本文收录于《农业工程技术-农业信息化》2023年第4期，目次03
原创作者：柯可 曹亚男 等
摘要：为了解决传统生产过程中渔民对水产品质量安全问题的担忧和困扰，以深水网箱作为主要研究对象，通过物联网技术与智能化设备相结合，建立了一种新的深水网箱数字渔业养殖体系。该系统由传感器、无线传输模块、数据传输模块等组成，能实现对深水网箱内温度、水质、光照强度以及生物密度等信息进行实时采集并传送到后台数据库，同时利用RFID射频识别技术将其转化成电子标签粘贴于网箱上，从而达到远程监控、自动报警及预警的目的。该文在此基础上提出了深水网箱数字化渔业养殖体系建设方案。
关键词：物联网；深水网箱；数字化；渔业；养殖
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基于物联网的深水网箱数字化渔业养殖体系的关键技术
1.1 深水网箱养殖的关键技术
在传统的渔场生产中，由于缺乏现代化信息设备和网络系统等基础设施建设，导致其无法有效开展水产养殖工作。为了实现深水网箱的高效管理，需要利用“互联网+”技术来搭建深水网箱数字化渔业养殖体系，以期达到精准作业的目的。物联网技术随着科学技术水平不断提升，中国已经逐渐将物联网技术运用到了渔业生产当中，并且取得了一定成效，但是目前还存在一些问题，主要体现在以下两个方面：第一是物联网技术的成本较高，而且对环境要求也比较严格；第二则是该项技术的使用范围较为有限，只有少数地区可以广泛应用。针对这种情况，就要积极引入先进的物联网技术与装备，以此来推动相关产业发展。具体来说，就是要借助物联网技术建立起一个完整的智能监控系统，从而能够通过无线通信方式向各个区域内的传感器进行实时传送数据、采集数据以及处理数据等等一系列过程。同时，在实际操作时，还应该结合实际情况选择相应的通信协议，确保所采用的协议不会出现漏洞。除此之外，还应根据不同类型的水域特点，合理地设计不同种类的传感器，使之能够更好地发挥出自身作用，进而保证整个监测系统具有良好的稳定性和可靠性[1]。
1.2 深水网箱养殖的信息化管理
在传统的深水网箱渔业养殖中，由于受人工操作等因素影响较大，导致其生产效率较低。为了提高该类系统的工作效率和产品质量，需要对其进行优化与完善。因此，要积极引入先进的数字、自动化以及智能化技术来构建深水网箱养殖信息管理系统。具体来讲，主要包括以下几方面内容。第一，通过物联网技术将深水网箱养殖相关设备及设施连接到互联网平台上，从而实现远程控制功能。第二，利用大数据分析技术，建立一个全面覆盖的网络数据库。第三，采用无线射频识别(wireless frequency-identifier)RFID标签或二维码等电子标签，并结合GPS定位系统，可以有效地应用于水下环境监测和视频图像传输。第四，可根据不同区域的水质情况，设置相应的传感器和监测仪，以便及时获取数据，并对数据进行处理。第五，还要加强对水产品质量安全控制，如对鱼类生长过程的监测，以便更好地了解其健康状况；同时，还要做好病害防治工作，以免出现鱼病问题而造成经济损失。此外，也要强化对渔政部门执法检查力度，确保监管部门严格按照法律法规开展各项活动，避免出现违规行为[2]。
深水网箱数字化渔业养殖体系的总体设计
在深水网箱数字化渔业养殖体系建设中要采用先进的物联网技术和信息技术，以实现对深水网箱的智能化管理与监控。为了有效地解决这一问题，需要从以下几方面着手进行研究：(1)建立完善的深水网箱数字化渔业养殖体系架构模型；(2)通过物联网技术将数据采集设备连接到网络平台上，并利用无线通信技术来完成数据传输工作；(3)根据实际情况构建出一个具有较高安全性的深水网箱数字信息平台系统，使其可以满足不同层次用户的需求；(4)要保证系统运行过程中不会出现任何故障，同时还要能够及时处理各种突发事件。首先是要做好顶层设计，明确整个系统的整体框架结构、功能以及各部分之间的联系。具体来说，主要包括以下内容：第一，制定好相关的通信协议，即确保所使用加密算法的合理性，避免出现非法窃听等现象发生。第二，要确定好底层的控制层面，这个层面主要由传感器模块组成，负责接收上层应用层发送过来的命令指令，并且按照相应的程序来执行各项操作。第三，在上层应用层中设置有多个监测节点，这些节点都会被安装上特定的传感器模块，这样就能够实时检测到水下的水质参数变化状况，一旦发现异常情况，则可立即采取相应的应对策略，进而保障整个系统的稳定运行。
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基于物联网的深水网箱数字化渔业养殖体系的应用
3.1 基于物联网的深水网箱养殖管理系统的设计
在对深水网箱进行数字化建设时，需要充分结合当前中国深水网箱养殖现状及特点。通过将物联网技术与传统渔业生产相结合，构建出符合现代化发展需求的新型深水网箱养殖体系。主要包含以下内容：(1)建立健全相关法律法规和标准规范。为了确保该项工作能够顺利开展，应当根据实际情况制定相应的实施细则、操作规程等内容，从而保证整个过程更加规范。同时还要加强监管部门之间的协调性以及沟通力度，以便于进一步提高监管效率及水平。(2)积极引进先进设备，并且要不断完善现有设备设施条件。例如可以利用无线通信网络来实现远程监控功能；或者采用卫星定位技术，这样不仅能够提升监测效果，而且也有助于提高数据采集质量及精度。此外还应重视信息技术手段在其中的运用，如GPS导航系统、视频会议系统等等。只有切实做好这些基础设施的维护工作才能使得各项工作得到有效落实，进而保障渔民利益不受损害。(3)做好日常维护工作。由于目前中国深水网箱的使用寿命普遍较短，所以必须要注重做好日常保养工作。首先是做好定期维护工作。这里所说的日常养护指的是针对各种可能会出现故障或是老化的部件进行更换处理，以此避免出现安全隐患问题。其次就是做好定期维修保养工作。如果发现有任何问题都要立即上报给上级部门解决，切勿拖延时间[3]。
3.2 基于物联网的深水网箱养殖管理系统的运行
在对传统渔场进行改造后，可利用“互联网+”等信息技术来构建深水网箱数字化渔业养殖体系。即通过将物联网技术与深水网箱养殖业相结合，实现对深水网箱内各种数据和资源的有效整合、分析及共享。同时，还能为深水网箱数字化渔业养殖体系的建设提供数据支撑和决策依据，从而更好地推动深水网箱数字化渔业养殖体系的发展。首先是建立智能化养殖系统，该系统由传感器、视频采集卡、无线传输模块组成。其次是完善远程监控系统，主要包括高清摄像机以及水下摄像头，可以实时记录养殖过程中的关键性参数信息并自动上传至服务器端；最后是搭载移动终端设备或电脑端的软件平台，以便于养殖人员随时随地查看养殖情况。此外还要做好养殖过程中的各项监测工作，例如温度、水质、光照强度等。这些都需要借助计算机网络、通信网络等现代化设施才能完成。另外要加强养殖户之间的交流沟通交流能力。根据不同类型的养殖对象采取不同种类、不同数量的饲料投喂方式。这样不仅有利于提高水产养殖效率，而且也便于水产养殖户掌握自身所需的相关知识。除此之外还应注意及时更新养殖设备，确保设备处于最佳状态，避免因老化或者其他原因导致设备无法使用。在实际操作时，应当结合当前中国深水网箱标准化生产的现状，选择合适的自动化设备作为辅助手段。
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结语
通过对水产养殖物联网模式的分析，让相关从业人员看到了物联网水产养殖业带来的巨大市场潜力，认识到了水产养殖物联网模式是未来渔业发展趋势，当中国的水产养殖一旦全面普及物联网水产养殖模式，用物联网技术重塑水产养殖产业，将会彻底改变中国传统的水产养殖模式，从根本上改变水产业落后的面貌，优化智慧渔业养殖环境。
参考文献：
[1]李亚蕊,曹玉玲,冀璐. 基于物联网的深水网箱数字化渔业养殖体系的构建[J].中国环境学报道,2020(5).
[2]冷明祥,赵俊,唐晓东,等. 基于物联网的深水网箱数字化渔业养殖体系的构建[J].天津大学学报(社会科学版),2021(2).
[3]李亚男,曹继龙,张智杨.基于物联网的深水网箱数字化渔业养殖体系的构建[J].北京科技大学学报道,2020(5).
作者单位：烟台市海洋经济研究院
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