王海默 于航 朱紹彰 張啟宇 劉峰 王承國(guó)

摘要：海帶（Laminaria japonica）是一種多年生大型食用藻類，育苗是海帶養(yǎng)殖的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與海帶育苗生產(chǎn)融合是海帶養(yǎng)殖育苗產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然選擇。本研究基于相關(guān)的研究成果，從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概念、關(guān)鍵技術(shù)入手，闡述了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀和海帶育苗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的典型架構(gòu)，總結(jié)了近年來(lái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在海帶育苗過(guò)程中的應(yīng)用研究?；趯?duì)現(xiàn)存相關(guān)問(wèn)題的討論與分析，提出提高海帶育苗車間的信息化水平、加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)和軟硬件設(shè)施的研發(fā)能力并加大政府的引導(dǎo)與推動(dòng)作用的對(duì)策建議，以期為海帶育苗智能化生產(chǎn)模式的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；海帶；育苗；監(jiān)測(cè)；產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)

中圖分類號(hào)：S951.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A論文編號(hào)：cjas2021-0081

Research Advances on the Application of the Internet of Things Technology in Kelp Seedling Cultivation

WANG Haimo， YU Hang， ZHU Shaozhang， ZHANG Qiyu， LIU Feng， WANG Chengguo

（Yantai Institute of China Agricultural University， Yantai 264670， Shandong， China）

Abstract： Kelp （Laminaria japonica） is a large perennial edible algae variety， and the cultivation of its seedlings is the basic step in kelp production. It is an inevitable choice to achieve the transformation and upgrading of kelp seedling cultivation by combining it with the Internet of Things （IoT） technology. Based on related research results， the concept and key technologies of the IoT technology are described to elaborate the development status of agricultural IoT and the typical framework of kelp seedling cultivation monitoring system， and the application of the IoT technology in the process of kelp seedling cultivation of the past few years are summarized. Based on the discussion and analysis of the existing problems， the countermeasures are put forward， such as improving the informatization level of kelp seedling industry， reinforcing the research and development ability of related technologies and hardware and software facilities， and strengthening the guiding and promoting role of the government， which can provide reference for the development of intelligent production mode of kelp seedling.

Keywords： Internet of Things Technology； Kelp； Seedling Cultivation； Monitoring； Industrial Transformation and Upgrading

0引言

海帶（Laminaria japonica）是一種常見(jiàn)的大型經(jīng)濟(jì)海藻，在中國(guó)海水養(yǎng)殖業(yè)中具有非常重要的地位[1]。近年來(lái)，海帶養(yǎng)殖技術(shù)快速發(fā)展，其產(chǎn)量大幅增加[2]，2020年中國(guó)海帶養(yǎng)殖總產(chǎn)量達(dá)162萬(wàn)t[3]。中國(guó)海帶育苗技術(shù)的系統(tǒng)性研究自20世紀(jì)50年代開始[4]，現(xiàn)工廠化海帶育苗主要采用3種方法：自然海區(qū)育苗法、人工室內(nèi)育苗法（夏苗培育法）和克隆育苗法，其中，夏苗培育法在中國(guó)海帶生產(chǎn)中的應(yīng)用最為廣泛[5]。

在海帶的育苗過(guò)程中，環(huán)境條件的控制是保障育苗成功的關(guān)鍵[6]，影響其生長(zhǎng)的主要環(huán)境因素是溫度、光照和營(yíng)養(yǎng)鹽[7]。水質(zhì)和光照會(huì)直接影響海帶孢子囊群的形成和孢子囊的發(fā)育程度，決定海帶幼苗的質(zhì)量和成活率。目前，中國(guó)的海帶育苗企業(yè)多采用人工監(jiān)測(cè)環(huán)境指標(biāo)的方法[8]，傳統(tǒng)人工監(jiān)測(cè)方法需要投入大量人力、物力，效率低且測(cè)量結(jié)果誤差較大，而利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可對(duì)海帶育苗的環(huán)境條件進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控與管理，提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，保證苗種正常生長(zhǎng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)已逐步發(fā)展為推動(dòng)海帶養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，提高其智能化發(fā)展水平的關(guān)鍵技術(shù)。

1物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT）的概念于1999年由MIT的Auto-ID實(shí)驗(yàn)室提出。Auto-ID的概念是：以無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）和射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification，RFID）為支撐，將互聯(lián)網(wǎng)與信息傳感設(shè)備連接起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位與管理的功能[9]。2005年，在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)（World Summit on the Information Society， WSIS）上，國(guó)際電信聯(lián)盟（International Telecommunication Union， ITU）正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念[10]。ITU在報(bào)告中指出，物聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)人與物、物與物在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的信息交換。

目前，公認(rèn)的物聯(lián)網(wǎng)概念是以標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議為基礎(chǔ)，將信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通信的智能網(wǎng)絡(luò)[11]，是互聯(lián)網(wǎng)向物體的拓展與延伸。

1.2物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

1.2.1射頻識(shí)別技術(shù)射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）是利用無(wú)線電訊號(hào)獲取物體的物理信息，經(jīng)加工后傳輸?shù)教幚砥鬟M(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以完成對(duì)物體的身份驗(yàn)證和信息獲取的一種農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模化識(shí)別的主要技術(shù)[12-13]。

1.2.2傳感器技術(shù)傳感器可以對(duì)化學(xué)信號(hào)、電信號(hào)、生物信號(hào)等其他形式的多種信號(hào)進(jìn)行觀察或測(cè)量，適用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事等多個(gè)領(lǐng)域。農(nóng)業(yè)中所用的傳感器主要有3類：物性型傳感器、生物傳感器、微機(jī)電傳感器[14]。

1.2.3信息傳輸技術(shù)信息傳輸技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)中傳遞信息的渠道。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中常用的是無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)，包括ZigBee、藍(lán)牙、Wi-Fi等，其通訊距離較短[15]，適合作為前端無(wú)線傳感器的組網(wǎng)形式，其中ZigBee以其低功耗、低成本的特點(diǎn)應(yīng)用最普遍。

1.2.4信息處理技術(shù)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)包含若干個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)的多樣性使數(shù)據(jù)處理較為復(fù)雜。信息處理技術(shù)可以從大量數(shù)據(jù)中提取出有效的內(nèi)容，獲得與目標(biāo)事物相關(guān)的信息[16]。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的主要處理技術(shù)是Map Reduce編程模型與Hadoop架構(gòu)（分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)）[17]。

1.3農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是通過(guò)智能監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程傳輸、智能分析和自動(dòng)化控制等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控與管理，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在適宜生態(tài)條件下進(jìn)行的一項(xiàng)技術(shù)。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于種植業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境[18-19]、資源[20]、生產(chǎn)過(guò)程[21-22]、農(nóng)產(chǎn)品流通與質(zhì)量監(jiān)管[23-27]等環(huán)節(jié)信息的獲取與共享。近年來(lái)，水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)步入了快速發(fā)展期[28]，其應(yīng)用主要體現(xiàn)在養(yǎng)殖水環(huán)境監(jiān)控與區(qū)域管理[29-33]、養(yǎng)殖動(dòng)物飼喂[34-36]與生長(zhǎng)狀況管控[37]、水產(chǎn)品加工、水產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管與溯源[38]等方面。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用滿足了中國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的內(nèi)在需求，促使中國(guó)農(nóng)業(yè)向高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)和安全的方向發(fā)展[39]。

2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在海帶育苗過(guò)程中的應(yīng)用

在海帶育苗過(guò)程中應(yīng)用最為廣泛的是物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)，是利用傳感設(shè)備監(jiān)測(cè)溫度、溶解氧、pH、氨氮等水質(zhì)參數(shù)及光照等環(huán)境因子，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控海帶育苗環(huán)境的目的。

2.1海帶育苗環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

海帶育苗環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的典型架構(gòu)可分為3層：感應(yīng)層、傳輸層、應(yīng)用層[40]，如圖1所示。

感應(yīng)層利用溶解氧、pH、鹽度、光照等環(huán)境因子的傳感器及攝像頭等感知設(shè)備對(duì)海帶育苗車間的水質(zhì)參數(shù)和光照參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。感應(yīng)層是整個(gè)環(huán)境管理系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，功能是采集“物”的相關(guān)信息[41]。

傳輸層主要由以無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN）為基礎(chǔ)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，功能是將感應(yīng)層獲取的育苗車間環(huán)境因子數(shù)據(jù)按照通訊協(xié)議傳輸?shù)竭h(yuǎn)程控制中心。

應(yīng)用層負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，為用戶提供環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析、歷史記錄查詢、預(yù)測(cè)預(yù)警等，允許用戶利用遠(yuǎn)程移動(dòng)客戶端對(duì)海帶育苗設(shè)施進(jìn)行控制。

2.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在海帶育苗水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)流程是：將水溫、鹽度、pH等傳感器采集的信息通過(guò)無(wú)線通信的方式上報(bào)至網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，經(jīng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)對(duì)得到的信息進(jìn)行融合處理后，利用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上報(bào)至遠(yuǎn)程服務(wù)器，育苗技術(shù)人員使用客戶端的服務(wù)器精準(zhǔn)掌握海帶育苗過(guò)程中的各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)[42]。

欒培賢等[43]設(shè)計(jì)的水質(zhì)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)信息層、業(yè)務(wù)處理層和功能表示層三層架構(gòu)的B/S（瀏覽器/服務(wù)器）模式，數(shù)據(jù)信息層中的感知數(shù)據(jù)庫(kù)、專家知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、池塘影像數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)過(guò)業(yè)務(wù)處理層的處理后，在功能表示層以文字、圖標(biāo)、視頻等形式交互，允許用戶使用手機(jī)或網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行環(huán)境數(shù)據(jù)的監(jiān)控和設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。

華芳芳等[44]利用網(wǎng)際組態(tài)軟件WebAccess設(shè)計(jì)了一種物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，用戶可通過(guò)Web瀏覽器查看水質(zhì)的實(shí)時(shí)相關(guān)參數(shù)、控制設(shè)備，或者遠(yuǎn)程連線專業(yè)人員解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題。李新成等[45]設(shè)計(jì)了一種融合水質(zhì)傳感監(jiān)測(cè)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及云計(jì)算等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的水質(zhì)管控系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用手機(jī)模塊將水質(zhì)傳感器測(cè)得的水體環(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)上傳至上位機(jī)進(jìn)行相關(guān)處理，向用戶提供實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)與追溯過(guò)往數(shù)據(jù)的功能；上位機(jī)根據(jù)生產(chǎn)需要，自動(dòng)對(duì)比環(huán)境因子監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與App設(shè)定的環(huán)境因子范圍，進(jìn)行遙控增氧、自動(dòng)投餌、開啟水泵等操作。Huan J等[46]開發(fā)了一種基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow Band Internet of Things， NB-IoT）技術(shù)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)多個(gè)傳感器信息的遠(yuǎn)程采集和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，以NB-IoT為代表的低功耗廣域網(wǎng)（Low Power Wide Area Network， LPWAN）相對(duì)于3G、4G等傳統(tǒng)的無(wú)線通信技術(shù)具有低能耗、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大的優(yōu)點(diǎn)[42]。毛力等[47]設(shè)計(jì)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)引入了信息融合和數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，對(duì)養(yǎng)殖池塘進(jìn)行智能控制和集中管理。

2.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在海帶育苗水質(zhì)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

在實(shí)際海帶育苗生產(chǎn)中，水質(zhì)參數(shù)具有隨機(jī)性、非線性變化、特征復(fù)雜且相互影響的特點(diǎn)，預(yù)測(cè)的難度較大[37]。劉雙印[48]設(shè)計(jì)了最小二乘法支持向量回歸機(jī)（Support Vector Regression， SVR）的水質(zhì)預(yù)測(cè)方法，降低了運(yùn)行時(shí)間（2.3464 s）和均方根誤差MSE（67.9%），將5個(gè)核心預(yù)警指標(biāo)的預(yù)警準(zhǔn)確度均提高至91%以上。笪英云[49]采用支持向量機(jī)水質(zhì)預(yù)測(cè)模型，有效解決了傳統(tǒng)的人工網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)算法網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、推廣能力差的缺點(diǎn)。孟連子[50]結(jié)合支持向量回歸機(jī)和網(wǎng)絡(luò)搜索法，尋找最佳分類參數(shù)，對(duì)不同程度的水質(zhì)污染情況的預(yù)警精度在92%以上。

盡管近幾年來(lái)水質(zhì)環(huán)境預(yù)測(cè)已成為智慧水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，但這類模型大多只能在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行，在實(shí)際海帶育苗生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用較少，仍需結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)一步探索。

2.4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在海帶育苗光照強(qiáng)度監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

目前，中國(guó)對(duì)海帶育苗過(guò)程中光照強(qiáng)度的監(jiān)測(cè)工作普遍由人工完成。穆元杰等[8]設(shè)計(jì)的一套海帶育苗光照強(qiáng)度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，有效解決了海帶育苗過(guò)程中傳統(tǒng)光照強(qiáng)度監(jiān)測(cè)方法非實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確度低的問(wèn)題。該系統(tǒng)架構(gòu)包括：信息感知層、數(shù)據(jù)傳輸層和系統(tǒng)應(yīng)用層。信息感知層的光照強(qiáng)度采集節(jié)點(diǎn)具有準(zhǔn)確采集光照，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，將電信號(hào)轉(zhuǎn)化成光照強(qiáng)度的具體數(shù)值并將其傳輸?shù)较乱粚哟蔚墓δ堋?shù)據(jù)傳輸層由網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)組成，負(fù)責(zé)收集采集節(jié)點(diǎn)的信號(hào)，通過(guò)以太網(wǎng)或分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service，GPRS）將信號(hào)解析并傳遞至應(yīng)用平臺(tái)，用戶在監(jiān)測(cè)平臺(tái)上完成實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程控制數(shù)據(jù)上傳頻率、添加或刪除光強(qiáng)采集節(jié)點(diǎn)的功能。

杜興林等[51]設(shè)計(jì)的海帶育苗光照強(qiáng)度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其通信方式包括Wi-Fi通信、無(wú)線局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)通信方式。該系統(tǒng)為三層架構(gòu)體系，將太陽(yáng)能氣象站和光照強(qiáng)度傳感器獲得的數(shù)據(jù)信息在采集節(jié)點(diǎn)的處理器中降噪之后匯集到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，最終傳輸?shù)阶孕性O(shè)計(jì)的移動(dòng)終端App中，提供便捷、高效、同步監(jiān)測(cè)光照強(qiáng)度的功能。于宵漢[52]將海帶育苗水質(zhì)監(jiān)測(cè)模塊與光照強(qiáng)度監(jiān)測(cè)模塊結(jié)合，設(shè)計(jì)了一種B/S架構(gòu)下基于Web的海帶育苗環(huán)境綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。尚明華等[53]設(shè)計(jì)了一種海帶育苗光照監(jiān)測(cè)與報(bào)警裝置，實(shí)現(xiàn)當(dāng)光照強(qiáng)度超過(guò)限定范圍時(shí)自動(dòng)報(bào)警的功能。

表1列舉了上述幾種有代表性的海帶育苗環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)其通信方式、測(cè)試結(jié)果、應(yīng)用層設(shè)計(jì)和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)。

3存在的問(wèn)題

3.1海帶養(yǎng)殖育苗產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)模式落后

現(xiàn)代化海帶養(yǎng)殖育苗模式是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)[54]。中國(guó)海帶養(yǎng)殖業(yè)以小規(guī)模生產(chǎn)模式為主，仍處于粗放型生產(chǎn)階段，組織化、機(jī)械化程度較低。海帶育苗生產(chǎn)基地大多位于海邊，位置偏遠(yuǎn)，供電及網(wǎng)絡(luò)通信條件較差，難以滿足以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為代表的新興信息技術(shù)的應(yīng)用條件。且中國(guó)能夠兼顧物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)備運(yùn)營(yíng)維護(hù)和育苗生產(chǎn)的專業(yè)技術(shù)人員很少，基層育苗工人普遍文化水平較低，多依靠經(jīng)驗(yàn)完成生產(chǎn)工作，缺乏物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識(shí)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用意識(shí)薄弱，一定程度上限制了現(xiàn)代化海帶養(yǎng)殖模式的發(fā)展。

3.2關(guān)鍵設(shè)施和技術(shù)的自主研發(fā)能力薄弱

中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)能力與數(shù)據(jù)分析模型成熟度較低。盡管某些科研單位，如中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)科院和國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程中心等已經(jīng)開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備的研究工作[15]，但物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在海帶育苗中的應(yīng)用大多還處于試驗(yàn)階段[54]，相關(guān)軟硬件設(shè)施和育苗生產(chǎn)的融合度不高，傳感器設(shè)備及相關(guān)應(yīng)用軟件的研發(fā)理念較為落后。且海帶育苗環(huán)境較為復(fù)雜，對(duì)信息傳感設(shè)備的性能和系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求較高，育苗企業(yè)所使用的傳感器主要依賴于進(jìn)口，核心設(shè)備的研發(fā)能力與發(fā)達(dá)國(guó)家仍有較大差距，難以達(dá)到海帶養(yǎng)殖育苗產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的需求。

3.3缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及資金支持

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用起步較晚，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)全面、規(guī)范的管理。海帶育苗企業(yè)、相關(guān)科研單位的基礎(chǔ)設(shè)施無(wú)法兼容共享，只能在各自平臺(tái)上自主進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用研究，不利于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。且在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，由于開發(fā)者未能很好地兼顧效能和成本，且軟件開發(fā)、運(yùn)營(yíng)和育苗車間傳感器、監(jiān)控設(shè)備等硬件設(shè)備的配置、維護(hù)等都需要消耗大量的資金，給企業(yè)和個(gè)人帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。海帶育苗企業(yè)大多不愿在未見(jiàn)效益的情況下投入大量資金，養(yǎng)殖成本的增加在一定程度上制約了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在海帶育苗領(lǐng)域的推廣。

4對(duì)策建議

4.1提升海帶育苗車間的物聯(lián)網(wǎng)信息化水平

全面提升海帶育苗車間的物聯(lián)網(wǎng)信息化水平，改善物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境，是推動(dòng)規(guī)?；?、現(xiàn)代化、精準(zhǔn)化海帶養(yǎng)殖模式發(fā)展的必要支撐。針對(duì)中國(guó)海帶育苗領(lǐng)域小規(guī)模經(jīng)營(yíng)的現(xiàn)狀，應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大海帶育苗企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模，提高育苗車間的供電條件、擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，加強(qiáng)信息化基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，如配置環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備、智能控制設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等，并搭建數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在海帶養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用創(chuàng)造良好的條件。

4.2加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和相關(guān)設(shè)施的自主研發(fā)能力

結(jié)合海帶育苗生產(chǎn)的實(shí)際，加大物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備的研發(fā)力度是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)市場(chǎng)化發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。重視基礎(chǔ)技術(shù)的研究創(chuàng)新，研發(fā)高靈敏度、高穩(wěn)定性、低功耗的國(guó)產(chǎn)化傳感器。此外，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可根據(jù)設(shè)定的環(huán)境參數(shù)閾值，結(jié)合當(dāng)前參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自動(dòng)控制相關(guān)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化培育生產(chǎn)。例如，當(dāng)海帶育苗車間的光照強(qiáng)度超出適宜范圍時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)控制打開遮光設(shè)備，使得光照強(qiáng)度保持在適合幼苗生長(zhǎng)的區(qū)間內(nèi)，以保證其正常的生長(zhǎng)發(fā)育。同時(shí)在海帶育苗生產(chǎn)中增加環(huán)境指標(biāo)采集節(jié)點(diǎn)的種類，如空氣溫度/濕度采集節(jié)點(diǎn)、二氧化碳濃度采集節(jié)點(diǎn)、氨氣濃度采集節(jié)點(diǎn)等。多樣的環(huán)境因子采集節(jié)點(diǎn)使系統(tǒng)能夠更加全面地監(jiān)測(cè)海帶育苗車間內(nèi)的各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)，為養(yǎng)殖育苗企業(yè)提供穩(wěn)定、可靠的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以供養(yǎng)殖者更加全面地掌握海帶育苗車間的具體環(huán)境狀況。同時(shí)，使用低功耗、大容量的LPWAN和5G等新一代通信技術(shù)并降低其使用成本，充分利用大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘、人工智能等技術(shù)加強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)重要環(huán)境參數(shù)的智能預(yù)判、預(yù)警能力，也是海帶育苗物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。

4.3加大政府的引導(dǎo)與推動(dòng)作用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的高新技術(shù)，應(yīng)用基礎(chǔ)較為薄弱，且一次性投入成本較高。當(dāng)前海帶養(yǎng)殖育苗產(chǎn)業(yè)信息化程度低、產(chǎn)出效益不高、市場(chǎng)化運(yùn)作不完善且養(yǎng)殖者薪資待遇較低，在此情況下政府應(yīng)率先建立一批海帶苗種培育的物聯(lián)網(wǎng)示范工程，并給予試點(diǎn)企業(yè)資金補(bǔ)貼與技術(shù)支持，以推動(dòng)信息化設(shè)備與海帶育苗生產(chǎn)的結(jié)合。此外，中國(guó)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)工作組應(yīng)建立完善的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在海帶育苗領(lǐng)域的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化、云計(jì)算化數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，以保障科研院所和海帶育苗企業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)能利用現(xiàn)有的生產(chǎn)信息和數(shù)據(jù)更加高效地開展相關(guān)研究工作，加快海帶養(yǎng)殖規(guī)范化、精準(zhǔn)化的進(jìn)程。針對(duì)專業(yè)技術(shù)人才缺乏的問(wèn)題，漁業(yè)部門可開展物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，并牽頭組織育苗企業(yè)或個(gè)體養(yǎng)殖戶到示范基地交流學(xué)習(xí)。同時(shí)，在高校實(shí)施相關(guān)的培養(yǎng)方案，并對(duì)到基層就業(yè)的高校畢業(yè)生和其他有技術(shù)背景的高素質(zhì)人才提供優(yōu)良待遇與薪資補(bǔ)貼，以吸引更多人才，推動(dòng)海帶育苗物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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