水產(chǎn)養(yǎng)殖機械推廣應用與思考

時間:2022-07-05 10:42:39

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水產(chǎn)養(yǎng)殖機械推廣應用與思考

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,實現(xiàn)遠程化、信息化、智能化控制的網(wǎng)絡(luò),簡單理解就是人與人、人與物、物與物相連的網(wǎng)絡(luò),是一種集計算機軟硬件技術(shù)、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)、電子應用技術(shù)和無線通訊技術(shù)等為一體的復雜技術(shù)。當前,在機械化水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的典型應用主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

1.1養(yǎng)殖水體的水質(zhì)監(jiān)測

主要是利用不同類型的水質(zhì)傳感器,現(xiàn)場實時檢測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)備和服務器終端,供養(yǎng)殖人員進行參考,以便及時對水體進行管護,改善水質(zhì)環(huán)境,提高養(yǎng)殖效率。

1.2水產(chǎn)養(yǎng)殖機械的自動化或遠程化控制

主要是利用自動控制理論按照養(yǎng)殖人員的設(shè)定,定時定量啟動和關(guān)閉投餌機、曝氣增氧機等設(shè)備,或是根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測的數(shù)據(jù)按需控制增氧機、換水泵及補水泵的啟停,也有的是利用zigbee或6Lowpan等技術(shù)搭建無線網(wǎng)絡(luò),由主控計算機集中對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析處理后,人工或自動發(fā)送遠程指令,對各類水產(chǎn)養(yǎng)殖機械的運行進行精確控制。

1.3水質(zhì)水情的實時預警

主要是按照設(shè)定的具體數(shù)值構(gòu)建預警模型,實時跟蹤監(jiān)測養(yǎng)殖水體的水質(zhì)水情變化與養(yǎng)殖設(shè)備的運行情況。當發(fā)生意外災害、水情驟變或漁機設(shè)備故障時,及時向主控計算機發(fā)送預警信號,并利用GSM/GPRS/CDMA等模塊向養(yǎng)殖人員發(fā)送提醒短信,確保各項應急措施能夠迅速啟動,從而保障漁業(yè)生產(chǎn)安全。

1.4水產(chǎn)養(yǎng)殖的決策指導和追蹤溯源

主要是利用高精度攝像等設(shè)備實時監(jiān)控水產(chǎn)養(yǎng)殖的整個過程,并配合水質(zhì)監(jiān)測等系統(tǒng),依托主控計算機和服務器,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)計決策的理論對多源信息進行融合,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)上對外進行,為遠程專家指導和產(chǎn)品安全監(jiān)管及溯源提供技術(shù)平臺。

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)逐步實現(xiàn)了與機械化水產(chǎn)養(yǎng)殖的融合。但是,在實際的生產(chǎn)實踐中,大多數(shù)的水產(chǎn)養(yǎng)殖戶,特別是中小型養(yǎng)殖戶,對這些技術(shù)的應用積極性并不高,究其原因,主要有以下幾點:

2.1技術(shù)工程體量較大,示范效應難以體現(xiàn)

從走訪調(diào)研的情況看,目前江蘇水產(chǎn)養(yǎng)殖機械物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的示范應用主要集中在規(guī)模化水產(chǎn)養(yǎng)殖中心,依托省、市科技項目支持,聯(lián)合相關(guān)科研院所和高校完成。養(yǎng)殖系統(tǒng)通常由主控計算機進行控制,功能囊括水質(zhì)水情監(jiān)測、自動化精確投飼、智能水體增氧、遠程控制、實時預警和專家決策等多個模塊,整體工程體量較大,現(xiàn)代化程度較高。對于普通的中小型養(yǎng)殖戶而言,門檻過高,學習、復制難度較大,示范輻射效應不明顯。

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),大多是以項目形式,根據(jù)自身情況重新設(shè)計或在傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖機械的基礎(chǔ)上改造完成,屬于訂制產(chǎn)品,無法規(guī)模化批量生成,也無法享受農(nóng)機購置補貼政策。因此,設(shè)備制造成本和工程預算較高,超出了普通養(yǎng)殖戶的預期。

2.3缺乏統(tǒng)一的標準,產(chǎn)品定型和推廣難

眾所周知,在計算機技術(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,隨著一系列標準化協(xié)議的簽訂和友好接口的開放,市場才逐步走向繁榮。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)標準,各研究院所和企業(yè)開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)裝備尚不能實現(xiàn)友好互通,很難定型推廣。如果對系統(tǒng)進行拆分,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)機補貼政策。因此,目前除了溶解氧智能監(jiān)控設(shè)備等水質(zhì)監(jiān)測儀外,基本上沒有其他成熟的物聯(lián)網(wǎng)漁業(yè)機械通過農(nóng)機推廣鑒定。

2.4技術(shù)本身存在一定瓶頸,設(shè)備維護相對繁瑣

水產(chǎn)養(yǎng)殖機械物聯(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)的范圍相對較小,傳輸速率等要求也不高,基本上能夠滿足應用要求。而其他三項核心技術(shù)在實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,這也是整個中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。目前,進口傳感器價格昂貴。國產(chǎn)傳感器產(chǎn)品制造工藝技術(shù)相對落后,品種少,質(zhì)量較差,需要定期進行維護保養(yǎng),還很容易損壞和出現(xiàn)檢測誤差,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,智能決策尚不能對漁業(yè)生產(chǎn)形成科學有效的指導。

3思考與建議

雖然該技術(shù)在應用領(lǐng)域仍然存在一定的困難,但是在當前農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化高速發(fā)展的時期,高效化、智能化、節(jié)約化、精準化仍是農(nóng)業(yè)機械化的發(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)模化、現(xiàn)代化、科學化水產(chǎn)養(yǎng)殖經(jīng)營逐漸成為發(fā)展趨勢,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)依靠其多技術(shù)融合的巨大優(yōu)勢,理應在提高漁業(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)殖機械生產(chǎn)企業(yè)和漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究機構(gòu)應多從推廣應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)濟效益和社會效益。

3.1豐富產(chǎn)品序列,控制銷售價格

農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展歷程是一個從簡到繁,從功能單一到復式作業(yè)的漸變過程,水產(chǎn)養(yǎng)殖機械物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展也應如此。在跟蹤科技前沿的同時,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),也要加快對普通物聯(lián)網(wǎng)漁機的開發(fā)。如能夠定時定量投飼的投餌機、能夠檢測溶氧量不足并自動開啟的增氧機、能夠追蹤災害天氣并發(fā)送短信的預警器等。這些功能單一的水產(chǎn)養(yǎng)殖機械,能夠有效控制物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運用成本,更符合普通養(yǎng)殖戶的實際需要,同時也更方便推廣鑒定,便于農(nóng)機部門示范宣傳,逐步培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)漁機的市場用戶。

3.2簡化操作模式,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)殖機械上的運用,絕大多數(shù)以主控計算機為中心構(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算機上完成,而傳感器等設(shè)備設(shè)施還需要定期進行清洗、養(yǎng)護,這對于當前科技意識差、文化素質(zhì)低、接受新事物能力不強的農(nóng)村勞動者和水產(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界面,研制精確度更高、靈敏度更強、可靠性更好、成本更低、安裝維護更加方便的傳感設(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加強產(chǎn)學研結(jié)合,搭建合作平臺

積極引進水產(chǎn)養(yǎng)殖、自動控制、農(nóng)業(yè)機械、物聯(lián)網(wǎng)和信息化等方面專業(yè)人才,鼓勵企業(yè)與高等院校、科研機構(gòu)通過委托研發(fā)、聯(lián)合研發(fā)、購買技術(shù)等多種方式進行合作交流,充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢作用,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,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)模應用提供技術(shù)支持,為更加科學、系統(tǒng)、高效的指導漁業(yè)生產(chǎn)提供支撐。

3.4建立統(tǒng)一標準,爭取政府扶持

結(jié)合《國家中長期科學與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃(2006-2020年)》和國家物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)標準工作組2016年的《物聯(lián)網(wǎng)標準化白皮書》,盡快建立農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)行業(yè)標準,進一步規(guī)范農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系,更好地指導物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)機和物聯(lián)網(wǎng)漁機的定型、鑒定與推廣,早日將更多的物聯(lián)網(wǎng)漁機納入農(nóng)機購置補貼的范疇,以農(nóng)業(yè)、農(nóng)機惠農(nóng)政策帶動行業(yè)的發(fā)展。同時,還要積極爭取出臺漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策,對各類水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新給予政策傾斜,對示范創(chuàng)新企業(yè)給予獎勵扶持,按照政府引導、企業(yè)投資、市場運作的模式,多渠道籌措資金,加大對技術(shù)研發(fā)的投入,促進行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

作者:周翔 陸 凱 李建南 單位:江蘇省農(nóng)機化服務站