物联网期末作业

浙江财经大学东方学院《物联网概论》期末课程论文论文题目：物联网在养殖业中的应用

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摘要：智能养殖业由信息技术支持的根据空间变异,定位定时定量地实施一整套现代化养殖操作技术与管理的系统。物联网是以电子标签和电子编码( EPC )为基础, 建立在互联网基础上的实物互联网络, 其宗旨是实现全球实物信息的实时共享和互通。高效地利用各类智能养殖资源,取得经济效益和环境效益。本文将对物联网在能现代养殖业中的应用进行研究。

关键词：物联网；智能养殖业

1.引言

民以食为天，近年来，食品质量安全问题频发，农产品质量安全已经成为社会各界关注的焦点。农产品生产企业，流通企业，加工企业质量管理信息系统的缺失，是产生农产品质量安全问题的根本原因之一。因此，基于物联网搭

建农产品供应链质量管理信息系统，能提高生态农业园内部的管理效率，加强农业生产，加工，运输到销售等全流程数据共享与透明管理，实现农产品全流程可追溯，对提高农产品的品牌建设进而增加农产品附加值，保证农产品质量安全具有十分重大的意义。

物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第3次浪潮。近年来，随着智能农业、精准农业的发展，智能感知芯片、移动嵌入式系统等物联技术在现代农业中的应用逐步拓宽，通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗和对农田环境的影响，获取精确的养殖环境和养殖信息，从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备，足不出户就可以监测到农田信息，实现科学监测、科学养殖，促进了现代养殖业发展方式的转变。将物联网应用于养殖业，养殖业物联网技术的应用可以更好地控制农畜禽的生长环境，使之能够更好地适应环境的生长，提高畜牧的产量和品质，有利于实现畜牧的稳定生产。养殖业物联网技术的推广应用，也是养殖业现代化水平的一个重要标志。养殖业物联网的快速发展，将会为中国养殖业发展与世界同步提供一个国际领先的全新的平台，也必将为传统养殖业改造升级起到巨大的推动作用。

2.物联网技术在现代养殖业中的感知识别

由于现代养殖都大规模化,畜禽养殖的数量也比较大,仅仅靠人工标志和识别工作量大、难度高、效率低, 不能满足管理要求。物联网中的RFID 技术作为一种非接触的快速识别技术,正越来越广泛地应用于现代养殖业中。

2003年,我国863数字农业项目中首次列入了数字养殖研究课题,一套基于远距离系统的RFID 牛个体识别系统已经进入了实用阶段。该系统采用项圈式

的应答器,挂在牛颈上,当牛通过系统的自动称重车时, 系统中的阅读器将自动读取牛的唯一编号并通过压力传感器完成称重过程。将这两个一一对应的数据(编号-体重)连同采集时间一起通过无线局域网发送到养殖场的上位服务器,为数字化养殖平台提供了重要的实时数据。ParsonsJ.等对Colorado的羊安装电子标签,运用物联网技术提高了羊群管理效率。曹永军等在2008年就基于物联网系统RFID技术的鸸鹋养殖管理信息平台进行了研究与应用。鸸鹋养殖场在当时一般采用人工粗放养殖方式,缺乏统一的养殖管理信息平台,从而影响了企业的管理效率。建立物联网系统,将RFID技术用来鸸鹋的个体标识,为鸸鹋设计专用的RFID标签,并结合无线传感网络、手持移动设备和PC机数据库技术等构建RFID 鸸鹋养殖管理信息系统,实现鸸鹋数据的有效追溯和数据及业务的共享,从而给企业带来较好的经济效益和社会效益。谢琪等在2009年设计并实现了基于RFID 的养猪管理与监控系统。该系统主要针对猪繁殖工作流程的规范化, 依靠RFID 技术的ID唯一标志功能把猪的管理转变为对ID号的管理。

系统能自动、准确地识别出每一头猪, 并从数据库中读取猪的资料提供给工作人员,使工作人员能按照特定的任务执行相应的操作,从而保证了每一次数据的获取都是合理正确的,减少了人为误操作。同年耿丽微等就当时的奶业所存在的养殖规模较小、单产水平低、管理技术落后、饲料单一、牛群血缘不清,以及由此导致动物产品安全无法得到有效地保证的问题,提出并建立了一种基于无线射频识别技术的奶牛的身份识别系统。该系统通过采用瘤胃式动物电子标识来为每头奶牛建立一个永久性的数码档案,实行一畜一标,并通过采用RFID技术以及单片机与PC机的通信技术对存储奶牛信息的电子标签进行远距离识别,从而及时地实现对每头奶牛的监控与管理。研究结果表明,RFID系统读卡器的识读率为100%,该方法实现了对奶牛生产养殖的数字化管理。实时监测植物生长情况和环境变化具有积极意义。

3.物联网技术在养殖业中的数据处理

如何利用信息技术为畜牧安全生产服务是现在面临的严峻的问题。物联网中的RFID 技术易于操控、简单实用, 在食品安全管理中得到广泛的应用。如果发现农产品质量有问题, 能够利用RFID 技术快速地反应、追本溯源, 确定

问题所在,有效地控制产品质量安全带来的问题。郭曼等将数据网络技术与RFID 技术相结合的方式, 构建了基于数据网络的RFID 农产品质量跟踪与追溯系统,实现了农产品跟踪与信息共享的物联网系统。在水产品中, 金淑芳将RFID技术与传感器技术有效的结合, 将水产品供应链中的物流环节全程监控与追踪。李琳娜等应用电子标签技术、自动识别技术在广东省的7家养殖场、5家批发市场、2家水产品加工企业和1家省级监管中心进行实施水产品质量安全追溯体系。在肉类产品中,国外SpiesslMayrE.等运用RFID 技术改进了猪肉的可追溯系统,并对该系统进行了实验,证明了该系统的可行性。谢菊芳等运用二维条码技术、RFID技术和组件技术,构建了肉用猪及其产品的全程质量控制,实现了基于.NET构架的猪肉安全生产的追溯系统。史海霞等通过构建网络体系构架并运用RFID技术,实现了基于.NET框架下的肉用猪质量安全可追溯监测系统。

系统可以实现让消费者购买猪肉食品后追溯到肉的生产全过程,保证了猪肉食品的质量安全。在果蔬产品中,孙旭东等实现了柑橘质量安全可追溯信息系统,该系统运用了RFID技术、二维码技术等融合数据库技术和无线网络技术多学科技术, 解决了每个参与对象信息的可追溯监测性。一旦在市场上发现危害消费者健康的果品,通过查询电子标签上的信息就可以获得果品的产地等相关信息。陆清等提出了RFID技术在供港蔬菜卫生安全监管中的应用,他们开发了RFID卫生安全电子信息系统,在供港蔬菜卫生安全溯源监管过程中进行关键点控制,建立生产种植、加工、包装、运输、检验检疫监管、消费等环节的信息共享机制,实现了供港蔬菜从农场到餐桌的信息全程溯源,为我国食品安全检测提供了经验。

4.物联网技术在应用中的安全问题

4.1 感知识别层安全威胁

感知识别层是物联网的底层，它由布设在环境中的大量节点构成，用是进行数据采集与传输。

（1）资源受限，通信环境恶劣：节点能量有限无法进行大运算的安全算法无法运行，采用无线通讯信号容易丢失与窃听。

（2）部署的区域安全无法保证、节点易失效：节点一般布设后一般不进

行维护与守卫，因此节点容易失效与被捕获。

（3）网络无基础框架，地理位置不确定：节点易自组网方式组网，网络拓扑不固定，节点间是否存在连接不可知道，因此端到端的安全机制无法直接应用，使得节点通信容易泄露。

4.2 网络构建层安全威胁

网络构建层是无线传感网络与互联网交流的支持层面，对感知识别层传回的信通过互联网传到管理处进行处理。在于互联网对接的过程中，网络构建成可以使用有线练级鳄鱼无线连接等技术。相对于有线连接，无线连接在物联网中的应用更加广泛。

4.3 管理服务层与综合应用层安全威胁

管理服务层与综合应用层是物联网的最顶层，它对底层传回的数据进行处理与保存，得出对人们有意义的数据，是人们与物联网交互的最主要界面。它集成了中间件技术、云计算、数据库、大数据处理、分布式管理技术等强大且复杂的技术，因此结构复杂、标准过多、维护困难，这些都使其在稳定性上有一定的风险。而且由于获取并且保存了很多重要数据，因此这一层面是整个物联网中价值最为巨大的部分。由于这巨大的价值，复杂的技术，使得其安全威胁大大增加。这些威胁既有物理威胁，如物理破坏计算机、磁盘等硬件设施；同时还有软件攻击，如病毒植入、数据窃取、破坏数据库与服务器等等。

4.4 物联网安全问题综述

物联网作为一个新型的且全新的概念在很短时间内快速发展，造成某些技术无法跟上发展的步伐。这就使得物联网在技术成熟度方面有所欠缺，正因为这些欠缺使得目前的物联网依然脆弱不堪。因此物联网技术将越来越成熟，同时物联网安全会得到越来越完善的解决。虽然未来的发展中物联网依然会面临着新的安全威胁，但是它也在快速的完善自身的安全体系。应对物联网安全威胁，按目前技术发展依然可以沿用现有的思路。那就是：加强物理层管理杜绝硬件损坏与流失；使用加密技术对数据进行加密增加破解难度；使用认证技术对各个模块进行认证确保不被冒充与哄骗；使用信息隐藏技术对数据传输与存储进行处理使非法用户找不到数据。虽然物联网安全威胁永远都无法避免，但只要我们能够不断的对物联网技术进行研究与跟进，物联网安全威胁将不断的降低，就能够设计出安全、高效、稳定的物联网。

5.物联网技术在养殖业中的实际应用

近年来，物联网在养殖业中的发展也越来越快。2009年，互联网公司“网易”带着一份责任和使命投身养猪业。为了更好的了解国内养猪业的实际情况，网易在一开始便走访了国内几十家猪场，拜访了几十位行业专家进行调研。

目前国内的养殖水平和环境普遍不够理想，猪群长期生活在不足1平米的猪均空间里，拥挤不堪；猪舍内部无法实现休息、进食、排泄区域的区隔，猪只随地排便，病菌滋生；禁锢的环境导致猪只每天焦虑不安，攻击同伴，伤痕不断……猪生活的不好，容易生病，就离不开药物的治疗，大家吃到嘴里的猪肉自然不会有品质和安全可言。

为了改善这个现状，网易花了近两年时间遍访全世界20多个国家，寻找技术解决方案，投入的资金不计其数。

七年的准备工作之后，最终网易通过使用物联网技术的智能养猪在浙江省湖州市安吉建立了一个总面积约1200亩的养猪场。通过使用物联网技术来检测养猪场的环境与猪的健康状况。通过这一技术养殖出的猪，肉质很好，有效的减少了猪肉的质量问题，同时很大程度的降低了养殖过程中的人力资源

参考文献

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