養(yǎng)雞物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識(shí)的探索者，寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇養(yǎng)雞物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

[關(guān)鍵詞]家禽；疫??；防控；物聯(lián)網(wǎng)；使用意向

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.04.030

[中圖分類號(hào)]TP393 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1673-0194（2017）04-00-03

0 引 言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和家禽疾病的蔓延，家禽養(yǎng)殖業(yè)面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，其升級(jí)成為了一個(gè)必然的趨勢(shì)――加快推動(dòng)傳統(tǒng)家禽養(yǎng)殖向現(xiàn)代生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)型，從散養(yǎng)方式向集中規(guī)?；B(yǎng)殖轉(zhuǎn)變，利用信息化技術(shù)提高畜禽養(yǎng)殖的質(zhì)量及安全水平。而農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)在一定程度上加快了家禽業(yè)生產(chǎn)的集約化、自動(dòng)化、智能化和信息化發(fā)展。在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已成為畜牧養(yǎng)殖的重要組成部分，大量豬、牛、雞等畜禽養(yǎng)殖實(shí)現(xiàn)了全程監(jiān)控和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，有效防控了家禽疫病的發(fā)生。2009年8月，提出建立中國(guó)傳感信息中心的戰(zhàn)略設(shè)想，為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供契機(jī)和動(dòng)力。此后中央1號(hào)文件也多次提出要加大力度推廣農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的使用。

但近年來，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣遇到了障礙。企業(yè)和科研投入大量資源研發(fā)和推出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，如溫氏集團(tuán)成立的物聯(lián)網(wǎng)研究中心，但這些新技術(shù)卻得不到真正的應(yīng)用。這個(gè)問題涉及養(yǎng)殖戶的行為。因?yàn)轲B(yǎng)殖戶是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的直接應(yīng)用者，他們的使用意愿直接影響了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣。假設(shè)養(yǎng)殖戶是一個(gè)理性經(jīng)濟(jì)人，那么養(yǎng)殖戶作出經(jīng)濟(jì)行為選擇時(shí)，必然考慮收益和成本問題。

因此，本文在了解家禽養(yǎng)殖疫病防控現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，運(yùn)用養(yǎng)殖戶行為、技術(shù)接受等理論，評(píng)估養(yǎng)殖戶的物聯(lián)網(wǎng)使用意向，找出影響使用意向的因素，從而為相關(guān)政策建議提供證據(jù)和參考，以推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在家禽疫病防控領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)程。

1 研究綜述

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍包括農(nóng)業(yè)動(dòng)作物生產(chǎn)智能監(jiān)控、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源體系建立、智能農(nóng)機(jī)和農(nóng)業(yè)信息傳送等多個(gè)方面。學(xué)者對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在畜禽養(yǎng)殖監(jiān)控和疫病防控方面的應(yīng)用作出了相關(guān)研究。顏波提出，畜禽養(yǎng)殖的規(guī)?；屓斯げ僮鞯谋锥酥饾u突顯，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)為大規(guī)模高效管理提供了支撐。周茁 等通過研究，總結(jié)出了適用于我國(guó)生豬養(yǎng)殖的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括育種繁育、數(shù)字化精細(xì)喂養(yǎng)、個(gè)體行為視頻監(jiān)測(cè)、疾病診斷、豬舍環(huán)境監(jiān)控、糞便自動(dòng)清理及無害化處理和綜合應(yīng)用7個(gè)應(yīng)用模塊。王海則基于牛羊養(yǎng)殖過程中的信息可追溯層面，提出通過給牛羊佩戴電子耳標(biāo)實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的電子建檔，當(dāng)發(fā)生疫情或畜產(chǎn)品質(zhì)量等問題，就可以追溯到源頭禽只。

縱觀國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，關(guān)于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在畜禽養(yǎng)殖方面應(yīng)用的研究已有不少，并且得到了很多有價(jià)值的研究結(jié)論。但是從當(dāng)前文獻(xiàn)檢索的結(jié)果來看，目前的研究大多數(shù)涉及豬、牛、羊和水產(chǎn)品的安全養(yǎng)殖領(lǐng)域，對(duì)養(yǎng)雞的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用探索很少。而且，大多數(shù)研究都是集中于研究技術(shù)的使用現(xiàn)狀和前景，較少關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)直接使用者的行為和技術(shù)的使用意向，這關(guān)系到技術(shù)的推廣可行性，是技術(shù)被充分應(yīng)用的前提條件。因此，本文將基于前人的研究，利用對(duì)廣東溫氏集團(tuán)實(shí)地調(diào)研采集的數(shù)據(jù)，分析目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在家禽疫病防控方面的應(yīng)用現(xiàn)狀，同時(shí)對(duì)養(yǎng)殖戶的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使用意向進(jìn)行評(píng)估，并在此基礎(chǔ)上提出相關(guān)的對(duì)策建議。

2 家禽養(yǎng)殖疫病防控與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

溫氏集團(tuán)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用程度上具有一定的代表性。自1991年啟動(dòng)信息技術(shù)研究與應(yīng)用以來，溫氏應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以協(xié)助生產(chǎn)養(yǎng)殖管理，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、環(huán)境自動(dòng)檢測(cè)、生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)控制等，向著機(jī)械化、精細(xì)化、智能化邁進(jìn)，這些技術(shù)在奶牛和生豬的養(yǎng)殖上應(yīng)用廣泛，例如：奶牛生理特征監(jiān)測(cè)傳感器項(xiàng)圈，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)奶牛的生理特征，實(shí)現(xiàn)奶牛期預(yù)測(cè)等異常行為判斷，提升企業(yè)生產(chǎn)效率和現(xiàn)代化管理水平。

S著家禽養(yǎng)殖自動(dòng)化和智能化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，溫氏也加大了家禽智能化養(yǎng)殖的研發(fā)力度，如禽舍環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，并在養(yǎng)殖場(chǎng)設(shè)點(diǎn)應(yīng)用和推廣，將實(shí)用性強(qiáng)、效果好的技術(shù)設(shè)備通過補(bǔ)貼購買的形式推薦給養(yǎng)殖戶使用。但調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這些研發(fā)出來的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在家禽養(yǎng)殖領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上在豬羊養(yǎng)殖領(lǐng)域。

2.1 家禽安全溯源體系形同虛設(shè)

調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，目前大多數(shù)養(yǎng)殖場(chǎng)只能根據(jù)禽只的特征或特殊標(biāo)記識(shí)別家禽，無法對(duì)家禽建立檔案信息系統(tǒng)，構(gòu)建家禽安全溯源體系。當(dāng)家禽出現(xiàn)疾病時(shí)，無法及時(shí)和準(zhǔn)確地追蹤到疫病源頭禽只，從而導(dǎo)致家禽疫病的擴(kuò)散和蔓延。

為了進(jìn)一步建設(shè)動(dòng)物標(biāo)志及疫病可追溯體系，實(shí)現(xiàn)重大家禽疫病及雞肉產(chǎn)品質(zhì)量安全事件的快速追蹤，溫氏已逐步向旗下養(yǎng)殖戶推廣使用電子腳環(huán)，但是該項(xiàng)技術(shù)只局限于二維碼識(shí)別。二維碼系統(tǒng)里記載的只是溫氏產(chǎn)品的相關(guān)“廣告”信息，和真正意義上的電子建檔、信息可追溯相比還有很長(zhǎng)的一段距離。

2.2 禽只個(gè)體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)無法實(shí)現(xiàn)

基于引種選育和日常養(yǎng)殖兩個(gè)重要環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀，調(diào)查數(shù)據(jù)如圖1所示。

在調(diào)查的養(yǎng)殖戶中，有10.38%的養(yǎng)殖戶認(rèn)為自己的養(yǎng)殖場(chǎng)不能做到逐步淘汰異常禽只，達(dá)到凈化禽群保證禽群優(yōu)良的標(biāo)準(zhǔn)；剩余的89.62%則表示自己只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，通過人為觀察禽只的行為變化和健康狀況，淘汰異常禽只。

圖2顯示，幾乎所有的養(yǎng)殖戶都通過觀察家禽的行為、精神狀態(tài)和排泄物來辨別和發(fā)現(xiàn)異常禽只，在“公司+農(nóng)戶”的養(yǎng)殖模式下，41.51%的養(yǎng)殖戶表示管理員定期對(duì)家禽進(jìn)行抽檢診斷也能幫助其及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常禽只。

由此可見，養(yǎng)殖戶在逐漸實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖的規(guī)?；?，卻還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到規(guī)范化，由于養(yǎng)殖密度過大，養(yǎng)殖場(chǎng)不能對(duì)家禽個(gè)體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，只能憑經(jīng)驗(yàn)觀察禽只，做不到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和落實(shí)到每只禽只，因此不能及時(shí)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)病禽，為家禽疫病的滋長(zhǎng)提供了機(jī)會(huì)。溫氏技術(shù)人員反映，實(shí)現(xiàn)家禽養(yǎng)殖的個(gè)體體征智能監(jiān)測(cè)及疫病預(yù)警診斷，需要投入大量的研究成本，并且家禽個(gè)體特征等原因也會(huì)阻礙該技術(shù)的應(yīng)用。

2.3 雞舍智能測(cè)控系統(tǒng)未能普及

溫氏集團(tuán)在改善雞舍環(huán)境方面做出了重大的努力，加大了雞舍智能測(cè)控系統(tǒng)的研發(fā)力度，并積極向養(yǎng)殖戶推廣使用，但似乎效果不佳。

表1的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，目前養(yǎng)殖場(chǎng)主要是通過人為改善禽舍環(huán)境，如人為通風(fēng)換氣、調(diào)節(jié)禽舍光照溫度等。這種方法適用于規(guī)模較小的養(yǎng)殖場(chǎng)，隨著養(yǎng)殖規(guī)模的擴(kuò)大，其弊端也逐步凸顯。禽場(chǎng)人員配備和管理水平跟不上規(guī)模的增長(zhǎng)，導(dǎo)致禽舍內(nèi)空氣衛(wèi)生狀況較差，氧氣含量減少，空氣中有毒氣體、灰塵含量和隨空氣傳播的病原微生物含量不斷增加；加之不能及時(shí)監(jiān)控和改善禽舍環(huán)境，從而導(dǎo)致禽群抵抗力下降，嚴(yán)重時(shí)將引發(fā)疫病。

盡管雞舍智能測(cè)控系統(tǒng)已經(jīng)在溫氏集團(tuán)開始推廣使用，但被調(diào)查的養(yǎng)殖戶中真正使用的僅有5.66%，表明該項(xiàng)技術(shù)未能普及。

2.4 家禽糞便處理設(shè)施落后

對(duì)家禽排泄物的清潔及處理是家禽飼養(yǎng)過程的重要環(huán)節(jié)之一?！耙蝗找磺鍧?， 一日一消毒”能在源頭上杜絕病菌的傳播，而對(duì)排泄物應(yīng)該進(jìn)行無害化處理，既有效回收利用又能達(dá)到環(huán)保的目的。

被調(diào)查養(yǎng)殖戶表示，目前通過人工對(duì)家禽排泄物進(jìn)行清潔。之前溫氏集團(tuán)向養(yǎng)殖戶推廣的糞便自動(dòng)清理機(jī)器，由于成本過高、效果不明顯而被擱置。而對(duì)于規(guī)模較大的養(yǎng)殖場(chǎng)來說，其人員配備少，難以做到每日清潔。

養(yǎng)殖戶還表示，家禽排泄物堆積到一定量時(shí)統(tǒng)一由雞屎廠或化肥廠收購，不存在直接丟棄、人為掩埋和人為焚燒等不正確的處理方法。但在排泄物從囤積到出售期間，病原菌不能有效地被殺滅，將長(zhǎng)期藏匿于養(yǎng)殖場(chǎng)，提高了疫病爆發(fā)的可能性，也是家禽反復(fù)發(fā)病的原因之一。

3 養(yǎng)殖戶的物聯(lián)網(wǎng)使用意向分析

立足溫氏集團(tuán)“公司+農(nóng)戶”養(yǎng)殖模式的研究，運(yùn)用養(yǎng)殖戶行為理論，參考技術(shù)接受模型，通過李克特量表評(píng)估養(yǎng)殖戶的物聯(lián)網(wǎng)使用意愿。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，有大約15.24%的養(yǎng)殖戶對(duì)在養(yǎng)殖過程中投入使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)表示完全不同意，34.74%覺得比較不同意，28.78%覺得不確定，還有14.84%認(rèn)為比較同意，僅有6.4%的養(yǎng)殖戶表示完全同意。

由此可知，養(yǎng)殖戶對(duì)使用物聯(lián)網(wǎng)的意愿并不高。筆者通過分析量表的度量因素，發(fā)現(xiàn)影響?zhàn)B殖戶的物聯(lián)網(wǎng)使用意愿的主要因素是：感知易用性、養(yǎng)殖規(guī)模和使用成本。

3.1 感知易用性直接影響?zhàn)B殖戶的物聯(lián)網(wǎng)使用意愿

養(yǎng)殖戶對(duì)使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的難易程度的感知直接影響了其物聯(lián)網(wǎng)使用意愿，感知易用性越大，則使用意愿越強(qiáng)。而掌握一項(xiàng)技術(shù)的難易程度很大程度上取決于使用者的理解能力、動(dòng)手能力等，或是使用者接受新事物的能力。

養(yǎng)殖戶溫氏旗下的養(yǎng)殖戶大多學(xué)歷水平較低，對(duì)新興事物的接受能力有限。如果一項(xiàng)新的技術(shù)在推廣過程中存在使用難度和障礙，將會(huì)大大降低使用者的接受和使用意愿。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與家禽養(yǎng)殖過程中，對(duì)于知識(shí)水平有限的養(yǎng)殖戶而言，這一項(xiàng)技術(shù)是否容易操作，難度系數(shù)是多少，這都是養(yǎng)殖戶會(huì)考慮的問題。

3.2 養(yǎng)殖規(guī)模越大，養(yǎng)殖戶的物聯(lián)網(wǎng)使用意愿越高

溫氏旗下的養(yǎng)殖戶養(yǎng)殖規(guī)模大小不一，而規(guī)模是影響其對(duì)新技術(shù)的使用意愿的主要因素。從養(yǎng)殖場(chǎng)的主觀條件出發(fā)，大規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的邊際成本較小，有利于養(yǎng)殖戶增加收益，而小規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)不存在人員配備不足問題，其應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的收益可能小于成本，所以小規(guī)模養(yǎng)殖戶的使用意愿相對(duì)較低。

3.3 使用成本是制約養(yǎng)殖戶使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的主要因素

在調(diào)查過程中筆者發(fā)現(xiàn)，技術(shù)的成本是制約養(yǎng)殖戶投入新技術(shù)的主要障礙，一項(xiàng)新的技術(shù)被采用，很大程度是由這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用成本和所獲得收益的差額決定，即應(yīng)用該技術(shù)所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益具有導(dǎo)向作用。由于養(yǎng)殖場(chǎng)的選址有一定的要求，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用上，養(yǎng)殖戶除了要負(fù)擔(dān)本身技術(shù)設(shè)備的成本，還承擔(dān)著網(wǎng)絡(luò)設(shè)施成本、技術(shù)使用培訓(xùn)成本等，這些成本都會(huì)讓收入單一的養(yǎng)殖戶不輕易投入使用一新技術(shù)。

4 在使用物聯(lián)網(wǎng)防控家禽養(yǎng)殖疫病方面的建議

對(duì)溫氏集團(tuán)的案例分析發(fā)現(xiàn)，目前物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于家禽養(yǎng)殖領(lǐng)域的現(xiàn)狀并不樂觀，家禽養(yǎng)殖疫病防控方面仍存在許多漏洞，養(yǎng)殖戶的物聯(lián)網(wǎng)使用意向不高。為促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)在家禽疫病防控環(huán)節(jié)的推廣使用，提出以下建議。

4.1 政府提供技術(shù)補(bǔ)貼，落實(shí)惠農(nóng)政策

生產(chǎn)的智能化和信息化是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)加速轉(zhuǎn)變的重中之重。由于收入水平的限制，農(nóng)民往往無力承擔(dān)技術(shù)設(shè)備的投入成本，而先進(jìn)技術(shù)設(shè)備的匱乏，又會(huì)降低農(nóng)民的生產(chǎn)效率，使其收入減少，從而陷入“惡性循環(huán)”之中。所以，關(guān)注“三農(nóng)”問題，貫徹落實(shí)惠農(nóng)政策，政府可以通過補(bǔ)貼的方式，向投入使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的養(yǎng)殖戶提供一定比例的資金補(bǔ)助，從而降低養(yǎng)殖戶的物聯(lián)網(wǎng)使用成本，提高農(nóng)民使用先進(jìn)技術(shù)的積極性。

4.2 深化“公司+農(nóng)戶”合作模式

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣有助于家禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用成本較高，如果養(yǎng)殖戶無法承擔(dān)這一技術(shù)的應(yīng)用成本，那么再好的技術(shù)設(shè)備也將被閑置。

因此，筆者建議溫氏深化“公司+農(nóng)戶”養(yǎng)殖模式，利用溫氏集團(tuán)雄厚的財(cái)務(wù)實(shí)力，為養(yǎng)殖戶提供融資渠道或者直接提供貸款，使養(yǎng)殖戶具備擴(kuò)大養(yǎng)殖規(guī)模、購買物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的資本。此外，也可以采用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備租賃的方式，將折舊周期長(zhǎng)的大型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通過租賃的方式租借給養(yǎng)殖戶使用，既降低了養(yǎng)殖戶的使用成本，也給溫氏集團(tuán)帶來了穩(wěn)定的現(xiàn)金流，繼續(xù)維持共贏局面。

4.3 鼓勵(lì)小規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)的合并

溫氏旗下的小規(guī)模養(yǎng)殖戶居多，所有養(yǎng)殖環(huán)節(jié)都依靠人工操作，使生產(chǎn)效率和利潤(rùn)率較低，從而導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)無法在小規(guī)模的養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)投入使用。養(yǎng)殖場(chǎng)的逐步擴(kuò)大有利于形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的推廣使用。因此，溫氏可以鼓勵(lì)旗下的小規(guī)模養(yǎng)殖戶進(jìn)行合并，從而擴(kuò)大養(yǎng)殖規(guī)模，利用規(guī)模效應(yīng)解決應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)成本過高的問題。另外，小規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)之間的合并也有利于溫氏對(duì)養(yǎng)殖戶的管理。

4.4 面向養(yǎng)殖戶建立物聯(lián)網(wǎng)使用培訓(xùn)體系

首先，在物網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)過程中，技術(shù)研發(fā)人員應(yīng)當(dāng)充分換位思考，從農(nóng)戶的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)符合農(nóng)戶使用習(xí)慣、和農(nóng)戶認(rèn)知理解水平相匹配的相關(guān)技術(shù)，降低使用難度。

其次，面向養(yǎng)殖戶建立物聯(lián)網(wǎng)使用培訓(xùn)體系，對(duì)新技術(shù)投入使用的具體操作、注意事項(xiàng)等一系列問題進(jìn)行培訓(xùn)指導(dǎo)，落實(shí)到每一位養(yǎng)殖戶，幫助他們克服接受新技術(shù)的障礙。

主要參考文獻(xiàn)

[1]陳渝，楊保建.技術(shù)接受模型理論發(fā)展研究綜述[J].科技進(jìn)步與對(duì)策，2009（6）.

[2]何蓮，凌秋育.農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng)建設(shè)存在的問題及對(duì)策思考――基于四川省的實(shí)證分析[J].農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，2012（2）.

[3]李容，尹興旺，蔣祖玲，等.“公司+農(nóng)戶”養(yǎng)禽模式的考察報(bào)告――漢川廣東溫氏家禽業(yè)的調(diào)查與思考[J].湖北畜牧獸醫(yī)，2009（4）.

[4]王海.基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的安全養(yǎng)殖探析[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究，2015（1）.

[5]吳勝香，陳芳，吳勝峰.規(guī)模禽場(chǎng)禽流感的綜合防控措施[J].國(guó)外畜牧學(xué)：豬與禽，2010（5）.

[6]徐海斌，王鴻翔，楊曉琳.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)，2013（42）.

[7]顏波，石平.基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖智能化監(jiān)控系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2014（1）.

[8]張建華，趙璞，劉佳佳.物聯(lián)網(wǎng)在奶牛養(yǎng)殖中的應(yīng)用及展望[J].農(nóng)業(yè)展望，2014（10）.

[9]E Spiesslmayr.Electronic Identification （RFID Technology） For Improvement of Traceability of Pigs and Meat[C]//European Conference on Precision Livestock Farming，2005.

篇2

【關(guān)鍵詞】水產(chǎn)養(yǎng)殖 物聯(lián)網(wǎng) 嵌入式系統(tǒng) ZigBee

在名貴水產(chǎn)品育種和養(yǎng)殖中，除了餌料的準(zhǔn)確投放外，對(duì)水質(zhì)的要求也很高，水的溫度、溶氧量、氨氮濃度、渾濁度、PH值等參數(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)量[1]和控制是一個(gè)十分關(guān)鍵的問題。有的參數(shù)容易獲得，比如水位高低[2]、渾濁程度肉眼就可以看到，有的參數(shù)，比如溶氧量、氨氮濃度、PH值，單憑經(jīng)驗(yàn)很難精確和實(shí)時(shí)的估摸，需要借助儀器才能測(cè)知?，F(xiàn)在的做法是，養(yǎng)殖戶購買單獨(dú)的儀表分別測(cè)量某個(gè)參數(shù)，市售的儀表有手持式的PH計(jì)、溶氧計(jì)、氨氮計(jì)，雖然也出現(xiàn)了在線式的測(cè)量?jī)x器，但是這些設(shè)備在使用上還是存在一些問題。手持式儀表雖然攜帶方便，但是不能長(zhǎng)時(shí)間在線測(cè)量，只有用戶覺得水質(zhì)異常時(shí)才主動(dòng)監(jiān)測(cè)，所以測(cè)量不及時(shí)。而現(xiàn)有的在線測(cè)量的儀表功能又比較單一，比如只能測(cè)量溶氧量或者氨氮量，用戶必須購買所有這些不同廠家生產(chǎn)的測(cè)量?jī)x器然后分別得到測(cè)量的結(jié)果，不能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間多參素的連續(xù)測(cè)控，并且需要人的頻繁的參與，不能滿足生產(chǎn)的自動(dòng)化管理需求。為此，我們提出了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心的水溫、溶解氧濃度等水體多環(huán)境因子自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)[3]，能連續(xù)在線測(cè)量多個(gè)水體參數(shù)，并根據(jù)用戶對(duì)測(cè)量閾值的設(shè)定自動(dòng)開啟或關(guān)閉水閥、增氧機(jī)等相關(guān)設(shè)備或報(bào)警。在測(cè)控單元還進(jìn)行各參數(shù)的補(bǔ)償和數(shù)據(jù)處理，有效地提高了測(cè)量準(zhǔn)確度和控制的時(shí)效性，另外根據(jù)用戶的要求增加了存放歷史數(shù)據(jù)的上位機(jī)。

一、ZigBee技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)

水產(chǎn)養(yǎng)殖戶需要隨時(shí)了解水池的物理狀況，也就是水塘各參數(shù)通過互聯(lián)網(wǎng)或者移動(dòng)通信網(wǎng)呈現(xiàn)在用戶面前，其實(shí)就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的水產(chǎn)養(yǎng)殖應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感設(shè)備，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過程等各種需要的信息，通過各種有線通信、無線通信技術(shù)或者移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是實(shí)現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識(shí)別、管理和控制，在這種互連中，物聯(lián)網(wǎng)需要解決的是最后100米的問題，ZigBee[4]技術(shù)是目前公認(rèn)的最后100米主要技術(shù)解決方案，它比現(xiàn)有的WiFi、藍(lán)牙等無線技術(shù)更加安全、可靠，同時(shí)由于其組網(wǎng)能力強(qiáng)、具備網(wǎng)絡(luò)自愈能力并且功耗更低，ZigBee無線技術(shù)的這些特點(diǎn)非常適合物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展要求。

ZigBee協(xié)議是在IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的物理層和媒介層基礎(chǔ)上增加網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成的，網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備都擁有一個(gè)64位的IEEE地址，在多個(gè)微小的末端設(shè)備之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信。這些末端設(shè)備只需要很少的能量，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，以達(dá)到更大的測(cè)控范圍和更高的通信效率。作為物聯(lián)網(wǎng)主要支撐技術(shù)之一，ZigBee技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括智慧城市、工業(yè)自動(dòng)化、數(shù)字家庭、醫(yī)療設(shè)備和農(nóng)業(yè)應(yīng)用等，在水環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)中，對(duì)數(shù)據(jù)量和通信速度的要求并不高，采用ZigBee技術(shù)既發(fā)揮了該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，又滿足了測(cè)控需要，節(jié)省系統(tǒng)成本。

二、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的水產(chǎn)養(yǎng)殖測(cè)控系統(tǒng)

（一）系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

水產(chǎn)養(yǎng)殖測(cè)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，由ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)、有線以太網(wǎng)絡(luò)、GPRS移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)組成。ZigBee網(wǎng)絡(luò)采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[5]，由一個(gè)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)管理的匯聚節(jié)點(diǎn)和可擴(kuò)展的若干個(gè)測(cè)控子節(jié)點(diǎn)組成，其中匯聚節(jié)點(diǎn)是無線網(wǎng)絡(luò)的控制核心，負(fù)責(zé)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的建立、維護(hù)、路由等功能，它除具有ZigBee全功能設(shè)備（FFD）的電路和協(xié)議棧之外，還具有RS232串行通信電路，可以提供ARM的訪問和控制功能。測(cè)控子節(jié)點(diǎn)是一個(gè)包含單片機(jī)的ZigBee協(xié)議應(yīng)用終端設(shè)備（RFD），它用來測(cè)量水體的各個(gè)參數(shù)或執(zhí)行水塘維護(hù)設(shè)備的運(yùn)行控制，它通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)和匯聚節(jié)點(diǎn)通信，并經(jīng)過匯聚節(jié)點(diǎn)和以太網(wǎng)絡(luò)或GPRS網(wǎng)絡(luò)間接接受用戶的遠(yuǎn)程控制。

（二）網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)

網(wǎng)關(guān)包括ARM處理器、人機(jī)交互模塊、ZigBee通信模塊、GSM通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊五部分構(gòu)成。ARM處理器采用SAMSUNG公司的S3C2440A[6]，S3C2440A為用戶提供了面向移動(dòng)終端應(yīng)用的豐富外設(shè)、低功耗管理和低成本的配置。S3C2440A內(nèi)嵌ARM920T 32位ARM內(nèi)核，運(yùn)行在200MHz，集成了支持640*480真彩色LCD控制器；支持低成本的NAND Flash并可從其直接啟動(dòng)，支持SDRAM等存儲(chǔ)器件，四通道的定時(shí)器和三通道的PWM，三個(gè)UART控制器滿足了GSM模塊、ZigBee模塊的擴(kuò)展以及開發(fā)過程中的串口調(diào)試的需求。

如圖2所示，主節(jié)點(diǎn)以S3C2440A為核心，通過片內(nèi)存儲(chǔ)控制器外擴(kuò)32MB的NAND Flash和64MB SDRAM構(gòu)成存儲(chǔ)子系統(tǒng)，通過片內(nèi)的LCD控制器和GPIO外擴(kuò)640×480的TFT LCD和4個(gè)按鍵構(gòu)成人機(jī)交互界面，通過片內(nèi)UART外擴(kuò)RS485通信電路，通過片內(nèi)SPI接口外擴(kuò)ZigBee模塊。ZigBee模塊以TI/Chipcon的CC2420單片ZigBee 無線收發(fā)電路構(gòu)成，GSM模塊采用西門子TC35成品，保證了穩(wěn)定性和可靠性，也降低了系統(tǒng)成本。

（三）測(cè)控節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)

測(cè)控節(jié)點(diǎn)以TI/Chipcon的CC2530單片ZigBee無線收發(fā)電路和各傳感器電路構(gòu)成。CC2530是在CC2420的基礎(chǔ)上增加微控制器、A/D、DMA、AES協(xié)處理器、USART、RAM、Flash等電路組成的，它是完整的ZigBee片上系統(tǒng)，只需外接簡(jiǎn)單的射頻匹配電路和天線即可實(shí)現(xiàn)一個(gè)ZigBee的FFD或RFD節(jié)點(diǎn)，并可外擴(kuò)常規(guī)的傳感器電路和I/O量。本設(shè)計(jì)中，測(cè)控節(jié)點(diǎn)外擴(kuò)了溫度傳感器、溶氧傳感器、PH值傳感器測(cè)量電路，控制節(jié)點(diǎn)外擴(kuò)了水閥繼電器、加熱爐、增氧機(jī)等功率設(shè)備的啟停控制電路，其中水體測(cè)量和調(diào)控用的溫度傳感器、溶氧傳感器、PH值傳感器、加熱爐、增氧機(jī)等均采用水產(chǎn)養(yǎng)殖專用設(shè)備。

（四）軟件設(shè)計(jì)

網(wǎng)關(guān)主要負(fù)責(zé)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和管理，接受遠(yuǎn)程PC機(jī)的調(diào)度和控制，并且可以響應(yīng)測(cè)控室內(nèi)用戶的按鍵操作，執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)查詢控制任務(wù)，需要進(jìn)行復(fù)雜的多任務(wù)處理，因此主節(jié)點(diǎn)的軟件采用基于uCLinux嵌入式操作系統(tǒng)[7]開發(fā)。在S3C2440處理器上移植uCLinux后，根據(jù)網(wǎng)關(guān)的功能需求，構(gòu)建uCLinux驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用任務(wù)、ZigBee組網(wǎng)任務(wù)、主節(jié)點(diǎn)與測(cè)控節(jié)點(diǎn)通信交互任務(wù)、遠(yuǎn)程端口監(jiān)聽任務(wù)、文件管理任務(wù)、按鍵任務(wù)等一系列應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)主控協(xié)調(diào)器軟件的全部應(yīng)用功能。

測(cè)控子節(jié)點(diǎn)加電初始化后，先后關(guān)閉傳感器模塊、射頻模塊、內(nèi)部時(shí)鐘進(jìn)入休眠模式，由休眠模式定時(shí)器產(chǎn)生定時(shí)中斷信號(hào)來控制節(jié)點(diǎn)的測(cè)量工作，當(dāng)設(shè)定的數(shù)據(jù)發(fā)送間隔時(shí)間達(dá)到后，定時(shí)器發(fā)送一個(gè)中斷信號(hào)喚醒測(cè)控節(jié)點(diǎn)，微處理器脫離休眠狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)，恢復(fù)時(shí)鐘并打開傳感器和射頻模塊的功能，整個(gè)節(jié)點(diǎn)微處理器采集傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換及一些初步處理，按照設(shè)定的數(shù)據(jù)格式送入射頻模塊調(diào)制成射頻信號(hào)發(fā)送出去，匯聚節(jié)點(diǎn)接收這個(gè)信號(hào)再還原成數(shù)字量送給遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)。

（五）系統(tǒng)的應(yīng)用

受目前技術(shù)的限制，溶氧量傳感器價(jià)格昂貴，又需要定期維護(hù)，使用較為麻煩，PH值傳感器雖然相對(duì)便宜，但是也需要定期維護(hù)，只有溫度傳感器便宜并且很少需要維護(hù)，所以建議溶氧傳感器數(shù)量少些，只放置在魚群集中的地方、PH值傳感器和溫度傳感器的數(shù)量可以適當(dāng)多一些。具體應(yīng)用時(shí)，上位機(jī)放置在用戶方便操作的地方，網(wǎng)關(guān)安置在水池附近的測(cè)控室內(nèi)，上位機(jī)和網(wǎng)關(guān)之間通過有線以太網(wǎng)通信，測(cè)控子節(jié)點(diǎn)根據(jù)養(yǎng)殖現(xiàn)場(chǎng)規(guī)模的大小安置在水體適當(dāng)?shù)奈恢?，網(wǎng)關(guān)也通過GSM網(wǎng)絡(luò)和用戶的手機(jī)通信。測(cè)控節(jié)點(diǎn)定時(shí)測(cè)量并通過網(wǎng)關(guān)向上位機(jī)和手機(jī)發(fā)送一次傳感器數(shù)值，當(dāng)測(cè)量到水溫或溶氧量偏低時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)償，當(dāng)水體PH值不正常時(shí)發(fā)出報(bào)警聲，手機(jī)會(huì)收到是否更換水質(zhì)的提示，用戶只需要回復(fù)短信即可打開相應(yīng)設(shè)備，借助本系統(tǒng)的再現(xiàn)測(cè)控功能，用戶可以及時(shí)處理險(xiǎn)情，減少損失。

本系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了水產(chǎn)養(yǎng)殖多個(gè)水體環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)控，不僅避免了傳統(tǒng)的手工測(cè)定存在的耗時(shí)費(fèi)力、數(shù)據(jù)不及時(shí)等弊端，還可以隨時(shí)了解數(shù)據(jù)的變化情況，并對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制，降低了水產(chǎn)養(yǎng)殖的投入成本和勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，加快水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的商業(yè)化進(jìn)程。產(chǎn)品在滿足水塘環(huán)境因子測(cè)控需求的同時(shí)，還可以用于其他工農(nóng)業(yè)控制和通信產(chǎn)品中，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)推廣前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉麗.基于Zigbee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 安徽職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，8（1）：14-17.

[2]袁國(guó)良，鐘飛.基于Zigbee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在水位檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2008，（3）：31-33.

[3]朱祥賢， 盧素鋒. ZigBee技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代電子技術(shù)，2009，（23）：168-170.

[4]朱祥賢，葛素娟，盧素鋒. 基于ZigBee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方案[J]. 科技信息，2009，（35）：66-67.

[5]武永勝，王偉，沈昱明. 基于ZigBee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)設(shè)計(jì)[J]. 電子測(cè)量技術(shù)，2009，32（11）：121-124.

[6]張豪，楊春燕，汪筱陽. S3C2440A芯片及應(yīng)用[J]. 電子設(shè)計(jì)工程，2011，19（24）：26-29.

篇3

關(guān)鍵詞：管理系統(tǒng)；物聯(lián)網(wǎng)；無線傳感器

引言

我國(guó)是一個(gè)水產(chǎn)養(yǎng)殖大國(guó)，水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量對(duì)于增加養(yǎng)殖戶收入十分重要。利用現(xiàn)代“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)，保持水的質(zhì)量和養(yǎng)殖效率，體現(xiàn)科技在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的作用，則成為未來的發(fā)展的必然。“物聯(lián)網(wǎng)”也被稱為“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)”，它指的是海量的信息通過各種傳感設(shè)備，如射頻識(shí)別（RFID）設(shè)備、紅外傳感器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描儀，或其它連接方法。農(nóng)業(yè)和漁業(yè)的基于智能環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量、效率、生態(tài)、安全、智能化等方面有較高的要求。本文設(shè)計(jì)建立了一套集在線收集、智能網(wǎng)絡(luò)、無線傳輸、智能處理、預(yù)警信息傳播的功能系統(tǒng)，意義重大。

1物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)（DCM）的基本結(jié)構(gòu)分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層是基礎(chǔ)，這一層是由有能力感知事物和收集信息識(shí)別對(duì)象等設(shè)備成分構(gòu)成，在這一層上負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)全面的感知功能。網(wǎng)絡(luò)層集成各種通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)使這層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的感知分類、聚合、加工，并能可靠地傳輸。各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的專業(yè)知識(shí)相結(jié)合，提供各種各樣的不同的用戶的應(yīng)用，如智能交通、環(huán)境保護(hù)、安全回家、工業(yè)監(jiān)控、個(gè)人衛(wèi)生、軍事偵察等。

2物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程

在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，硬件設(shè)備首先進(jìn)行自查，檢查是否存在硬件故障，如有，則通過GPRS用戶發(fā)送短消息。如果發(fā)現(xiàn)水中超出標(biāo)準(zhǔn)值的相應(yīng)數(shù)據(jù)，則通過GPRS用戶發(fā)出警告，提醒用戶是否需要調(diào)整傳輸控制信息節(jié)點(diǎn)質(zhì)量。用戶可以通過手機(jī)，電腦，在瀏覽器的平板電腦或PDA進(jìn)行登記，實(shí)時(shí)查看相關(guān)信息，并確認(rèn)是否發(fā)送控制信息。如果瀏覽器發(fā)送請(qǐng)求到服務(wù)器，則通過GPRS網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器發(fā)送指示Zig-Bee網(wǎng)絡(luò)的水質(zhì)參數(shù)以作為調(diào)整依據(jù)，如果未能發(fā)送控制信號(hào)或者服務(wù)器繁忙，則退出瀏覽器或者重新登錄瀏覽器訪問服務(wù)器。

3WEB開發(fā)的相關(guān)技術(shù)

3.1C/S模式體系架構(gòu)3.1.1傳統(tǒng)C/S分為客戶機(jī)模式和服務(wù)器模式，如圖2所示由于客戶端管理難度的非均勻負(fù)載，加之如果對(duì)系統(tǒng)升級(jí)，需要對(duì)所有的客戶一一進(jìn)行。這不僅使得應(yīng)用軟件使用不變，還使得軟件維護(hù)成本越來越高。這導(dǎo)致了兩個(gè)問題：系統(tǒng)可擴(kuò)展性降低和難以安裝，這樣的應(yīng)用程序的兩層結(jié)構(gòu)極大地制約了Internet/Intranet的環(huán)境下的實(shí)際發(fā)展。因此，人們提出了三層結(jié)構(gòu)的客戶端服務(wù)器系統(tǒng)。3.1.2三層C/S模式三層思想的結(jié)構(gòu)是基于三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的應(yīng)用程序的邏輯功能的應(yīng)用程序，它被分成了不同程度的抽象的三個(gè)部分，分別在客戶端層，商業(yè)邏輯層，數(shù)據(jù)服務(wù)層，如圖3所示：三層模式的關(guān)鍵點(diǎn)是要分離的業(yè)務(wù)邏輯被提取時(shí)，構(gòu)成中間層，從而形成一個(gè)分布式應(yīng)用系統(tǒng)真實(shí)。在三層模型中，大大降低了用戶端的壓力，這種結(jié)構(gòu)被稱為“瘦客戶端”模式。如下圖4所示：集中應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)器和所有的應(yīng)用程序可以通過在客戶端執(zhí)行的Web瀏覽器的開發(fā)?；贐/S結(jié)構(gòu)它具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如：①具有薄的客戶端的特性；②可以跨平臺(tái)運(yùn)行；③表示層到Web頁面中，當(dāng)從服務(wù)器發(fā)送到客戶端，定義并在服務(wù)端完成數(shù)據(jù)庫管業(yè)務(wù)邏輯層物理客戶機(jī)的請(qǐng)求。B/S系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)具有許多優(yōu)于傳統(tǒng)的C/S架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，在Internet中使用基于Web技術(shù)，結(jié)合傳統(tǒng)的控制理論，拓展傳統(tǒng)功能的監(jiān)控應(yīng)用，更加順應(yīng)時(shí)展潮流，是代表技術(shù)發(fā)展的大勢(shì)所趨。

4系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

4.1MyEclipse簡(jiǎn)介MyEclipse企業(yè)平臺(tái)（(MyEclipse企業(yè)工作臺(tái)，稱為My-Eclipse）是EclipseIDE，使用它的擴(kuò)展，我們可以提高工作效率和應(yīng)用程序服務(wù)器集成。它是一個(gè)功能豐富的J2EE集成的開發(fā)環(huán)境，包括完整的代碼、調(diào)試、測(cè)試和的HTML、支持、Struts、JSF、CSS、Javascript、SQL、休眠等腳本及功能。4.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)4.2.1概念模型設(shè)計(jì)(E-R圖)E-R模型的基本概念：要構(gòu)建E-R圖的概念實(shí)體關(guān)系模型，這使得它們從數(shù)據(jù)庫模型圖不同。一個(gè)E-R圖由不同的實(shí)體類型、關(guān)系、特征和類型組成。（1）實(shí)體：現(xiàn)實(shí)世界中的事物；（2）屬性：事物的特性；（3）聯(lián)系：在真實(shí)世界中的對(duì)象之間的關(guān)系。本系統(tǒng)的E-R圖如圖5所示：4.2.2數(shù)據(jù)庫表及關(guān)系建立根據(jù)這些步驟將創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫，以便建立列表結(jié)構(gòu)。（1）用戶基本資料表；（2）池塘信息表:（3）水質(zhì)報(bào)警引用表。4.2.3詳細(xì)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）用戶基本資料表：用戶基本信息表存儲(chǔ)在需要用戶登錄，或基本的信息來記錄用戶的登錄名、密碼，用戶基本信息表如表1所示：（2）池塘信息表：池塘的信息表存儲(chǔ)在農(nóng)戶養(yǎng)殖水生物種，以及池塘水深和面積信息，有利于管理。池塘信息表如表2所示：3）水質(zhì)參數(shù)報(bào)警參考表:水質(zhì)參數(shù)表引用報(bào)警，存儲(chǔ)在水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及其不同的水生物種的參數(shù)，如果超過標(biāo)準(zhǔn)范圍自動(dòng)報(bào)警用戶進(jìn)行比較的水質(zhì)參數(shù)。水質(zhì)報(bào)警引用表如表3所示：4.3系統(tǒng)模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主要分為三個(gè)系統(tǒng)功能模塊：用戶登錄模塊、模擬顯示模塊、后臺(tái)管理模塊。用戶登錄模塊主要實(shí)現(xiàn)登陸的注冊(cè)和農(nóng)民變化的基本信息?？蓪?shí)現(xiàn)用戶登錄、用戶注冊(cè)、資料修改等相關(guān)功能；模擬顯示模塊主要負(fù)責(zé)將各項(xiàng)信息、參數(shù)及報(bào)警提示等，以模擬LED的方式進(jìn)行顯示；后臺(tái)管理模塊主要負(fù)責(zé)對(duì)用戶信息、池塘傳感信息及各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行管理和修改，最終完成對(duì)整體養(yǎng)殖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制。

5結(jié)語

篇4

關(guān)鍵詞 水產(chǎn)養(yǎng)殖；水質(zhì)調(diào)控；物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號(hào) S959 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2013）18-0324-03

近年來，隨著我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，漁業(yè)信息化技術(shù)漸漸走近漁民的養(yǎng)殖過程中，但是由于我國(guó)水產(chǎn)業(yè)的整體管理水平較低，生產(chǎn)規(guī)模相對(duì)較小，信息技術(shù)條件不健全，還不能及時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖過程進(jìn)行智能化管理。然而，目前我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)正處于由傳統(tǒng)漁業(yè)向現(xiàn)代化漁業(yè)轉(zhuǎn)變的歷史時(shí)期，抓住發(fā)展機(jī)遇、實(shí)現(xiàn)歷史性的跨越需要信息技術(shù)等高新技術(shù)作為技術(shù)支撐?？梢哉f信息化、數(shù)字化注定是水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)現(xiàn)代化的必經(jīng)之路[1-2]。

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)就是運(yùn)用各類傳感器，采集大田種植、設(shè)施園藝、畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖和農(nóng)產(chǎn)品物流等相關(guān)信息，通過建立數(shù)據(jù)傳輸和格式轉(zhuǎn)換方法，集成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息的多尺度（個(gè)域、視域、區(qū)域、地域）傳輸；最后將獲取的海量農(nóng)業(yè)信息進(jìn)行融合、處理，并通過智能化操作終端實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的過程監(jiān)控、科學(xué)管理和即時(shí)服務(wù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)和安全的目標(biāo)[3-4]。我國(guó)傳統(tǒng)自然養(yǎng)殖是以消耗自然資源、污染環(huán)境為代價(jià)的，隨著科技的發(fā)展，新型養(yǎng)殖技術(shù)在提高魚類產(chǎn)量和降低能耗、保護(hù)養(yǎng)殖環(huán)境等方面成效顯著。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖有重大的理論和現(xiàn)實(shí)意義，使水產(chǎn)養(yǎng)殖向大規(guī)模、高水平、高質(zhì)量發(fā)展，降低了自然水產(chǎn)養(yǎng)殖所需的能源。

1 基本結(jié)構(gòu)

根據(jù)傳感器布置的位置可以分為2種結(jié)構(gòu)，傳感器直接擺放在池塘中的浸入式（圖1）和將池水從塘中抽出來到室內(nèi)用傳感器測(cè)量的抽水式（圖2）。

基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控技術(shù)結(jié)構(gòu)如圖1所示。在池塘中安裝養(yǎng)殖環(huán)境傳感器，通過養(yǎng)殖環(huán)境傳感器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，并通過組網(wǎng)內(nèi)的終端zigbee傳輸?shù)街行膠igbee，再由中心zigbee傳輸?shù)紻TU，由DTU傳輸入服務(wù)器，通過TCP/IP將數(shù)據(jù)應(yīng)用于用戶管理程序，如PC客戶端或者PDA。運(yùn)行于服務(wù)器上的專家系統(tǒng)也可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)要求進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警、報(bào)警，再由Zigbee網(wǎng)絡(luò)向下傳送命令到水質(zhì)參數(shù)調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)，啟動(dòng)增氧機(jī)、水泵等，調(diào)節(jié)水質(zhì)。

基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控結(jié)構(gòu)如圖2所示，通過抽水裝置將池塘的水抽取通過傳輸水管抽取到室內(nèi)，在室內(nèi)用室內(nèi)水質(zhì)傳感器測(cè)量水質(zhì)指數(shù)，將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)紻TU，由DTU傳輸入服務(wù)器，通過TCP/IP將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C客戶端或者PDA。

通過實(shí)踐比較浸入式與抽水式，發(fā)覺浸入式可以實(shí)時(shí)測(cè)量傳輸水質(zhì)指數(shù)數(shù)據(jù)，但是存在著傳感器容易被污染，需要用自動(dòng)清洗裝置或者人工定時(shí)清洗，以達(dá)到清除誤差的作用；然而抽水式雖然可以方便地清洗傳感器，但是池水從塘中由管道抽取到室內(nèi)，池水容易受到污染，一些重要的水質(zhì)指標(biāo)變化很大，水管易沉積藻類等，對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)有影響，需要定期清洗水管。通過定時(shí)清洗維護(hù)都可以得到準(zhǔn)確的水質(zhì)指數(shù)數(shù)據(jù)，可以根據(jù)實(shí)際的情況選擇不同方式。

2 傳感器的選擇與布置

2.1 池塘水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)指標(biāo)選擇和水質(zhì)傳感器

水質(zhì)是養(yǎng)好魚的重要因素，水產(chǎn)養(yǎng)殖重要的水質(zhì)指標(biāo)有很多，比如溶解氧、水溫、氨氮、pH值、電導(dǎo)率等，因此需要選用合適的水質(zhì)指標(biāo)以及水質(zhì)傳感器。

（1）pH值。魚類安全生長(zhǎng)的pH值范圍為6～9，過高或過低都會(huì)對(duì)魚類生長(zhǎng)造成損害。在低pH值的水環(huán)境中，魚類血液中的pH值也會(huì)相應(yīng)下降，導(dǎo)致血液對(duì)于氧的承載能力降低，致使魚類缺氧，長(zhǎng)時(shí)間低pH值會(huì)出現(xiàn)死魚現(xiàn)象；高pH值會(huì)影響魚的血液循環(huán)并腐蝕魚類皮膚。除此之外，pH值還會(huì)影響水體中氨氮的存在形式，從而影響魚類生長(zhǎng)。水體中的氨氮以離子態(tài)氨與非離子態(tài)氨2種形式存在，其中非離子態(tài)的氨對(duì)于魚類的危害極大。當(dāng)pH值升高時(shí)非離子態(tài)的氨所占比例將顯著增大[5-6]。

（2）水溫。各種魚類都有最適生長(zhǎng)溫度，在適宜的溫度下，大部分魚類的新陳代謝都隨著水溫的升高而升高，攝食量增加，生長(zhǎng)加快；但溫度過低或過高都會(huì)對(duì)魚類產(chǎn)生不良影響。另外，水中溶解氧的含量隨水溫的升高而降低，而魚類的新陳代謝加快使耗氧量增加，易產(chǎn)生缺氧現(xiàn)象；水中的細(xì)菌在溫度升高時(shí)更加活躍，這也間接影響了魚類的生長(zhǎng)。因此，在循環(huán)水養(yǎng)殖中要對(duì)溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)控與控制。

（3）電導(dǎo)率。電導(dǎo)率是以數(shù)字表示溶液傳導(dǎo)電流能力。純水電導(dǎo)率很小，當(dāng)水中含無機(jī)酸、堿或鹽時(shí)，電導(dǎo)率增加。因此，常用于簡(jiǎn)單推測(cè)水中離子成分的總濃度。水溶液的電導(dǎo)率取決于離子的性質(zhì)和濃度。

（4）氨氮。水體氨氮增加會(huì)抑制魚類自身氨的排泄，使血液和組織中氨的濃度升高，降低血液對(duì)氧的承載能力，使血液CO濃度升高。此外，NH3不帶電，具有較高的脂溶性和通透性，易透過細(xì)胞膜直接引起魚類中毒，出現(xiàn)呼吸困難，分泌物增多，并發(fā)生衰竭死亡，所以循環(huán)水養(yǎng)殖中要注意對(duì)于氨氮含量的控制。

（5）溶解氧。溶解氧是池塘水產(chǎn)養(yǎng)殖中最重要的水質(zhì)因子，決定了魚類的生存、生長(zhǎng)、病害控制，影響池塘養(yǎng)殖密度和成活率，是提高魚塘產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，關(guān)系到池塘高密度養(yǎng)殖的成敗。

根據(jù)重要的水質(zhì)指標(biāo)選擇水質(zhì)傳感器，但是水質(zhì)傳感器的種類很多，有溶解氧傳感器、水溫傳感器、氨氮傳感器、pH傳感器、電導(dǎo)率傳感器等，不同品牌的傳感器價(jià)格不同，可以根據(jù)預(yù)算和池塘實(shí)際情況選擇不同的傳感器組合。

2.2 傳感器的布置

傳感器布置的位置與池塘的大小有著一定的關(guān)系，池塘過大的話，需要布置2～3套水質(zhì)傳感器，一般情況，1 hm2的池塘布置15套傳感器。傳感器布置的深度根據(jù)池塘主養(yǎng)魚活動(dòng)水層，如果主養(yǎng)魚類為中上層魚類，可以將傳感器布置在距離水面50 cm處。

2.3 智能表頭

傳感器連接到智能表頭上，智能表頭可以通過傳感器傳輸采集的電流結(jié)合溫度等參數(shù)按照公式計(jì)算數(shù)據(jù)，并且將這些信息轉(zhuǎn)換成更易于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)碾娦盘?hào)。

3 設(shè)備供電

安裝在池塘邊需要供電的的設(shè)備有傳感器的表頭、Zigbee、設(shè)備控制的繼電器等，根據(jù)設(shè)備生產(chǎn)廠家、產(chǎn)品不同，電壓是220 V或者12 V，使用220 V電的設(shè)備可以連接養(yǎng)殖基地的電，然而12 V的電則需要220 V轉(zhuǎn)化為12 V的電壓電流轉(zhuǎn)化器，或者使用太陽能電池板，使用太陽能電池板既可以使用太陽能源、節(jié)省成本，也可以起到美觀的作用。

4 數(shù)據(jù)通信

從設(shè)備傳輸?shù)椒?wù)器的通信方式很多，可以分為無線通信方式、有線通信方式，有線方式指的是每一個(gè)設(shè)備通過一根線連接DTU和傳感設(shè)備，雖然傳輸非常穩(wěn)定，但是存在著線太多不容易布設(shè)、成本太高的問題；相比而言，無線的方式可以很好地解決布線的問題。采用無線的方式可以根據(jù)養(yǎng)殖基地和平臺(tái)運(yùn)行中心之間的距離選擇使用Zigbee或者GPRS等。當(dāng)養(yǎng)殖基地和平臺(tái)運(yùn)行中心之間的距離較遠(yuǎn)，使用GPRS，購買移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的通訊卡，利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的衛(wèi)星傳輸數(shù)據(jù)，但是會(huì)產(chǎn)生一定的流量費(fèi)用。當(dāng)養(yǎng)殖基地和平臺(tái)運(yùn)行中心之間的距離較近，而且之間沒有太多高大的障礙物，Zigbee是一種便捷的無線通信方式，而且有著使用靈活、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，該文選擇介紹Zigbee傳輸。

4.1 Zigbee

通過Zigbee實(shí)現(xiàn)信息傳輸，但是由于從傳感器傳輸?shù)絑igbee到DTU，每個(gè)設(shè)備都需要響應(yīng)時(shí)間，以至于一個(gè)DTU上設(shè)備不能太多，一個(gè)Zigbee上連接的傳感設(shè)備數(shù)目不能太多，否則在一個(gè)網(wǎng)內(nèi)不能實(shí)現(xiàn)。

不同的傳感器具有著不同的波特率，根據(jù)傳感器調(diào)好Zigbee的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，設(shè)置在同一個(gè)波特率頻段上。一個(gè)Zigbee上監(jiān)測(cè)的傳感器數(shù)目太多，就不可以在一個(gè)網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)可以根據(jù)實(shí)情組網(wǎng)。所以需要調(diào)節(jié)好，探頭數(shù)目和傳感器監(jiān)測(cè)時(shí)間、設(shè)備計(jì)算時(shí)間、響應(yīng)時(shí)間之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)刷新時(shí)間需要大于傳感器響應(yīng)時(shí)間和設(shè)備計(jì)算時(shí)間，這樣才可以避免數(shù)據(jù)傳輸堆積，數(shù)據(jù)延時(shí)的現(xiàn)象。

4.2 Zigbee-DTU布線

從Zigbee到DTU的方式有很多種，可以用無線，也可以用有線。無線簡(jiǎn)單便捷，可以有效減少線太多不容易布設(shè)、成本太高的問題，但是由于服務(wù)器在室內(nèi)安放，然而Zigbee信號(hào)穿墻衰減，很容易引起不必要的信號(hào)終止；利用網(wǎng)線或者光纖的有線的布線方法可以保障信號(hào)的清晰，不受干擾，但是從池塘邊到達(dá)室內(nèi)的服務(wù)器有一定的距離，工程量太大。選擇采用無線加上有線的布置方法，室外采用無線的方法，利用Zigbee的終端節(jié)點(diǎn)無線傳輸信號(hào)信息到Zigbee的中心節(jié)點(diǎn)，而從Zigbee的中心節(jié)點(diǎn)到DTU之間采用有線的布置，這樣的布法可以有效地減少工程的成本，也可以保障信號(hào)信息不受干擾。

Zigbee技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖的應(yīng)用中有很多的優(yōu)勢(shì)：一是水產(chǎn)養(yǎng)殖具有季節(jié)性，由于該設(shè)備安裝方便，所以可在于養(yǎng)殖季節(jié)安裝，養(yǎng)殖結(jié)束后再將設(shè)備收入庫中，有利于減少設(shè)備的損壞和丟失；二是該設(shè)備對(duì)水質(zhì)數(shù)據(jù)的采樣具有周期性，當(dāng)不需要采樣時(shí)，設(shè)備可以處于睡眠狀態(tài)，降低了功耗，特別適合于野外長(zhǎng)期作業(yè)；三是水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備體積較小，使用靈活，安裝方便；四是ZigBee具有自組網(wǎng)、自恢復(fù)的能力，當(dāng)其中某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題時(shí)，其他節(jié)點(diǎn)可以再次自動(dòng)加入網(wǎng)絡(luò)，具有很強(qiáng)的自恢復(fù)能力，所以通信是十分安全可靠的；五是ZigBee采用的是免費(fèi)的公共通信頻段，具有低成本的特點(diǎn)。

5 自動(dòng)控制

服務(wù)器對(duì)下需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行認(rèn)知，進(jìn)而達(dá)到自適應(yīng)傳輸?shù)哪康?，完成信息的表達(dá)與處理，也可以達(dá)到自動(dòng)控制與遠(yuǎn)程控制的效果。傳感器測(cè)量出水質(zhì)參數(shù)，按照設(shè)定的控制門限，根據(jù)軟件設(shè)定好的算法，對(duì)繼電器控制設(shè)備發(fā)出開啟或者停止的指令。以溶氧為例，當(dāng)傳感器監(jiān)測(cè)到溶氧低于4 mg/L時(shí)，發(fā)出命令，開啟增氧機(jī)，并將增氧機(jī)的開啟狀態(tài)傳輸給控制中心；當(dāng)溶氧高于4 mg/L時(shí)，監(jiān)控中心發(fā)出指令，關(guān)閉增氧機(jī)。

6 應(yīng)用展示

物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)主要靠應(yīng)用層體現(xiàn)，應(yīng)用層主要完成應(yīng)用展示、服務(wù)呈現(xiàn)的工作，展示出服務(wù)的狀態(tài)，包括手機(jī)客戶端軟件等。通過智能手機(jī)軟件來呈現(xiàn)水質(zhì)狀況，按照設(shè)定的時(shí)間采集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在曲線圖上，也可以根據(jù)實(shí)際水質(zhì)狀況，手動(dòng)或者自動(dòng)的采取打開水泵等措施。

7 討論

漁業(yè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)在美國(guó)、英國(guó)、日本、荷蘭等國(guó)工業(yè)化養(yǎng)殖已有相當(dāng)規(guī)模的應(yīng)用。我國(guó)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)較國(guó)際水平還有一段差距，但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平和科學(xué)水平的提高，水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)也在迅猛的發(fā)展。針對(duì)我國(guó)水質(zhì)監(jiān)測(cè)急需應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)這一現(xiàn)狀，該文研究基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過池塘水質(zhì)調(diào)控，建立基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法，探索我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在池塘養(yǎng)殖中的具體應(yīng)用，推進(jìn)池塘養(yǎng)殖向信息化發(fā)展，有一定的研究和實(shí)用價(jià)值，對(duì)于減小池塘養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)，降低養(yǎng)殖成本，提高生產(chǎn)效益，有實(shí)際的意義。

8 參考文獻(xiàn)

[1] 張紅燕，袁永明，賀艷輝，等.池塘養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2011（10）：63-65，69.

[2] 萬眾華，武云志.水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用解決方案[J].中國(guó)水利，2004（1）：32-33.

[3] 趙靜，宋剛，周馳岷，等.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用 [J]. 通信技術(shù)，2008，41（4）：124-126.

[4] 張紅燕，袁永明，賀艷輝，等.水產(chǎn)養(yǎng)殖專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011（1）：436-440.

篇5

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)械；應(yīng)用；思考

中國(guó)是世界第一水產(chǎn)養(yǎng)殖大國(guó)，投餌機(jī)、增氧機(jī)等水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)械在日常的漁業(yè)生產(chǎn)中得到了較為普遍的推廣與使用。近年來，隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械現(xiàn)代化的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也逐步實(shí)現(xiàn)了與水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)的融合。2015－2017年，江蘇省農(nóng)機(jī)化服務(wù)站在組織實(shí)施省農(nóng)機(jī)三新工程“基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的自動(dòng)投飼增氧一體化系統(tǒng)試驗(yàn)示范”項(xiàng)目的過程中，對(duì)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在江蘇水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)械上的研究情況進(jìn)行摸底調(diào)研，并對(duì)未來技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用前景進(jìn)行分析。

1發(fā)展現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)是新一代電子信息技術(shù)的重要組成部分，是利用互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)等通訊技術(shù)把感知設(shè)備、控制設(shè)備、操作設(shè)備等聯(lián)在一起，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化、信息化、智能化控制的網(wǎng)絡(luò),簡(jiǎn)單理解就是人與人、人與物、物與物相連的網(wǎng)絡(luò)，是一種集計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)和無線通訊技術(shù)等為一體的復(fù)雜技術(shù)。當(dāng)前，在機(jī)械化水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的典型應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.1養(yǎng)殖水體的水質(zhì)監(jiān)測(cè)

主要是利用不同類型的水質(zhì)傳感器,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)檢測(cè)pH值、溶解氧、氨氮、鹽度、亞硝酸鹽、硫化氫和水溫等影響水產(chǎn)品生長(zhǎng)與發(fā)育的水質(zhì)參數(shù)，并通過有線或無線等方式傳送到手持設(shè)備和服務(wù)器終端，供養(yǎng)殖人員進(jìn)行參考，以便及時(shí)對(duì)水體進(jìn)行管護(hù)，改善水質(zhì)環(huán)境，提高養(yǎng)殖效率。

1.2水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)械的自動(dòng)化或遠(yuǎn)程化控制

主要是利用自動(dòng)控制理論按照養(yǎng)殖人員的設(shè)定，定時(shí)定量啟動(dòng)和關(guān)閉投餌機(jī)、曝氣增氧機(jī)等設(shè)備，或是根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)按需控制增氧機(jī)、換水泵及補(bǔ)水泵的啟停，也有的是利用zigbee或6Lowpan等技術(shù)搭建無線網(wǎng)絡(luò)，由主控計(jì)算機(jī)集中對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后，人工或自動(dòng)發(fā)送遠(yuǎn)程指令，對(duì)各類水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)械的運(yùn)行進(jìn)行精確控制。

1.3水質(zhì)水情的實(shí)時(shí)預(yù)警

主要是按照設(shè)定的具體數(shù)值構(gòu)建預(yù)警模型，實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖水體的水質(zhì)水情變化與養(yǎng)殖設(shè)備的運(yùn)行情況。當(dāng)發(fā)生意外災(zāi)害、水情驟變或漁機(jī)設(shè)備故障時(shí)，及時(shí)向主控計(jì)算機(jī)發(fā)送預(yù)警信號(hào)，并利用GSM/GPRS/CDMA等模塊向養(yǎng)殖人員發(fā)送提醒短信，確保各項(xiàng)應(yīng)急措施能夠迅速啟動(dòng)，從而保障漁業(yè)生產(chǎn)安全。

1.4水產(chǎn)養(yǎng)殖的決策指導(dǎo)和追蹤溯源

主要是利用高精度攝像等設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控水產(chǎn)養(yǎng)殖的整個(gè)過程，并配合水質(zhì)監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)，依托主控計(jì)算機(jī)和服務(wù)器，構(gòu)建水質(zhì)數(shù)據(jù)庫、飼料數(shù)據(jù)庫、種苗數(shù)據(jù)庫、氣象數(shù)據(jù)庫、養(yǎng)殖數(shù)據(jù)庫、魚病數(shù)據(jù)庫等，按照模糊推理和統(tǒng)計(jì)決策的理論對(duì)多源信息進(jìn)行融合，形成不同需求的養(yǎng)殖方案和智能化管理決策系統(tǒng)；還可以在互聯(lián)網(wǎng)上對(duì)外進(jìn)行，為遠(yuǎn)程專家指導(dǎo)和產(chǎn)品安全監(jiān)管及溯源提供技術(shù)平臺(tái)。

2存在問題

綜上所述，隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)了與機(jī)械化水產(chǎn)養(yǎng)殖的融合。但是，在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐中，大多數(shù)的水產(chǎn)養(yǎng)殖戶，特別是中小型養(yǎng)殖戶，對(duì)這些技術(shù)的應(yīng)用積極性并不高，究其原因，主要有以下幾點(diǎn)：

2.1技術(shù)工程體量較大，示范效應(yīng)難以體現(xiàn)

從走訪調(diào)研的情況看，目前江蘇水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)械物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的示范應(yīng)用主要集中在規(guī)?；a(chǎn)養(yǎng)殖中心，依托省、市科技項(xiàng)目支持，聯(lián)合相關(guān)科研院所和高校完成。養(yǎng)殖系統(tǒng)通常由主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，功能囊括水質(zhì)水情監(jiān)測(cè)、自動(dòng)化精確投飼、智能水體增氧、遠(yuǎn)程控制、實(shí)時(shí)預(yù)警和專家決策等多個(gè)模塊，整體工程體量較大，現(xiàn)代化程度較高。對(duì)于普通的中小型養(yǎng)殖戶而言，門檻過高，學(xué)習(xí)、復(fù)制難度較大，示范輻射效應(yīng)不明顯。

2.2過于追求“私人訂制”，設(shè)備投資成本過高

目前，各地使用的物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)，大多是以項(xiàng)目形式，根據(jù)自身情況重新設(shè)計(jì)或在傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)械的基礎(chǔ)上改造完成，屬于訂制產(chǎn)品，無法規(guī)?；可桑矡o法享受農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼政策。因此，設(shè)備制造成本和工程預(yù)算較高，超出了普通養(yǎng)殖戶的預(yù)期。

2.3缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品定型和推廣難

眾所周知，在計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展初期，曾由于技術(shù)封鎖造成推廣困難，隨著一系列標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議的簽訂和友好接口的開放，市場(chǎng)才逐步走向繁榮。同樣，目前物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)尚處于起步階段，缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，各研究院所和企業(yè)開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)裝備尚不能實(shí)現(xiàn)友好互通，很難定型推廣。如果對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行拆分，其中大多數(shù)裝備又屬于通用性電子設(shè)備，很難享受農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼政策。因此，目前除了溶解氧智能監(jiān)控設(shè)備等水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀外，基本上沒有其他成熟的物聯(lián)網(wǎng)漁業(yè)機(jī)械通過農(nóng)機(jī)推廣鑒定。

2.4技術(shù)本身存在一定瓶頸，設(shè)備維護(hù)相對(duì)繁瑣

水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)械物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和其他領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一樣，核心技術(shù)主要包括感知技術(shù)、傳輸技術(shù)、處理技術(shù)和控制技術(shù)四大模塊。其中傳輸技術(shù)因通信工程的迅速發(fā)展相對(duì)成熟，加上農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中無線局域網(wǎng)的范圍相對(duì)較小，傳輸速率等要求也不高，基本上能夠滿足應(yīng)用要求。而其他三項(xiàng)核心技術(shù)在實(shí)際使用和推廣中均存在一定問題。感知技術(shù)和控制技術(shù)的最大問題在于高靈敏度、智能化、小型化傳感器十分缺乏，這也是整個(gè)中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。目前，進(jìn)口傳感器價(jià)格昂貴。國(guó)產(chǎn)傳感器產(chǎn)品制造工藝技術(shù)相對(duì)落后，品種少，質(zhì)量較差，需要定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，還很容易損壞和出現(xiàn)檢測(cè)誤差，給養(yǎng)殖戶的日常使用帶來了很大麻煩。處理技術(shù)方面，隨著云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的日益完善，技術(shù)本身已不存在大的問題，主要是缺乏相應(yīng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖研究人員，缺少數(shù)據(jù)積累和穩(wěn)定的算法模型，智能決策尚不能對(duì)漁業(yè)生產(chǎn)形成科學(xué)有效的指導(dǎo)。

3思考與建議

雖然該技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域仍然存在一定的困難，但是在當(dāng)前農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化高速發(fā)展的時(shí)期，高效化、智能化、節(jié)約化、精準(zhǔn)化仍是農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展方向。近年來，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)人力成本逐年增加，養(yǎng)殖效益下滑，集約化、規(guī)?；?、現(xiàn)代化、科學(xué)化水產(chǎn)養(yǎng)殖經(jīng)營(yíng)逐漸成為發(fā)展趨勢(shì)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)依靠其多技術(shù)融合的巨大優(yōu)勢(shì)，理應(yīng)在提高漁業(yè)生產(chǎn)效率、提升水產(chǎn)養(yǎng)殖管理水平、加強(qiáng)水產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管力度等方面發(fā)揮出更重要的作用。為此，水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)和漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究機(jī)構(gòu)應(yīng)多從推廣應(yīng)用的角度思考未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展，逐步培養(yǎng)用戶群體，使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3.1豐富產(chǎn)品序列，控制銷售價(jià)格

農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展歷程是一個(gè)從簡(jiǎn)到繁，從功能單一到復(fù)式作業(yè)的漸變過程，水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)械物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展也應(yīng)如此。在跟蹤科技前沿的同時(shí)，也要豐富自身的產(chǎn)品序列，既要研究完善水產(chǎn)養(yǎng)殖智能化管理信息系統(tǒng)，也要加快對(duì)普通物聯(lián)網(wǎng)漁機(jī)的開發(fā)。如能夠定時(shí)定量投飼的投餌機(jī)、能夠檢測(cè)溶氧量不足并自動(dòng)開啟的增氧機(jī)、能夠追蹤災(zāi)害天氣并發(fā)送短信的預(yù)警器等。這些功能單一的水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)械，能夠有效控制物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用成本，更符合普通養(yǎng)殖戶的實(shí)際需要，同時(shí)也更方便推廣鑒定，便于農(nóng)機(jī)部門示范宣傳，逐步培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)漁機(jī)的市場(chǎng)用戶。

3.2簡(jiǎn)化操作模式，提高設(shè)備質(zhì)量

目前的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)械上的運(yùn)用，絕大多數(shù)以主控計(jì)算機(jī)為中心構(gòu)建管理系統(tǒng)，大多數(shù)的操作控制和信息、資料查詢都需要在計(jì)算機(jī)上完成，而傳感器等設(shè)備設(shè)施還需要定期進(jìn)行清洗、養(yǎng)護(hù)，這對(duì)于當(dāng)前科技意識(shí)差、文化素質(zhì)低、接受新事物能力不強(qiáng)的農(nóng)村勞動(dòng)者和水產(chǎn)養(yǎng)殖戶而言，接受起來存在一定難度。因此，開發(fā)操作更加便捷的人機(jī)界面，研制精確度更高、靈敏度更強(qiáng)、可靠性更好、成本更低、安裝維護(hù)更加方便的傳感設(shè)備，解決自組織網(wǎng)絡(luò)和感知節(jié)點(diǎn)合理部署等共性問題，也成為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)必須解決的主要問題。

3.3加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，搭建合作平臺(tái)

積極引進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖、自動(dòng)控制、農(nóng)業(yè)機(jī)械、物聯(lián)網(wǎng)和信息化等方面專業(yè)人才，鼓勵(lì)企業(yè)與高等院校、科研機(jī)構(gòu)通過委托研發(fā)、聯(lián)合研發(fā)、購買技術(shù)等多種方式進(jìn)行合作交流，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)作用，形成更加完善的水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)研究體系，建立更加緊密的產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟和技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)，加快高新技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)品的批量生產(chǎn)、大規(guī)模應(yīng)用提供技術(shù)支持，為更加科學(xué)、系統(tǒng)、高效的指導(dǎo)漁業(yè)生產(chǎn)提供支撐。

3.4建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，爭(zhēng)取政府扶持