物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的作用

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在漁業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用青島勵圖高科一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of things)，即“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，包括兩層含意：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間，進(jìn)行信息交換和通信目前較普遍公認(rèn)的物聯(lián)網(wǎng)的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)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(wǎng)絡(luò)。隨著漁業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的

2、快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在漁業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，逐漸緊密結(jié)合，形成了漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)包括：1信息感知技術(shù)。它是整個漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)鏈條上最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)。主要涉及傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、GPS技術(shù)等。傳感器技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中常用于測定水體溶解氧、酸堿度、氨氮、電導(dǎo)率和濁度等參數(shù)。RFID技術(shù)即Radio Frequency Identification (射頻識別)，俗稱電子標(biāo)簽，是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。該技術(shù)在質(zhì)量追溯中有著廣泛的應(yīng)用。GPS技術(shù)基于新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，具備進(jìn)行海、陸、空全方位實(shí)時三維導(dǎo)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(diǎn)。GPS技術(shù)運(yùn)用到漁業(yè)中，利用其實(shí)時三維定位和精確定時功能，可以對養(yǎng)殖情況、產(chǎn)品流向、產(chǎn)量等進(jìn)行實(shí)時描述和跟蹤。在現(xiàn)有信息感知技術(shù)的基礎(chǔ)上，目前正在研發(fā)基于EPC的物聯(lián)網(wǎng)，是指在計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用全球統(tǒng)一的物品編碼技術(shù)、射頻識別技術(shù)、無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的單件產(chǎn)品的跟蹤與追溯，相信該技術(shù)將很快應(yīng)用于漁業(yè)生產(chǎn)。2信息傳輸技術(shù)。它是漁業(yè)信息傳輸?shù)谋厝宦窂?。目前運(yùn)用最廣泛的是無線傳感網(wǎng)絡(luò)( WSN )，是以無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的傳感器節(jié)點(diǎn)組成，負(fù)責(zé)感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)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(shù)是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)于無線組網(wǎng)、安全和應(yīng)用等方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，被廣泛應(yīng)用在無線傳感網(wǎng)絡(luò)的組建中，如水環(huán)境監(jiān)測、水產(chǎn)養(yǎng)殖和產(chǎn)品質(zhì)量追溯等。其次，基于Android等移動手機(jī)平臺系統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等功能的信息傳輸技術(shù)開發(fā)，將使得針對多控制節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)程控制更為方便快捷。3信息處理技術(shù)。它是實(shí)施漁業(yè)自動化控制的技術(shù)基礎(chǔ)，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(shù)。其中云計算( Cloud Computing)是指將計算任務(wù)分布在大量計算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)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(wù)。GIS主要用于空間信息數(shù)

5、據(jù)庫和進(jìn)行空間信息的地理統(tǒng)計處理、圖形轉(zhuǎn)換與表達(dá)等，為分析差異性和實(shí)施調(diào)控提供處方?jīng)Q策方案。專家系統(tǒng)( Expert System，簡稱ES)，指運(yùn)用特定領(lǐng)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(fù)雜的、具體的問題，達(dá)到與專家具有同等解決問題能力的計算機(jī)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(jī)交互方式進(jìn)行半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化決策的計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。智能控制技術(shù)( 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

6、解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題。智能信息處理技術(shù)研究內(nèi)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(jī)器學(xué)習(xí)與模式識別；先進(jìn)的人機(jī)交互技術(shù)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(shí)技術(shù)與流媒體技術(shù)；智能控制技術(shù)與系統(tǒng)，即給物體賦予智能，以實(shí)現(xiàn)人與物或物與物之間互相溝通和對話，如準(zhǔn)確的定位和跟蹤目標(biāo)等；智能信號處理，即信息特征識別和數(shù)據(jù)融合技術(shù)。二、漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)目前已延伸到漁業(yè)行業(yè)各個環(huán)節(jié)：水產(chǎn)養(yǎng)殖管理、水產(chǎn)品質(zhì)量溯源、水產(chǎn)品供應(yīng)鏈、水產(chǎn)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(shè)備等

7、。1水產(chǎn)養(yǎng)殖管理。在水產(chǎn)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(chǎn)品生長環(huán)境有較大影響的水質(zhì)參數(shù)及環(huán)境參數(shù)的實(shí)時采集，進(jìn)而為水質(zhì)控制提供科學(xué)依據(jù)。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)李道亮團(tuán)隊開發(fā)的集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖智能管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)溶解氧、pH值、氨氮等水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)參數(shù)的監(jiān)測和智能調(diào)控，并在全國十幾個省市開展了應(yīng)用示范（圖），廣東也是示范省之一。2農(nóng)產(chǎn)品安全溯源。能夠利用RFID技術(shù)快速反應(yīng)、追本溯源，確定農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量問題所在。由于“多寶魚”、“瘦肉精豬肉”等農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)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(shù)建立農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)。一

8、些單位開始研究適合中國國情的基于物聯(lián)網(wǎng)的可追溯技術(shù)和架構(gòu)方法并部分實(shí)現(xiàn)了集成應(yīng)用。如楊信廷等將RFID技術(shù)與傳感器技術(shù)有效結(jié)合，對水產(chǎn)品供應(yīng)鏈中的物流環(huán)節(jié)進(jìn)行全程監(jiān)控與追蹤。3基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)品供應(yīng)鏈。在水產(chǎn)品供應(yīng)鏈中引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，作為新式的信息技術(shù)手段，物聯(lián)網(wǎng)不僅能提高水產(chǎn)品供應(yīng)鏈各個環(huán)節(jié)的作業(yè)效率與質(zhì)量，還集成了供應(yīng)鏈中各環(huán)節(jié)主體的生產(chǎn)運(yùn)作信息，包括水產(chǎn)品生產(chǎn)者、加工企業(yè)以及經(jīng)銷商之間的信息，實(shí)現(xiàn)了無縫銜接，提高了每個個體對供應(yīng)鏈整體即時信息的可見度，有效地控制了供應(yīng)鏈中的信息流，提升了供應(yīng)鏈管理的柔性。以冷鏈運(yùn)輸控制為例：通過實(shí)現(xiàn)對水產(chǎn)品在運(yùn)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(shù)實(shí)現(xiàn)車廂內(nèi)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(jī)身份驗(yàn)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(zhuǎn)速等信息以及RFID掃描的司機(jī)識別信息通過互聯(lián)網(wǎng)傳遞給分布式數(shù)據(jù)采集邏輯單元處理，構(gòu)建起水產(chǎn)品冷鏈在途運(yùn)輸?shù)臒o線傳感網(wǎng)絡(luò)，最終實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心對車輛的在途運(yùn)輸實(shí)時智能監(jiān)控，保持運(yùn)輸過程的低溫等環(huán)境，有效降低水產(chǎn)品的在途貨損率，如圖所示。4在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用。一是原材料入庫環(huán)節(jié),從生產(chǎn)基地運(yùn)送到加工廠的活體水

10、產(chǎn)品外包裝上貼有RFID電子標(biāo)簽，標(biāo)簽中記錄了當(dāng)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(biāo)簽中的信息，對水產(chǎn)品進(jìn)行篩選和分類，記錄原材料檢測結(jié)果和入庫信息，并將讀取到的信息傳遞到生產(chǎn)管理系統(tǒng)中。二是在加工過程中，RFID系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對整條生產(chǎn)線的自動識別和跟蹤，及時獲得產(chǎn)品數(shù)量、傳送路線、質(zhì)量水平等與生產(chǎn)工藝直接相關(guān)的數(shù)據(jù)，從而確保整個生產(chǎn)計劃的順利進(jìn)行。三是當(dāng)水產(chǎn)品加工完畢后，將會對產(chǎn)品進(jìn)行冷藏。冷藏間的貨架上將貼有RFID/EPC標(biāo)簽，水產(chǎn)品成品入庫時將會掃描托盤上的RFID/EPC標(biāo)簽，系統(tǒng)將找出對應(yīng)的貨架位置進(jìn)行存放，在冷藏間還裝配數(shù)個溫度傳感器，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可多點(diǎn)定時采

11、集冷藏間的溫度，如果溫度超出設(shè)定安全范圍將自動報警信息。當(dāng)需要查找產(chǎn)品時，只要在系統(tǒng)中輸入產(chǎn)品的名稱或條碼信息，就可以很快通過物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)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(wǎng)技術(shù)部署環(huán)境參數(shù)傳感器、實(shí)時圖像采集系統(tǒng)、與海事通訊衛(wèi)星、遠(yuǎn)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(wǎng)絡(luò)，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(shí)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(lián)網(wǎng)以微波通訊和衛(wèi)星通訊為數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，打破了地域、時間限制，數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星實(shí)時傳輸，以傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，建立自動海洋環(huán)境監(jiān)測站，在海洋監(jiān)測船無法到達(dá)或不能長期駐留地區(qū)對周圍環(huán)境進(jìn)行24h不間斷監(jiān)測并實(shí)時傳輸數(shù)據(jù)。實(shí)時反饋污染性質(zhì)、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(yù)警信息，為治理和改善海洋環(huán)境污染、應(yīng)對突發(fā)海洋環(huán)境污染事件、有效保護(hù)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(shè)施監(jiān)管系統(tǒng)等技術(shù)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜漁港信息的實(shí)時交換和定位跟蹤、監(jiān)控和智能管理。利用互聯(lián)網(wǎng)，整合冷凍倉儲電子化管理系統(tǒng)和漁船生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)，為漁港管理提供各類監(jiān)管和生產(chǎn)信息。8漁船活動信息收集。漁船是漁業(yè)生產(chǎn)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(shù)。通過漁船裝備內(nèi)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(guān)信息，方便漁業(yè)管理部門和貨主