水产也能物联网化吗？

文/ 水产前沿 陈羽翀 图/ 广东瀚海水产科技中心

从2002年开始，国内就有企业涉足水产在线监测系统产品，至今已经历了整整10年时间，但相关产品依旧未能打开市场。就当前的水产养殖现状而言，实现水产养殖智能化管理还有些遥远。

能24小时辅助管理的系统

2011年9月初福建闽江水口库区水系出现大面积死鱼，最后统计的死鱼总量近一亿斤。此件大型水质安全事故中，最后经过当地渔业部门的检测，断定鱼的死亡原因是缺氧。事发当天，环保部门把事发水域的采样送至福州进行检验，但是检验结果经过一天之后才得到反馈，得到结果的时候，造成的损失已经非常严重。当时由于不知是缺氧缘故，许多养殖户采用不正确的自救手段，如继续在网箱投放饵料，把网箱拖到河道中间，结果造成更严重的后果。很多养殖户抱怨水质检测手段落后，效率太低，严重影响了养殖安全性。而如何才能及时监测水质参数，其实国内早有水产养殖水质在线监测系统的存在，并且在国外的应用也非常广泛。

水产养殖在线监测系统又称水产养殖自动控制系统，名称上并未有统一的叫法，行业内通常也会统称为“物联网”。 能24小时在线监测多种水质参数，包括：溶解氧、PH值、氨氮、亚硝酸盐氮、硫化氢、盐度、浊度、温度、叶绿素a、各种重金属离子、总磷、总氮等参数，水产养殖自动控制系统汇集了在线监测水质参数、根据在线监测到的水质参数自动控制相关电气设备运行（如增氧机、水泵）、查看历史数据记录三大功能。只要设定程序，接入水泵、增氧机等设备，系统就会自动开启或关闭相关电器设备，进行智能化养殖。

粤东饶平地区的南美白对虾养殖户林老板拥有100多亩的高位池虾场，每年亩产达到6000-8000斤。每口5亩的池塘安装9台增氧机，其中3台水车式，6台中层增氧设备，而且还加上底部增氧，这等架势确实很少见，一直以来的养殖效果都相当不错。他有一个习惯，就是每天多次记录溶氧、温度和天气情况等数据，录入档案。从2009年开始，他改变了人工记录的 *** 作模式，开始使用电子设备进行监测。从便携式溶氧仪、便携式pH仪，到在线溶氧监控系统，每40分钟测试一次数据并且记录在案，林老板会去反复研究这些数据，发现其中的规律，总结经验。他坦言，这也是成功养殖的重要习惯。

水产物联网未广泛应用

从人工测试到电子设备测试，节省了人力成本、时间成本， *** 作和记录更有条理。水产在线监测系统正是集中了检测、信息平台和远程发布于一身的实时同步监测工具，作为水产养殖电子化信息化的趋势，却并未在国内得到广泛的应用。

以福建省为例，全省如今使用的水产在线监测系统数目在100套左右。作为养殖大省，可见使用此类监测设备的养殖户其实只占非常小的一个部分。厦门水贝自动化科技有限公司（以下简称“水贝”）总经理魏茂春介绍，在线监测系统的使用主要集中在实行工厂化育苗和高密度养殖的企业中，其中包含的养殖品种十分广泛，包括大黄鱼、石斑鱼、南美白对虾、草鱼、海参和花蛤等。经总结，魏茂春认为养殖密度高、产品赋值高的大企业更有兴趣尝试在线监测系统。

对比国内的情况，国外对水产在线监测系统的使用要广泛很多。广东瀚海水产科技中心（以下简称“瀚海”）经理丘晓君向笔者介绍，欧洲对此类监测系统的使用率在70%以上，普及程度非常高。主要是因为政府对养殖的要求高，对用水、排水、排污等指标都有严格的标准。所以欧洲的水产养殖必须通过物联网系统对养殖进行实时监控，确保养殖的安全性、对环境的保护、资源节约以及保证养殖回报。

水贝从2009年开始进行水产养殖监测系统的研发，借助于厦门海洋职业技术学院的科研成果，并一直保持产品的技术升级以及故障问题的解决。魏茂春介绍，现在国内的水产在线监测系统的研发和制造上，在传感器这一环节上暂时还无法与国外产品比较，所以在系统安装的时候，通常会选用进口的传感器作为搭配。

推广应用的三大阻力

从2002年开始，国内就有企业涉足水产在线监测系统产品，至今已经历了整整10年时间。但水产在线监测系统产品依旧未能打开市场，国产品牌普及受阻，进口品牌更是价格定位高而难以推广。“系统还需要较长的时间才能有所普及或者更好地推广，可能是5-10年。”丘晓君说。

总结下来有三方面的原因：首先，传统养殖观念使养殖者未能完全接受智能化的监测系统。国内养殖者大多信奉经验主义，特别是养殖效果一直都不错的养殖者，容易形成不借助电子设备仪器也可以养好鱼养好虾的理念，观念一旦形成，短时间内还难以改变。

其次，一套最普通的国产水产在线监测系统需要投资约3万元，若采用进口的零部件，价格就几近翻倍，如果整套都是进口产品，价格更甚。所以现阶段价格因素是水产在线监测系统普及的最大障碍。一般小规模养殖的散户难以支付这么一笔费用，而且也难以预计这套系统所能带来的利益是否可以抵过产品本身的价钱。

再者，售后服务是否到位直接影响行业整体，早期有一些企业试水水产在线监测系统产品的销售，但往往忽略了售后跟踪服务的重要性，最终影响了用户对产品的体验。魏茂春和丘晓君都重点提到过售后服务的重要性，水产在线监测系统设备安装后，需要至少每半年进行一次维护，而且培训客户的自主动手 *** 作和维护技能也是非常重要的一项服务内容。整体来讲，国内外的水产在线监测系统目前都处于不断的技术提升和产品的更新研发过程之中，期间也需要客户的反馈意见。

随着自然环境的越来越恶劣，水资源的一步步减少，土地变得稀缺以及人力成本提高的大环境下，国家政策也会对相关的产业重视起来，信息化、智能化将很有可能成为未来水产养殖的一个新趋势。水产养殖在线系统在环境保护、资源优化以及保障养殖方面都有效率上的优势，用自动控制设备代替人工管理 *** 作，对养殖水体和生态条件进行监测、处理和控制。当然水产物联网系统并非万能，使用了系统并不足以保证养殖的必然成功。系统所提供的是及时的数据监测，可辅助降低养殖风险，为养殖提供多一套保障系统。

水产养殖自动控制系统主要功能

24小时在线监测各养殖水体的溶解氧、pH值、氨氮、亚硝酸盐氮、盐度、浊度、温度、叶绿素a等水质参数。

可通过监测到的溶解氧值自动控制增氧机工作，防止出现缺氧事故。当溶解氧低于安全值时（例如4mg/L），自动打开增氧机，当溶解氧达到安全值时（例如5mg/L），自动关闭增氧机，以节省电能。

当监测到溶解氧值达到危险值时（例如3mg/L），启动声光警报系统，并给管理者发送手机短信，中心控制软件会启动报警提示。

可通过手机、电脑网络查询水质参数和各种设备工作状况。

可通过手机、电脑网络远程控制增氧机、投料机、水泵等设备启动或停止。

可自动记录、储存现场监测到的溶解氧数据，并永久保存，帮助用户查询、分析：季节、时间、天气、温度等因素对溶解氧含量的影响。

用户可根据水中溶解氧测量值，精准控制饵料投放量，提高饵料的转化率。

具有电机缺相，漏电及过载保护功能，可以有效的保护增氧机的电机。

停电报警系统。停电时现场警报器会开启，并给管理者发送短信提示。

单台设备可测控24口工厂化养殖水池或8口土池塘（单口池塘10亩以内）。

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例如耕地质量保护大数据平台，通过搭建“1个中心，1个平台、N个应用”的平台建设模式。建一个耕地质量保护大数据中心，汇聚土、水、肥三大耕地质量数据，为耕地质量保护监测、管理、服务、应用提供数据支撑。利用大数据分析，达到精准管理，科学决策，形成指挥耕地新业态，通过大数据平台服务公共，服务管理，转变耕地保护方式。
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当前，智慧农业、农业物联网和智能大棚控制系统被不断的提起和广泛热议。那么，这三者如何区别？这里我们重点探讨一下。
一、智慧农业
1、定义
智慧农业就是将物联网技术运用到传统农业中去，运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制，使传统农业更具有“智慧”。除了精准感知、控制与决策管理外，从广泛意义上讲，智慧农业还包括农业电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服务等方面的内容。
2、应用领域
农业生产环境监控：通过布设于农田、温室、园林等目标区域的大量传感节点，实时地收集温度、湿度、光照、气体浓度以及土壤水分、电导率等信息并汇总到中控系统。农业生产人员可通过监测数据对环境进行分析，从而有针对性地投放农业生产资料，并根据需要调动各种执行设备，进行调温、调光、换气等动作，实现对农业生长环境的智能控制。
食品安全：利用技术，建设农产品溯源系统，通过对农产品的高效可靠识别和对生产、加工环境的监测，实现农产品追踪、清查功能，进行有效的全程质量监控，确保农产品安全。物联网技术贯穿生产、加工、流通、消费各环节，实现全过程严格控制，使用户可以迅速了解食品的生产环境和过程，从而为食品供应链提供完全透明的展现，保证向社会提供优质的放心食品，增强用户对食品安全程度的信心，并且保障合法经营者的利益，提升可溯源农产品的品牌效应。

二、农业物联网
1、定义

农业物联网，即在大棚控制系统中，运用物联网系统的温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光传感器、CO2传感器等设备，检测环境中的温度、相对湿度、PH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数，通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。远程控制的实现使技术人员在办公室就能对多个大棚的环境进行监测控制。采用无线网络来测量获得作物生长的最佳条件，可以为温室精准调控提供科学依据，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。

2、应用功能

a实时监测功能

通过传感设备实时采集温室（大棚）内的空气温度、空气湿度、二氧化碳、光照、土壤水分、土壤温度、棚外温度与风速等数据；将数据通过移动通讯网络传输给服务管理平台，服务服管理平台对数据进行分析处理。

b远程控制功能

针对条件较好的大棚，安装有电动卷帘，排风机，电动灌溉系统等机电设备，可实现远程控制功能。农户可通过手机或电脑登录系统，控制温室内的水阀、排风机、卷帘机的开关；也可设定好控制逻辑，系统会根据内外情况自动开启或关闭卷帘机、水阀、风机等大棚机电设备。

c查询功能

农户使用手机或电脑登录系统后，可以实时查询温室（大棚）内的各项环境参数、历史温湿度曲线、历史机电设备 *** 作记录、历史照片等信息； 登录系统后，还可以查询当地的农业政策、市场行情、供求信息、专家通告等，实现有针对性的综合信息服务。

d警告功能

警告功能需预先设定适合条件的上限值和下限值，设定值可根据农作物种类、生长周期和季节的变化进行修改。 当某个数据超出限值时，系统立即将警告信息发送给相应的农户，提示农户及时采取措施。
三、智能大棚监控系统

1、定义

深圳信立科技有限公司智能大棚监控系统集传感器、自动化控制、通讯、计算等技术于一体，通过用户自定仪作物生长所需的适宜环境参数，搭建温室智能化软硬件平台，实现对温室中温度、湿度、光照、二氧化碳等因子的自动监测和控制。

智能大棚监控系统可以模拟基本的生态环境因子，如温度、湿度、光照、CO2浓度等，以适应不同生物生长繁育的需要，它由智能监控单元组成，按照预设参数，精确的测量温室的气候、土壤参数等，并利用手动、自动两种方式启动或关闭不同的执行结构（喷灌、湿帘水泵及风机、通风系统等），程序所需的数据都是通过各类传感器实时采集的。 该系统的使用，可以为植物提供一个理想的生长环境，并能起到减轻人的劳动强度、提高设备利用率、改善温室气候、减少病虫害、增加作物产量等作用。
2、系统组成

整个系统主要三大部分组成：数据采集部分、数据传输部分、数据管理中心部分。

A、数据管理层（监控中心）：硬件主要包括：工作站电脑、服务器（电信、移动或联通固定IP专线或者动态ip域名方式）； 软件主要包括： *** 作系统软件、数据中心软件、数据库软件、温室大棚智能监控系统软件平台（采用B/S结构，可以支持在广域网进行浏览查看）、 防火墙软件；

B、数据传输层（数据通信网络）：采用移动公司的GPRS网络传输数据，系统无需布线构建简单、快捷、稳定；移动GPRS无线组网模式具有：数据传输速率高、信号覆盖范围广、实时性强、安全性高、运行成本低、维护成本低等特点；

C、数据采集层（温室硬件设备）：远程监控设备：远程监控终端；传感器和控制设备：温湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器、土壤湿度传感器、喷灌电磁阀、风机、遮阳幕等；

在对智慧农业解决方案和农业物联网解决方案进行区分之前，首先需要对智慧农业和农业物联网的了解。智慧农业是一个非常广的概念，涉及种植业和养殖业等，其中包括对数据的采集、传输和监测，根据数据的监测情况采取相应的措施等等。而农业物联网是比较具体的说法，纯粹的技术概念提法。总而言之，智慧农业离不开物联网技术的应用。从某种意义上来说，智慧农业解决方案和农业物联网解决方案基本一致，主要包括深圳信立智能大棚环境监控系统、视频监控系统、农业智能控制系统（自动喷洒系统、自动换气系统）和监测预警系统等四大系统解决方案

智能化养殖场包括哪些内容？
现在市面上基本分三类：
一类是设备的全自动化，自动饲喂+环境控制的自动监控。这种设备厂家有很多，而且海内外不同品牌均有一定的市场。
一类是数据化，拥有自动化设备以后，将所有的数据全部进行展示，可以让养殖户清晰的看到各项数据，一目了然。通过物联网IOT技术实现。
还有一类是将两者进行结合，不仅实现自动化设备替代人工进行作业，查看各项数据的变动，例如栋舍内的二氧化碳，温湿度等，还能将自动设备收集来的数据进行智能分析，帮助养殖户进行决策，提高养殖效率，方赞就是代表性的产品之一，其中，还将动物的疾病诊断结果加入了智能分析当中，使结果更加合理和准确。这种便属于智能养殖管理系统。

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