物联网技术在现代渔业的应用

期刊目录网计算机网络论文发表2020-02-12 13:22关注(1)

　　物联网领域的应用随着科技的发展日趋成熟，深入到现代渔业等方面。无线传感器技术成为在渔业船舶作业过程中自动化监测、控制、管理的主要手段。阐述了物联网技术的发展趋势，分析了在智慧海洋领域中的应用，针对物联网技术在渔业船舶油耗这一具体应用作为切入点，探讨渔船油耗在现代渔业现代化的实际意义。

　　[关键词]物联网技术；智慧海洋；渔业船舶油耗

　　1物联网技术在智慧海洋中的应用

　　1.1物联网技术发展趋势

　　物联网简而言之就是一种嵌入了收集，处理和传输数据所需的计算能力的物理对象网络。其应用场景可以十分的丰富多彩，几乎涉及到生活周围的方方面面。例如在监测、控制、优化、创新以及融合这五个数据收集方面。物联网作为被国家纳入“战略新兴产业技术”的产业范畴之一的技术可以看出国家对此行业的认可。近几年，物联网在车队与物流行业、智慧农业、智慧海洋、船联网行业等领域快速发展。信息化时代的技术进步带动着海洋信息化的发展。船舶作为海洋上的主要交通运输工具，自身的动力与陆地上行驶的汽车一样，油耗成本约占运输成本的五六成。对于在渔业作业中的渔船来说，如果能够有效地管理以及检测油耗，就能做到及时规避不合理的油量消耗、油耗异常等情况。

　　1.2智慧海洋

　　21世纪不仅仅是信息化时代，也是海洋的新世纪，法阵海洋领域的新技术、新战略必不可少，以“工业化+信息化”为海洋开发的新战略——智慧海洋工程，这必将会是引领海洋开发新走向的时代选择。物联网在智慧海洋上的快速发展，带动每一艘船舶的发展。在海事背景下，我们可以把集装箱船上的每个箱子不再仅仅是一个箱子，而是看成一台专门在世界各地安全运送货物的计算机。拖船的引擎变成了一个计算机系统，如此类比恰好发生了大量的推进。物联网是数字化转型的门户技术。人工智能，大数据和区块链都依赖于数据有效运行。随着船舶运输成为可能的物理系统上线，它使其物理操作发生的任何地方都可以通过物联网进行数字化和改进。

　　2物联网技术在渔业船舶的应用

　　2.1物联网技术在海运业的应用

　　船对岸连接革命将物联网推向了现代航运的中心，开辟了一个机会世界，渔船使用物联网设备和传感器系统对于普通个体渔民可以帮助获得竞争优势，对于船舶事务管理人员，能够监测船舶内部发动机和机械部件，货物集装箱，车队管理和连接端口等不同的元件通过车载传感器和监控设备，将收集来的数据汇集在一起，传输到岸上的管理中心。面对海量数据使其能够充分利用其潜力，通过物联网和大数据不断地融合分析，管理人员就能实现更有效的运营和决策。海事物联网应用最明显的好处在于它能够优化和简化海上，港口和船队运营的各个方面从数据船舶跟踪和预测性维护到船员本身。

　　2.2船舶信息化的优势

　　随着物联网连接的增加，管理层作为运输经理可以提供大量数据，从中获取洞察力和价值，从而制定数据驱动的业务决策并优化各个层面的运营。其一实时提高运营绩效和安全性，物联网使船东和管理人员能够通过实时监控船上设备和机器来主动处理维护，以查明问题并防止潜在的故障。确保持续和最佳的机械和设备操作不仅可以减少代价高昂的停机时间，还可以提高船员的安全性。其二优化航行计划并降低油耗，燃油成本占船舶总运营成本的50%～60%，具体取决于船舶和服务的类型。船上的传感器和监控设备可以收集船舶性能数据并将其发送到岸上的信息收集管理中心，这反过来可以在规划最节能的路线时为船长和总工程师提供数据依靠、专业指导。确定每条船的最佳速度和发动机配置可能会节省大量燃料和减少碳排放。

　　3渔业船舶油耗监测传感器及网络

　　3.1油耗监测传感器

　　摒弃传统意义上的有线传感器，避免由于船舶机舱的空间有限，且里面还要安放很多设备。会直接导致了传感器的布线变得复杂、困难的问题。也大大增加了传感器传输电线被各种意外情况所破坏的机率。船舶油耗监测系统的全部数据都是来自各个传感器节点，为了达到精确控制的效果，需要在渔船主机副机的油管进出管道上安装多个传感器，然后各类传感器节点在监测渔船油耗数据的时候会将数据进行一定的处理，经过多次跳后路由到汇聚节点，然后通过发送器将数据发送到岸上的数据管理中心进行数据处理，从而达到对渔船油耗监测的目的。船舶油耗监测传感器网络是由许多的布置于不同地方的传感器组成的，根据油耗监测要求选取以下传感器：燃油流量器、主机转速采集器、电容式液位传感器以及船用计程仪等。

　　3.2无线传感器网络收集油耗数据

　　随着船舶信息化的快速发展，无线传感网络技术开始进入人们的视野，通过无线通信形成的一个多跳自组织的船联网模式的网络结构。无线传感网络使得传感器安装、传感器与处理器不再受制于线缆，安装和布置的条件受限程度大大降低。并且由于其功耗消耗少、造价和运营成本低廉及自组网等特点，无线传感网络技术十分适合船舶行业的青睐。所以目前在船舶油耗监测系统中也开始逐步的将带有线缆的传感器改为无线传感器网络来代替。由大量的廉价微型传感器构成采集系统，其廉价的性质降低了在渔船上安装的成本。通常由四个模块组成：传感器模块，采集油耗数据、处理器模块，简单的处理采集到的油耗数据、射频模块，传输到中心数据处理管理平台和能量供应模块，提供各个模块的电源。

　　3.3渔业船舶油耗监测的实际意义

　　油耗成本也是影响各种海洋鱼类市场价格的重要因素。渔业船舶运转所需要的油耗成本占到了渔业船舶运营额度的一半以上。以往的船舶油耗检测是人工进行的，通常是通过船员将数据读取出来，然后手工抄录，再记录到电脑端。但这样一是缺少数据的及时性，也会因为各种各样的情形导致测量误差等。导致测量出来的数据不准确，是渔船营运企业的经济效益受损。目前国内的海洋渔船在同样的作业方式和鱼舱容积情况下，油耗要比国外高出15%左右，对渔船进行油耗监测，能够更好地掌握渔业船舶燃油消耗的数据准确性，制定更合理捕捞作业等航行计划、服务于船舶的节能减排。我国正朝着“资源节约型，环境友好型”的社会发展。船舶的节能减排成为全球航运发展的趋势。所以对于渔业船舶来说，在监测油耗系统的管理下，科学地管理油量消耗的同时，能够有效的减少行驶过程中产生的有害气体，对于整个行业带来良性的循环。降低了渔业成本，减少了资源浪费，降低了废气排放，美化了海洋环境。

　　4结语

　　在过去几年，见证了物联网把各种设备通过网络连接在一起，实现物与物互相连接，互相传输信息，以及数据传输。随着与海上船舶连接的改善，我们将看到物联网服务的爆炸式增长。在船舶油耗监测无线传感器的普及能够加快船舶自动化、信息化的程度，在未来有很好的市场前景。船舶油耗监测传感器和无线网络通信的结合是一项全新的船舶应用技术。传输数据的高精度和实时性为后续船舶油耗监测的大数据进行及时科学的分析，处理提供数据来源的准确性。但是，目前的船舶油耗监测的普及率还不高，对于个体户的渔民来说很难接触到实际意义上的油耗监测装备。我们必须从行动和本质上真正重视渔业信息化，并行之有效地将物联网技术运用到现代渔业船舶应用中，这样才能给渔民朋友们在作业中带来实质性增收、增效。

　　[参考文献]

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　　[4]杨承侃.ZigBee无线传感器网络时间同步算法研究[D].上海：上海交通大学，2015.

　　作者：苏瑞 单位：浙江海洋大学数理与信息学院

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