我國實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖專用傳感器國產(chǎn)化，成本降至千元

　　據(jù)統(tǒng)計，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)20多年居世界第一，約占世界總產(chǎn)量的60%。但現(xiàn)實是，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖裝備數(shù)字化程度低，實時精準(zhǔn)測控技術(shù)缺乏，導(dǎo)致勞動生產(chǎn)率和資源利用率低、勞動強度大、養(yǎng)殖風(fēng)險高，嚴(yán)重制約了我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。對此，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院李道亮教授及其團隊歷經(jīng)20多年，主持完成了“水產(chǎn)集約化養(yǎng)殖精準(zhǔn)測控關(guān)鍵技術(shù)與裝備”項目。該項目實現(xiàn)了水產(chǎn)養(yǎng)殖專用傳感器的國產(chǎn)化，原來的傳感器要1萬多塊錢，傳感器實現(xiàn)國產(chǎn)化后，制造成本只需要一兩千塊錢。

相關(guān)水產(chǎn)養(yǎng)殖專用傳感器，資料圖

　　據(jù)了解，目前，我國水產(chǎn)集約化高效養(yǎng)殖面臨三大科學(xué)難題：一是我國水產(chǎn)養(yǎng)殖水體富營養(yǎng)化程度高，水生生物富集，對傳感器精度的擾動大，現(xiàn)有傳感技術(shù)難以實現(xiàn)長時間在線準(zhǔn)確測量；二是魚類水質(zhì)、營養(yǎng)、病害之間耦合關(guān)系復(fù)雜，魚類生長精準(zhǔn)調(diào)控計算難度極大；三是我國水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境多樣、信號干擾大，從信息感知到傳輸再到處理控制全環(huán)節(jié)的系統(tǒng)集成復(fù)雜度非常高，水產(chǎn)養(yǎng)殖實時精準(zhǔn)控制極其困難。

　　該科研項目根據(jù)水產(chǎn)養(yǎng)殖的實際場景，研發(fā)出多種自動投喂模型，投餌機和投喂模型的結(jié)合，實現(xiàn)了精準(zhǔn)變量投喂，以此減少了餌料的浪費和水質(zhì)的污染。李道亮介紹說，魚在晚上三四點時最容易缺氧，過去漁民需要起夜巡航，精準(zhǔn)增氧后農(nóng)民就不必起夜巡航了，直接通過手機APP對整個漁場進行風(fēng)險預(yù)警巡航。此外，包含傳感器、采集器、云平臺、終端等完整的體系，實現(xiàn)了資源的節(jié)約，不僅提高了養(yǎng)殖密度，還減少了水質(zhì)污染，提高了水產(chǎn)品安全。目前，已在全國23個省市推廣應(yīng)用，自主研發(fā)的傳感器還走向了世界25個國家。

相關(guān)水產(chǎn)養(yǎng)殖專用傳感器設(shè)備，資料圖

　　李道亮教授的重要創(chuàng)新成果及其科學(xué)價值或社會經(jīng)濟意義首先在于實現(xiàn)了富營養(yǎng)化養(yǎng)殖水體濁度、葉綠素寬范圍、高穩(wěn)定準(zhǔn)確測量；其次，構(gòu)建了多參數(shù)信息融合的傳感器自校準(zhǔn)、自識別智能變送方法，實現(xiàn)了海水、淡水、半咸水等實現(xiàn)了不同應(yīng)用場景下傳感器精準(zhǔn)測量。第三，對富營養(yǎng)水體條件下水質(zhì)在線精準(zhǔn)檢測和傳感器的國產(chǎn)化有重要理論價值和實際指導(dǎo)意義；第四，為實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖精準(zhǔn)智能調(diào)控提供了關(guān)鍵的理論和方法支撐，提升了我國水產(chǎn)養(yǎng)殖精準(zhǔn)測控研究的國際影響力；第五，創(chuàng)建了陸基工廠和池塘養(yǎng)殖兩種模式從孵化到養(yǎng)成全程實時精準(zhǔn)測控系統(tǒng)，開展了大規(guī)模實驗驗證與應(yīng)用，取得了巨大的經(jīng)濟和社會效益。

　　2020年，團隊將重點在廣州南沙區(qū)300畝實驗基地開展無人漁場技術(shù)研究工作，關(guān)鍵技術(shù)包括傳感器、人工智能、機器人、無人機、5G等新一代信息技術(shù)的系統(tǒng)集成，將實現(xiàn)清理、放苗、飼養(yǎng)、管理、收獲養(yǎng)殖全程無人化，讓新一代農(nóng)民實現(xiàn)快樂高科技養(yǎng)魚。

　　目前，水產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)面對著極大的市場發(fā)展空間，也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在漁業(yè)裝備升級過程中，大型制造商的參與程度還很低，表現(xiàn)在沒有大型傳感器生產(chǎn)制造企業(yè)，沒有大型的農(nóng)業(yè)裝備提供商。以傳感器為例，目前市場上的絕大多數(shù)傳感器存在著機理不清、材料和制造工藝不過關(guān)等問題。實現(xiàn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)和重大關(guān)鍵技術(shù)的突破依舊任重道遠(yuǎn)。