水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)械推廣應(yīng)用與思考
時(shí)間:2022-07-05 10:42:39
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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)模化水產(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
結(jié)合《國家中長(zhǎng)期科學(xué)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(biāo)準(zhǔn)工作組2016年的《物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化白皮書》,盡快建立農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)一步規(guī)范農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系,更好地指導(dǎo)物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)漁機(jī)的定型、鑒定與推廣,早日將更多的物聯(lián)網(wǎng)漁機(jī)納入農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼的范疇,以農(nóng)業(yè)、農(nóng)機(jī)惠農(nóng)政策帶動(dòng)行業(yè)的發(fā)展。同時(shí),還要積極爭(zhēng)取出臺(tái)漁業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策,對(duì)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(duì)示范創(chuàng)新企業(yè)給予獎(jiǎng)勵(lì)扶持,按照政府引導(dǎo)、企業(yè)投資、市場(chǎng)運(yùn)作的模式,多渠道籌措資金,加大對(duì)技術(shù)研發(fā)的投入,促進(jìn)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(jī)化服務(wù)站