浅议物联网技术在水产养殖业的推广应用对策

陈 静，熊沈学，方 苹

（1.江苏省渔业技术推广中心，江苏 南京 210036；2.无锡市水产畜牧技术推广中心，江苏 无锡 214026）

我国养殖水产品产量占世界总产量的60～65%，是名副其实的水产养殖大国。但是我国水产养殖方式粗放，存在养殖密度过高、疾病频发、滥用药物、污染环境等问题，耗费大，养殖效率低下。因此，在水产养殖业上推广应用物联网技术，能有力推动水产养殖业转型升级和全面提高养殖效率。

物联网是指通过各种传输、感应设备与技术，将物与物、物与人、人与人连接起来，实时采集监控到的信息，按约定的通信协议，进行信息交换和通信，实现智能管理的一种网络技术。

1 物联网在水产养殖业的应用现状

1.1 用于对养殖环境的调控在水产养殖生产上，水质的好坏对水生动物生长有重要影响。传统水产养殖是依赖人工观察判定水质变化，完全凭借人的经验进行调节水质调节，这带来生产效率低下、劳动成本高、环境污染等问题。水产养殖环境调控上应用的物联网，主要由感知层、网络层和应用层等部分组成。感知层的主要是利用各种感知设备（温度传感器、溶解氧传感器、化学传感器等）实时监测采集养殖水体的水温、溶氧量、酸碱性、氨氮含量、硫化氢、亚硝酸盐、COD等信息。网络层是将采集到的养殖水域环境信息经汇聚节点通过通信方式上传至云平台和移动端。应用层是对收到的信息进行分析，作出科学判断，为调控养殖水域环境提供科学依据。养殖户、技术人员或水产专家可以在智能平台上设置阈值，当采集到的环境信息超过阈值的时系统可以启动报警装置，由人工启动控制设备，也可以对控制设备进行联动控制，智能启动控制设备。据调查，目前，无锡市使用物联网技术的水产养殖面积20000～25000亩，主要是对养殖水体环境（溶氧量、温度、酸碱性、氨氮含量等）监测监控，根据智能监控系统实时采集到的数据信息，进行科学分析，及时向养殖户发送手机短信，提供水质预报服务。当超过预警范围时，立即启动预警服务。经初步核算，在目前养殖比较粗放的形势下，使用水产养殖智能监控系统后，可节本增效15%～20%，每亩可增加收入1200元左右，养殖效益增加明显。

1.2 用于养殖区域的日常管理在养殖区域日常管理上应用物联网主要对养殖区温度、湿度、阳光强度、气压、风速、风向等环境气象信息的采集，结合水产养殖动物生长和产量情况进行科学分析，探索出不同气候环境下取得较好养殖效果的生产管理模式。此外，在生产区域建立视频监控系统，能给生产和管理带来便利。在水产养殖区域（或池塘）进排水口等较重要的场所设置监控设施，既能全天候动态监控，日后查看保存的记录，又可以网络在线即时察看，有效防盗、防逃。设置在养殖区域（特别是不同水深、不同区域或角度）的视频监控系统或可测全部指标的探头，便于观察养殖鱼虾蟹贝类的摄食情况，更加精准远程遥控启停投料机，科学投饲，做到节能减排、减少水质及环境污染，实现健康养殖。通过物联网技术，可建立鱼病远程诊治系统，当发现水产养殖动物发生病害，可以由在线鱼病专业人士或专家对鱼料投喂情况、渔药使用情况、发病动物外貌体征进行观察分析，初步诊断，对症治疗，避免误诊、滥用药物，确保水产品质量安全和水产养殖业健康发展。

1.3 用于对水产品生产、加工及流通全过程的监控近年来，在农产品中添加“瘦肉精”等违禁物质及药物残留等报道层出不穷，亟需改进保障农产品质量安全的技术手段。在农产品溯源上利用物联网技术,能有效避免出现食品安全问题。目前，国内在畜禽养殖、屠宰加工、销售领域已使用“追溯系统”，集成应用电子标签、条码、移动通信网络和计算机网络等技术来实现农产品质量跟踪和溯源，主要由企业管理信息系统、农产品质量安全溯源平台和超市终端查询系统等功能组成。同理，在生产、加工、流通过程中借助视频监控系统，通过物联网技术可以对水产品生产、加工、流通各个环节进行全过程跟踪，在水产品包装中使用二维码或电子标签，通过专门的查询系统，可查询产品生产、加工、销售、物流等实时或历史信息，能有效避免不法商贩投机取巧的违法行为发生。新鲜农产品的运输对储运条件的要求比较高，不适宜的温度和水分可能会导致农产品变质，从而影响农产品进入市场，使农民受损，而物联网则可以实现这个过程的质量监控，保证产品的运输。消费者通过查询系统，就能查询到产地、药物使用情况、加工、储运等一系列的信息，实现明白放心消费。

1.4 用于监控养殖水生动物生长及饲养管理通过对养殖水体的温度高低、室内光照强弱时间、水质溶氧、pH值、氨氮含量、养殖密度、饲料投喂量、药物使用种类数量等参数进行实时采集，经专业化分析处理，不仅可以探索出各种精准、差异化的养殖模式，不断提高养殖效率和效益，而且还可以摸索出更加科学的物联网参数设置，使物联网技术更加符合水产养殖实际，更加科学高效地为水产养殖业转型升级服务。

2 物联网在水产养殖业应用存在的问题

目前，物联网技术在水产养殖业上的应用还不是很成熟，尚在摸索及研究开发阶段，存在不少问题，需要在今后推广和水产养殖生产实际中加以解决。

2.1 行业标准不统一目前，物联网的国家标准尚在起草中，不同生产厂家的物联网产品不兼容问题已成为制约物联网发展的首要因素。在农业物联网行业标准不统一的大环境下，参与水产养殖物联网技术开发应用的企业和科研单位只能在各自的平台上研发，造成较大的成本浪费。由于农业物联网行业标准不统一，很多基础设备无法做到共享，使得物联网建设投入增加，并产生大量的浪费现象。

2.2 部分存在使用率不高的现象物联网技术在水产养殖上的推广应用刚刚起步,有的甚至还在实验室阶段，同时，因生产一线缺少精通物联网操作技术服务人员、建设运行成本高等因素，造成物联网项目、系统、设备使用率不高，造成一定浪费。

2.3 技术还不够成熟目前，我国农业物联网技术的研究还相对比较落后，特别是在农业用智能传感器、RFID等感知设备的研发和制造方面，许多应用项目还主要依赖进口感知设备。

尽管国内一些推广机构已开展水产用感知设备的研制和推广应用，但在稳定性、灵敏性、低功耗等方面还不能同国外同类产品相比，这制约了物联网在水产养殖业上的推广应用。

2.4 推广的深度和广度不够目前,国内水产行业推广使用的物联网技术主要停留在自动增氧、排换水、自动投喂料等比较低端的方面，还不能完全做到对物联网采集的数据信息进行全面科学分析，并将分析结果应用到生产实践，真正做到分类、分塘精准科学养殖。在水产品加工、流通销售环节也大多是处于探索阶段。

2.5 系统开发需要水产技术专家参与因为水产物联网是为提高水产养殖效率、增加养殖效益、保障水产品质量安全服务的，而系统设计、开发人员缺乏相应的水产养殖专业和生产方面必须的知识，这使得目前在水产养殖业上使用的系统还存在许多不完善的地方，所以水产物联网开发应用需要水产养殖方面的专家参与，这样才能使开发出的系统更符合水产养殖行业的专业特点，具有针对性和实用性，从而真正起到为水产养殖业服务的作用。

2.6 投入财力不足物联网技术在水产应用上还处在起步阶段，基础薄弱、成本大、收效低，在水产养殖业效益较低的形势下，依靠渔民自觉投资并使用物联网的条件还不具备，因此，推广应用水产物联网仍需要各地财政加大投入力度。即使有的地方财政投入一定资金建成水产物联网，但是大多也是一些小散的项目，难以实现资源优化和整合。

2.7 对物联网技术的宣传和技术培训有待加强研发推广单位和职能部门对物联网技术在水产养殖上的应用范围、效果、趋势等方面的宣传还做得不够，也很少组织物联网、多媒体、传感器、数据采集和处理等相关知识的培训。少数由政府投资的水产物联网项目还没起到以点带面的示范带动作用，还不能实质性地提高广大水产养殖人员对物联网技术的认知，因而，就不能自觉自愿推广使用物联网技术。

2.8 水产养殖业行业现状制约了物联网技术的推广目前水产养殖方式还处于相对粗放阶段，设施简单落后，甚至有的就根本没有设施，有的水产养殖量较大的地区地理位置偏僻，移动互联网信号差或者不能完全覆盖，这些硬件不足制约了物联网在水产养殖业上的推广应用。其次，由于从事水产养殖行业很辛苦，而且收益不是很高，一般一线从业人员文化素质都不高，基本上靠苦力和经验在养殖，尽管水产行业有很多懂技术也愿意推广物联网的专家，但是一线人才知识的匮乏，有的都无法记录基本的养殖信息台账，对信息技术知之甚少，这必然制约了物联网的有效推广应用。

2.9 存在不利于物联网技术推广尽管目前部分物联网设施设备已投入使用，但是也存在很多问题，比如设置在一定高度的监控设施，使用一定时间后，可能受到空气中的积尘积累的干扰，甚至无法使用，此外，设置在水下的各种传感设施也存在类似的问题，会有水生藻、泥沙翻盖及酸碱性的干扰，使其无法采集准确的数字，甚至根本不能采集到信息，这些制约了物联网技术在水产养殖上有效推广应用。

3 物联网在水产养殖业推广应用的对策

3.1 组织形式多样的宣传和培训研究推广单位和职能部门要通过新媒体（电视、网络、微信）、邀请物联网技术专家专题讲座、项目建设示范带动等多种形式，向广大水产养殖人员宣传物联网知识和培训实际应用操作技术，使其提高对物联网在水产养殖上应用的认识，积极自愿推广应用水产物联网技术，客观上也能促进水产养殖业向现代化方向发展。

3.2 加强系统设计专家与水产养殖专家协作在系统开发设计初始阶段，系统设计专家要加强与水产养殖专家协作沟通，更多的了解熟悉水产养殖行业的特点，这样才能使设计的信息采集种类、指标、系统构架等更加符合水产养殖行业实际，保证物联网系统更加实用、有效，从而更好地为增加养殖效益和效率、保障水产品质量安全服务。

3.3 加强相关技术的研究和开发目前制约水产物联网技术推广的主要原因一是投资成本过高，二是设备性能不好。因此，要加强软件控制和各种传感设备制造方面的研发，尽量降低设备的建设和运行成本，各种研究推广单位在研究开发时，加强技术攻关，增加出现采集数据信息困难时预警功能，通过人工排除故障，或者开发生产能自动清理清洁的智能传感设备，不断提高各种传感设备的灵敏性、水上水下环境适应性、稳定性，改变部分设备依赖进口的状况。此外，系统的智能化、简洁易操作性也是研发要关注的问题。

3.4 创新形式，加大政策和资金扶持力度因前期设备投入较高、水产养殖行业效益不高等问题，完全依赖水产养殖者投入引进水产物联网技术还比较困难，各级政府应从政策层面扶持水产物联网建设和推广应用。在资金投入上，不仅要增加公共资金投入量，而且要鼓励民间资本投入水产物联网建设，引导电信、金融等行业增加对水产物联网的支持力度。资金分配上也要让使用者承担一定数额，这样才能确保各种物联网设备设施的正常安全使用和维护保养。

3.5 培养水产物联网人才队伍积极探索创新和建立水产物联网技术人才的培养使用机制。依托水产院校、研究机构在水产专用传感传输、智能控制、水产品流通销售、渔业机械等领域培养大量物联网研究与生产应用一线人才，同时，也要培训一线人才对信息采集记录知识，起码要能学会记录生产台账资料，为水产物联网技术的推广应用提供人力支持。

3.6 加快水产养殖业基础设施建设各级政府要通过项目扶持，结合标准化鱼池改造建设、循环水养殖等工作，加大对水产养殖基础设施建设的投入，同时，也要鼓励广大水产养殖户自觉投资对养殖设施改造升级，客观上为物联网技术在水产养殖业上推广应用提供硬件支持。此外，要推动各种移动通信行业在边远地区的基础建设，提高无线网络信号覆盖率，为物联网技术在水产养殖业上的推广创造条件。

3.7 制定物联网推广应用规划仅仅依靠推广研究单位宣传发动，对推动水产物联网技术的推广应用效果有限，硬件设施改造升级、软件开发维护和培养养殖一线操作人才，需要各级政府可以单独或结合水产养殖发展规划制定适合当地的物联网发展规划，从关键技术和细节方面，对发展模式、时间、资金投入等方面作出具体规定。这样才能保证水产物联网长足发展。

3.8 出台行业或地区标准，促进水产物联网健康发展目前，我国物联网技术虽然有了一定的研究和应用基础，但是各种技术性能方面还不能与国外同类技术相比。农业和水产物联网技术的研制推广工作虽已开始，但是许多还处于试验阶段，在市场中没有做到真正投人和使用，一些零件和设备大多是进口的，很多资源无法共享和整合，这造成成本增加和资源浪费。这需要尽快出台水产物联网行业标准，减少重复研发，限制不符合水产行业技术要求的设备、系统推广应用，促进水产物联网技术健康长足发展。