通信世界网消息（CWW）俗话说，“靠山吃山，靠水吃水”，勤劳的渔民在时代不断变化的过程中，守着渔业的手艺度过年复一年的春夏秋冬。尽管海洋资源丰富，发展深海养殖潜力大，但产业发展整体处于中低端水平，作业方式落后，加快产业转型升级迫在眉睫。
养殖行业面临六大挑战
随着5G、云计算、大数据等新兴技术的发展加快，水产品养殖生命周期中的万物互联也逐步形成，如图1所示。但在传统水产养殖处于数字化转型过程中，养殖行业面临以下挑战。
一是养殖的质量高度依赖于专家和养殖者的经验，缺乏成体系的养殖方法论和科学指标；二是养殖人工依赖度高，整体养殖过程缺乏有效的监控和及时的响应机制，主要对虾的性状表现进行识别，达到预诊断和总结知识库的目的，需要视频实时地处理和预警；三是上游供种公司缺乏对育苗、养殖户的监管，导致养殖户以次充好，养殖质量下降，产量低，药品滥用等现象层出不穷，特别是苗场到养殖户的防掺假苗，预计需要对人的行为进行识别，需要视频实时地处理和预警能力，物流跟踪涵盖整个运输过程中，从苗场全程追溯到餐馆，并防止中途掺假虾；四是乡村地区监控网络建设成本高，水塘和养殖户的占地面积交大，分布不一定集中，铺设专线的成本较为昂贵和不便；五是投毒检测和告警，缺乏针对偷盗、投毒、异常情况的智能监控系统；六是物联网接入复杂，缺乏模型化算法，对需要监测的含氧、水质、水温、光线、土壤熵情、光照、气压雨量等指标缺乏监测设备；七是需要根据模型，实时调节和控制水塘调节系统，实现自动水塘环境的调节。
图1 水产品养殖生命周期中的万物互联
数字化水产养殖开启智慧渔业
九州云整合新一代数字化智能技术，结合4G/5G、边缘技术、IoT技术和AI养殖算法，实现整个产业链上下游的升级整合，建立各品种的产业链数据库覆盖“种质”“苗”“养殖户”“终端市场”全产业链环节，提升产业效率，实现绿色渔业、智慧渔业。
基于云+边两级架构上，构建以下数字化水产养殖平台，依托IoT传感器、视频摄像头等采集终端，结合4G/5G传输管道，集成边缘MEC平台，部署养殖业务管理、养殖专家知识库和AI病害预警系统，实现覆盖“育”“繁”“养”全生命周期的智能水产养殖解决方案，如图2所示。
图2 智慧水产养殖平台整体架构
首先，通过边缘计算实现云边两级部署架构，实现IoT数据的数字化建模、视频预处理和提炼、AI病害响应下沉以及养殖环境智能调节的能力，如图3所示。
图3 智慧水产养殖平台边缘云平台架构
其次，通过低功耗无线数据传输网络子系统等对采集的数据进行稳定传输，低功耗无线数据传输有棚内和棚外两种方式，如图4所示。
图4 智慧水产养殖平台低功耗无线数据传输网络子系统
再次，环境监测子系统通过模型化方式，对需要监测的水质、水温、光线等在线实时监控与分析，如图5所示。
图5 智慧水产养殖平台环境监测子系统
同时，水下虾类行为监视与识别子系统对虾的性状表现进行识别，达到预诊断和总结知识库的目的，利用AI+边缘云技术架构对苗场以及养殖户在生产养殖过程中各种不科学操作，以及病害潜在风险进行线上线下实时监控预警，实现线上实时咨询问诊，降低生产风险、药害残留和水质污染，为实现渔业的全流程溯源和打造高标准水产品牌打好基础。
还有生物信息追溯子系统通过在水缸上印二维码，将信息同步上传系统，在整个运输过程中，从苗场全程追溯到餐馆，并防止中途掺假虾。然后，品控监管系统可以监控种虾、苗场和养殖户三方，对人的行为进行识别，防止从苗场到养殖户的掺假苗等不当行为。
最后，可视化预警子系统通过建模方式，对培育车间及种虾养殖区进行视频监控，并对关键指标进行可视化和预警。
边缘计算在水产养殖中价值显著
九州云边缘智慧数字化水产养殖方案通过构建“种质”“苗”“养殖户”“终端市场”全产业链环节数字化系统，降低人工干预，提升效率；通过4G/5G无线部署方式和边缘技术，实现整体养殖场监控网络和物联网建设成本降低20%；通过基于IoT传感数据构建的虾类病害预诊断能力，有效提升病害发现和预警效率达30%~50%；通过“育”“繁”“养”全程物流溯源监控系统，有效降低防掺假苗率50%。边缘计算在水产养殖中价值显著，如图6所示。
图6 边缘计算为智慧水产带来的价值
图7 九州云边缘智慧数字化水产养殖方案的推广价值显著
在所有水产养殖业中，都存在类似“育”“繁”“养”的过程，在水质检测、气象检测、产品溯源、防假防病、助农惠农等领域，九州云边缘智慧数字化水产养殖方案具备广泛通用性和可复制性，只需要在病害诊断的AI模型上针对不同养殖类型进行修正，即可从虾类养殖移植到其他类型的水产智慧养殖，具备广泛推广价值，如图7所示。
