎng)殖水質參數的監(jiān)測和智能調控，并在全國十幾個省市開展了應用示范（圖），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。一

8、些單位開始研究適合中國國情的基于物聯網的可追溯技術和架構方法并部分實現了集成應用。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基于物聯網的水產品供應鏈。在水產品供應鏈中引入物聯網技術，作為新式的信息技術手段，物聯網不僅能提高水產品供應鏈各個環(huán)節(jié)的作業(yè)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

9、低貨損率。在車廂中安置車廂控制單元TCU,采用ZigBee技術實現車廂內部傳感器與RFID采集數據的傳輸，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、基于RFID/NFC的司機身份驗證系統、ZigBee模塊和其他管理功能模塊，它將采集到的TCU數據、監(jiān)測到的車輛速度、位置、轉速等信息以及RFID掃描的司機識別信息通過互聯網傳遞給分布式數據采集邏輯單元處理，構建起水產品冷鏈在途運輸的無線傳感網絡，最終實現監(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

10、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中。二是在加工過程中，RFID系統能夠實現對整條生產線的自動識別和跟蹤，及時獲得產品數量、傳送路線、質量水平等與生產工藝直接相關的數據，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，系統將找出對應的貨架位置進行存放，在冷藏間還裝配數個溫度傳感器，物聯網系統可多點定時采

11、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，只要在系統中輸入產品的名稱或條碼信息，就可以很快通過物聯網生產管理系統系統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，利用物聯網技術部署環(huán)境參數傳感器、實時圖像采集系統、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據傳輸網絡，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)境數據，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

12、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。物聯網以微波通訊和衛(wèi)星通訊為數據傳輸介質，打破了地域、時間限制，數據通過衛(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不間斷監(jiān)測并實時傳輸數據。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、GPS全球定位系統、漁港設施監(jiān)管系統等技術關聯，實現復雜漁港信息的實時交換和定位跟蹤、監(jiān)控和智能管理。利用互聯網，整合冷凍倉儲電子化管理系統和漁船生產信息管理系統，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)管理部門和貨主