CN106204309A - 基于物联网的水产品精细化养殖管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于物联网的水产品精细化养殖管理系统，属于水产品养殖技术领域；所述的环境监控模块包含溶解液传感器、水温传感器、水位传感器、光照传感器；所述的自动控制模块包含增氧模块、增排水模块、喂食模块；所述的病情管理模块包含病情咨询模块和病情诊治模块；所述的养殖分析模块包含饲料分析模块、喂养情况分析模块和成本分析模块；所述的水产品质量安全追溯模块信息管理系统、查询追溯系统和数据分析系统。实现水海产品全过程追溯，提高食品安全性和市场竞争力；一旦水海产品出现质量安全问题，能及时找出原因，有的放矢召回问题水海产品，将损失降至最低；有助于健全质量管理体系，提高产品质量和管理水平。

Description

基于物联网的水产品精细化养殖管理系统

技术领域

本发明涉及水产品养殖技术领域，具体涉及基于物联网的水产品精细化养殖管理系统。

背景技术：

海洋和淡水渔业生产的动植物及其加工产品的统称。鲜活水产品，分为鱼、虾、蟹、贝四大类，鱼类有鲈、鲑、甲鱼、鳗、石斑、黄鲳、左口、真鲷、三纹鱼等；虾类有澳洲、新西兰大龙虾、台湾草虾、竹节虾、沼虾、河虾；蟹类有中华绒鳌蟹、美国珍宝蟹、皇帝蟹、膏蟹、清蟹等；贝类有加拿大象鼻蚌、蛏、蚝、蛤等。

水产品要长期贮藏，就必须经过冻结处理。冻结方法很多，主要有空气冻结、盐水浸冻结和平板冻结等。在我国，绝大多数采用空气冻结法。近年来，平板冻结法发展较快，冻结间的温度在-25℃以下，鱼体中心温度降至-15℃后，移入库温为-18℃以下的冷藏间冷藏，保藏时间为6个～9个月。水产品在冷藏过程中所发生的变化与冷却保藏时基本相同，主要是鱼体的颜色、组织结构和重量发生变化等，但在冷藏过程中的一切变化都极其缓慢

水产业是我国最早进行市场化改革的领域。目前泰宏食品改革开放初期，中国从基本国情出发，确立了“以养为主”的发展方针，改革经营管理体制，调整产业结构，加大基础建设投入，加强资源养护，依靠科技进步，走出了一条具有本国特色的水产业发展道路。过去十年，中国水产品总产量增长了9倍；人均占有量增长了7.2倍，是世界平均水平的两倍。实现了“以捕为主”向“以养为主”的历史性转变，养殖产量占水产品总产量的比重提高到近70%,养殖区域从中东部延伸到西部各个省份。改革开放以来中国水产业发展的一个重大特征和成果是外向型水产业迅速发展，国际化程度显著提高，有效利用国内外两个市场、两种资源的能力不断增强。远洋渔业起步并迈入了世界前列，外向型水产业迅速发展，水产品出口已达到100亿美元，年均出口额增速高于同期农产品近5个百分点。中国水产品出口已经跃居世界首位，约占世界水产品贸易总额的10%。过去十年,中国水产品进口量年均增长17%。特别是中国加入WTO后，水产品出口贸易进入了更快的发展阶段，形成了以国内自产水产品出口为主、来进料加工相结合的水产品国际贸易格局，进一步带动了水产品生产的发展和结构优化，提升了国际竞争力。

在国际上，水海产品质量安全可追溯体系是国际市场对产品质量安全管理的基本要求，也是境外官方机构对质量安全管理检查评估的重要内容。在欧美等发达国家，对水海产品质量安全追溯体系的管理要求，大多基于企业诚信管理为基础，如美国要求种植养殖企业实施良好农业规范（GAP）、水产品生产企业必须建立一套HACCP管理体系；欧盟强调从“农田到餐桌”的全过程食品安全监控，突出政府、企业、消费者共同参与的监督作用，在管理手段上则是采用“风险分析”作为农产品质量安全监管的基本模式，官方管理则是在各生产环节企业实施抽查，利用现代信息技术强化水海产品质量安全可追溯管理要求。

而我国目前现状，一方面水海产品质量安全追溯涉及饲料、种苗、兽药、养殖、加工、流通和出口等多个管理部门，另一方面渔业基础薄弱、点多面广，疫情疫病防治能力弱，企业质量安全诚信意识不强，管理盲点、盲区不同程度存在，利用现代信息技术，建立覆盖水海产品生产全过程质量安全监控与追溯体系，提升政府各级管理部门监管效能，建立水海产品公共信息服务体系，为水海产品企业提供面向国内外市场的综合信息服务等显得尤为迫切和重要。

发明内容

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种设计合理、提高产品附加值、提升企业价值的基于物联网的水产品精细化养殖管理系统。

本发明的基于物联网的水产品精细化养殖管理系统，它包含环境监控模块、视频监控模块、自动控制模块、病情管理模块、养殖分析模块和水产品质量安全追溯模块；所述的环境监控模块、视频监控模块、自动控制模块、病情管理模块、养殖分析模块和水产品质量安全追溯模块相互连接；所述的环境监控模块包含溶解液传感器、水温传感器、水位传感器、光照传感器；所述的自动控制模块包含增氧模块、增排水模块、喂食模块；所述的病情管理模块包含病情咨询模块和病情诊治模块；所述的养殖分析模块包含饲料分析模块、喂养情况分析模块和成本分析模块；所述的水产品质量安全追溯模块信息管理系统、查询追溯系统和数据分析系统。

作为优选，所述的视频监控模块是以水海产品加工过程各项活动为监控对象，基于HACCP原理和方法来识别、评价和控制水海产品加工阶段的关键危害点以及控制内容，包括加工原料、辅料是否符合要求，以及加工用水、加工添加剂、加工环境等数据采集，另外还需要监控的关键控制信息有加工时间，保存时间、关键工序名称、关键工序卫生情况，包装类型和时间。水海产品加工环节信息监控以加工工作流程监控、加工环境监控为主，针对于水海产品加工厂的基础设施、管理手段与信息化水平的不同，水海产品加工环节信息监控内容也会不同。

作为优选，所述的水产品质量安全追溯模块通过基于质量安全追溯服务平台的追溯服务体系的建设与推广，为职能政府部门提供实时有效的监管手段，同时将分布在不同地区的农业企业连接在一起，远程进行行业内信息发布和业务数据传输，实现资源的合理配置，为消费者提供一个可见的查询窗口，有选择的购买有质量保障的农产品。要确保农产品质量安全追溯体系的可持续发展，必须建立权威的信息服务平台，对全程信息进行分析处理，为不同主体提供有价值的参考信息，吸引社会广泛参与。最终将全面建成“产地准出，市场准入，标志溯源，实时监控，消费安全”的农产品质量安全监管与追溯新模式。

作为优选，所述的环境监控模块以水海产品生长环境参数为监控对象，主要包括水域温湿度监控、空气温室度监控、光照强度监控、水域PH值监控，具体监控内容需要针对水海产品养殖基地的基础设施、管理手段与信息化水平确定；通过对以上信息的监控，可以为水海产品质量安全监控与追溯提供数据基础。

本发明中水海产品的流通涉及到存储与运输，由于涉及环节较多，情况复杂，监控较为困难，需要综合技术与管理手段，才能取得显著效果。水海产品在仓库环境欠佳的情况下，更应该减少存储时间。水海产品出入库时，需集成RFID、二维条码等信息技术，配备一定的管理规范，跟踪与记录每批水海产品的出入库时间、入库区位、货架、货位，经过系统处理后形成库存信息。除此之外，在运输过程中，需要监控运输过程中的温度、湿度等信息，并跟踪运输路线，以判断运输条件是否符合农产品的要求，同时也可以为水海产品质量安全监控与追溯提供数据资源。

通过建立从水海产品进场、检疫及产品交易的全程信息采集与管理，达到水海产品销售的信息采集要求。以水海产品养殖加工基地交易凭证为水海产品来源依据，以批发市场交易凭证为水海产品流向依据，以RFID卡为信息传递载体（卡证同行），确保来源与流向信息相关联，上连农产品加工企业、供应商，下接零售摊位经营业户。大中型批发市场交易批发以电子结算为原则。在批发市场内设置场内交易摊位的，必须与批发交易信息相对接，采用标签电子秤打印零售凭证。

农产品批发市场的工作人员，通过信息上传功能，将农产品来源、流向等信息、农产品质量等业务数据及时上传至数据中心，为各系统提供数据支持，同时保证了水海产品从养殖到销售整个供应链中各种信息的无缝衔接。

本发明整合国内现有农业环境、农作物生理监测传感器技术与产品，实现土壤（温度、湿度、PH值、电导率等）、空气（温度、湿度、光照等）环境参数、无土栽培养液成分、农作物生长、生理信息的综合信息感知，并分析环境因子与作物叶片氮素含量、叶绿素含量、类胡萝卜素等生理指标的变化规律，建立作物生长动态模型。

1）空气感知：采用空气温度、湿度、光照度、CO2浓度传感器实现大气环境参数精确感知。

2）土壤感知：包括土壤养分、物理量监测，采用土壤养分传感器监测土壤中氮磷钾和有机质分布等，采用土壤温湿度传感器监测土壤温度、湿度。

3）营养液成分感知：采用水质传感器测量pH值，温度、电导率、液位等基本水质参量以及EC浓度值。

4）作物本体感知：采用视频图像采集系统，对作物形态进行监控，获取株高、叶面指数、生长情况、成熟度、病虫害等信息。

本发明的有益效果：实现水海产品全过程追溯，提高食品安全性和市场竞争力；一旦水海产品出现质量安全问题，能及时找出原因，有的放矢召回问题水海产品，将损失降至最低；有助于健全质量管理体系，提高产品质量和管理水平；满足国外对进口食品的可追溯要求，跨越贸易壁垒，促进产品出口；有助于提高消费者对企业的信任度，树立良好社会形象。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1是本发明的结构示意图；

图中：

环境监控模块1、视频监控模块2、自动控制模块3、病情管理模块4、养殖分析模块5、水产品质量安全追溯模块6、溶解液传感器11、水温传感器12、水位传感器13、光照传感器14、增氧模块31、增排水模块32、喂食模块33、病情咨询模块41、病情诊治模块42、饲料分析模块51、喂养情况分析模块52、成本分析模块53、信息管理系统61、查询追溯系统62、数据分析系统63。

具体实施方式

如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含环境监控模块1、视频监控模块2、自动控制模块3、病情管理模块4、养殖分析模块5和水产品质量安全追溯模块6；所述的环境监控模块1、视频监控模块2、自动控制模块3、病情管理模块4、养殖分析模块5和水产品质量安全追溯模块6相互连接；所述的环境监控模块1包含溶解液传感器11、水温传感器12、水位传感器13、光照传感器14；所述的自动控制模块3包含增氧模块31、增排水模块32、喂食模块33；所述的病情管理模块4包含病情咨询模块41和病情诊治模块42；所述的养殖分析模块5包含饲料分析模块51、喂养情况分析模块52和成本分析模块53；所述的水产品质量安全追溯模块6信息管理系统61、查询追溯系统62和数据分析系统63。

作为优选，所述的视频监控模块2是以水海产品加工过程各项活动为监控对象，基于HACCP原理和方法来识别、评价和控制水海产品加工阶段的关键危害点以及控制内容，包括加工原料、辅料是否符合要求，以及加工用水、加工添加剂、加工环境等数据采集，另外还需要监控的关键控制信息有加工时间，保存时间、关键工序名称、关键工序卫生情况，包装类型和时间。水海产品加工环节信息监控以加工工作流程监控、加工环境监控为主，针对于水海产品加工厂的基础设施、管理手段与信息化水平的不同，水海产品加工环节信息监控内容也会不同。

作为优选，所述的水产品质量安全追溯模块6通过基于质量安全追溯服务平台的追溯服务体系的建设与推广，为职能政府部门提供实时有效的监管手段，同时将分布在不同地区的农业企业连接在一起，远程进行行业内信息发布和业务数据传输，实现资源的合理配置，为消费者提供一个可见的查询窗口，有选择的购买有质量保障的农产品。要确保农产品质量安全追溯体系的可持续发展，必须建立权威的信息服务平台，对全程信息进行分析处理，为不同主体提供有价值的参考信息，吸引社会广泛参与。最终将全面建成“产地准出，市场准入，标志溯源，实时监控，消费安全”的农产品质量安全监管与追溯新模式。

作为优选，所述的环境监控模块1以水海产品生长环境参数为监控对象，主要包括水域温湿度监控、空气温室度监控、光照强度监控、水域PH值监控，具体监控内容需要针对水海产品养殖基地的基础设施、管理手段与信息化水平确定；通过对以上信息的监控，可以为水海产品质量安全监控与追溯提供数据基础。

本具体实施方式中水海产品的流通涉及到存储与运输，由于涉及环节较多，情况复杂，监控较为困难，需要综合技术与管理手段，才能取得显著效果。水海产品在仓库环境欠佳的情况下，更应该减少存储时间。水海产品出入库时，需集成RFID、二维条码等信息技术，配备一定的管理规范，跟踪与记录每批水海产品的出入库时间、入库区位、货架、货位，经过系统处理后形成库存信息。除此之外，在运输过程中，需要监控运输过程中的温度、湿度等信息，并跟踪运输路线，以判断运输条件是否符合农产品的要求，同时也可以为水海产品质量安全监控与追溯提供数据资源。

通过建立从水海产品进场、检疫及产品交易的全程信息采集与管理，达到水海产品销售的信息采集要求。以水海产品养殖加工基地交易凭证为水海产品来源依据，以批发市场交易凭证为水海产品流向依据，以RFID卡为信息传递载体（卡证同行），确保来源与流向信息相关联，上连农产品加工企业、供应商，下接零售摊位经营业户。大中型批发市场交易批发以电子结算为原则。在批发市场内设置场内交易摊位的，必须与批发交易信息相对接，采用标签电子秤打印零售凭证。

农产品批发市场的工作人员，通过信息上传功能，将农产品来源、流向等信息、农产品质量等业务数据及时上传至数据中心，为各系统提供数据支持，同时保证了水海产品从养殖到销售整个供应链中各种信息的无缝衔接。

本具体实施方式整合国内现有农业环境、农作物生理监测传感器技术与产品，实现土壤（温度、湿度、PH值、电导率等）、空气（温度、湿度、光照等）环境参数、无土栽培养液成分、农作物生长、生理信息的综合信息感知，并分析环境因子与作物叶片氮素含量、叶绿素含量、类胡萝卜素等生理指标的变化规律，建立作物生长动态模型。

1）空气感知：采用空气温度、湿度、光照度、CO2浓度传感器实现大气环境参数精确感知。

2）土壤感知：包括土壤养分、物理量监测，采用土壤养分传感器监测土壤中氮磷钾和有机质分布等，采用土壤温湿度传感器监测土壤温度、湿度。

3）营养液成分感知：采用水质传感器测量pH值，温度、电导率、液位等基本水质参量以及EC浓度值。

4）作物本体感知：采用视频图像采集系统，对作物形态进行监控，获取株高、叶面指数、生长情况、成熟度、病虫害等信息。

本具体实施方式实现水海产品全过程追溯，提高食品安全性和市场竞争力；一旦水海产品出现质量安全问题，能及时找出原因，有的放矢召回问题水海产品，将损失降至最低；有助于健全质量管理体系，提高产品质量和管理水平；满足国外对进口食品的可追溯要求，跨越贸易壁垒，促进产品出口；有助于提高消费者对企业的信任度，树立良好社会形象。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.基于物联网的水产品精细化养殖管理系统，其特征在于它包含环境监控模块、视频监控模块、自动控制模块、病情管理模块、养殖分析模块和水产品质量安全追溯模块；所述的环境监控模块、视频监控模块、自动控制模块、病情管理模块、养殖分析模块和水产品质量安全追溯模块相互连接；所述的环境监控模块包含溶解液传感器、水温传感器、水位传感器、光照传感器；所述的自动控制模块包含增氧模块、增排水模块、喂食模块；所述的病情管理模块包含病情咨询模块和病情诊治模块；所述的养殖分析模块包含饲料分析模块、喂养情况分析模块和成本分析模块；所述的水产品质量安全追溯模块信息管理系统、查询追溯系统和数据分析系统。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的水产品精细化养殖管理系统，其特征在于所述的视频监控模块是以水海产品加工过程各项活动为监控对象，基于HACCP原理和方法来识别、评价和控制水海产品加工阶段的关键危害点以及控制内容，包括加工原料、辅料是否符合要求，以及加工用水、加工添加剂、加工环境等数据采集，另外还需要监控的关键控制信息有加工时间，保存时间、关键工序名称、关键工序卫生情况，包装类型和时间。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的水产品精细化养殖管理系统，其特征在于所述的水产品质量安全追溯模块通过基于质量安全追溯服务平台的追溯服务体系的建设与推广，为职能政府部门提供实时有效的监管手段，同时将分布在不同地区的农业企业连接在一起，远程进行行业内信息发布和业务数据传输，实现资源的合理配置，为消费者提供一个可见的查询窗口，有选择的购买有质量保障的农产品。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的水产品精细化养殖管理系统，其特征在于所述的环境监控模块以水海产品生长环境参数为监控对象，主要包括水域温湿度监控、空气温室度监控、光照强度监控、水域PH值监控，具体监控内容需要针对水海产品养殖基地的基础设施、管理手段与信息化水平确定。