生猪养殖与物联网技术结合.doc

生猪养殖与物联网技术结合.doc

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生猪养殖过程中的物联网需求分析

当前我国生猪养殖对物联网技术的需求突出表现在以下七个方面：

（1）猪舍环境缺乏有效及时的监测和控制手段；

（2）部分养殖场猪舍已配备空气温度湿度、氨气等传感器，但还不能完全满足封闭式全面控制的需求，对性价比高的传感器需求强烈；

（3）生猪养殖疫病呈多发态势，常见生猪疫病的及时诊断对减少养殖企业损失意义重大，因此有关疫病的防控受到重要关注；

（4）生猪养殖厂缺乏对生猪个体的远程视频监测系统，难以实时自动监测生猪活动状况；

（5）生猪喂养过程中缺乏针对生猪个体的信息统计，无法实现精细饲喂和产品追溯，且缺乏相关的饲喂模型；

（6）生猪粪便对环境污染严重，需要实现自动清理；

（7）缺乏生猪养殖环境感知、传输、控制和应用的相应标准。

猪舍环境监控

猪舍环境监控通过在猪舍内部署CO2、氨氮、H2S、温度、湿度等各类室内环境监测传感器，将各类传感器节点进行连接构成监控网络，通过各种环境传感器采集养殖场所的主要环境因子数据，并结合季节、猪品种及生理等特点，制定有效的猪舍环境信息采集及调控程序，达到自动完成环境控制的目的。

基于物联网的环境感知测控技术与养殖场的环境控制装备结合，可有效的提升养殖场管理及技术水平。

生猪疾病诊断

生猪疾病诊断涉及的关键技术主要包括疫病诊断模型，其对生猪养殖过程中常见疫病的病症进行采集、分析和收集整理，建立猪病诊治模型、猪病预警模型和专家会诊算法；疫情疫病疾病远程诊断，远程诊断采用3G、M2M、呼叫中心等现代信息技术与生猪疫病专家相结合，实现网上诊断决策系统、远程会诊等多种模式的猪病诊断，诊断方式支持网络、电话、手机、短信等多种交流方式；生猪疫情预警模型，利用生物传感器及图像信息对可能发生疫病的生猪进行早期诊断，做到疫情早发现、早预警，以控制各种传染病的蔓延。

生猪个体行为视频监测

对与生猪个体行为进行自动视频监控，是分析和发现生猪养殖过程中的异常状况，判断个体生猪发情、进食、生病等行为的有效技术手段。

猪舍视频监控主要实现对猪舍环境的远程自动监测管理。

视频监控适应于现代集约化养猪场对养猪过程封闭管理的要求，有利于生猪的安全生产，可有效降低现有养殖模式中养殖人员介入过多对生猪生长的不利影响。

为方便及时观测生猪个体的行为，需在养殖场布设固定或者可移动视频检测设备，利用视频摄像头的动态可视化特点，将生猪养殖过程予以实时监控。

生猪个体行为视频监测主要涉及视频数据的采集，视频数据的传输，视频数据的分割、边缘提取、形态识别、跟踪等处理过程，用以得到猪只的不同行为与生长状况等信息。

视频数据通过网络发送到计算机、手机等终端用以实现养殖场的异地实时监测。

精细喂养

目前，国外已有多家公司开发了自动化的养猪系统，并已成功应用于很多繁殖养猪场甚至商品猪场，取得了十分可观的经济效益和社会效益，中国也有多家先进的养猪企业引进了国外的自动化养猪系统。

荷兰Nedap公司的Velos系统打破了定位栏养猪模式，缔造了全新高效的智能化福利养猪模式，大群母猪在一个圈里饲养，可以做到单体母猪的精确饲喂，24小时自动检测母猪是否发情，自动分离发情母猪。

法国ACEMOMF24母猪多功能自动饲喂系统,1台电脑可以控制1~24栏，每栏能够饲养50~60头母猪，其主要功能有:

1供应饲料，单独定量供应1~2种饲料;2饮水，供料时，还可供水同步;3供应激素，便于控制同步发情;4发情识别，自动记录母猪访问公猪的次数、日期及访问的时间，处理这些数据可用来鉴定母猪发情;5母猪自动筛选与分隔;6喷色分类，根据不同类型气压喷色（3种颜色）。

美国奥斯本工业公司生产全自动母猪饲喂站（TEAM）包括妊娠站和发情探测站。

TEAM系统利用电子控制的饲喂站管理群体饲养母猪中的个体采食。

饲喂站通过每头母猪佩戴的电子耳牌识别母猪，并根据其胎次、膘情体况和妊娠日龄等相关信息投放相应数量和种类的饲料。

电子发情探测站用于检测母猪群体中处于发情状态的母猪，其检测的准确率比人工检测提高7%。

自动分离站（分栏门）用于将需要处理的母猪自动分离到隔离栏。

TEAM系统的软件用于收集、传送与母猪相关的数据并据此控制饲喂站、发情探测站及自动分离站的工作，同时根据操作人员的需要形成各种各样的数据报告和图表，帮助管理者提高对母猪的管理水平，进而有效地提高各猪场的经济效益。

国外系统由于技术的垄断，特别是RFID技术的高度保密，使得他们可以随意定价，比如VELOS系统在国内的价格超过30万，而TEAM系统和法国ACE-MOMF24母猪多功能自动饲喂系统的价格更是在百万以上，这对于国内的中小型养猪场而言是十分昂贵的，使国内很多养猪户望而却步。

生猪粪便自动清理

生猪排泄物较多，对环境污染严重，建立生猪粪便自动清理模块，能够降低粪便对环境的污染，实现集中粪污处理，对提高疫病控制和污染治理是非常重要的。

生猪粪便自动清理技术涉及关键技术包括：

粪便自动收集，宜采用机械类设备对粪便进行收集，不仅可以节省清洗猪舍的人力与用水，而且可以消除养猪场的臭味，实用方便，效果良好；猪舍空气自动净化，根据猪舍环境的实际情况，对猪舍空气进行净化，可降低全封闭猪舍微生物浓度。

同时该模块与环境监控系统可以有效结合，保持良好的猪舍环境。

生猪排泄物无害化处理和综合应用

我国生猪养殖业的管理相对落后、大量的养殖废弃物排放给周围环境带来了较大的压力等问题，生猪养殖物联网采用信息技术、生物化学、智能环保等多种技术，根据猪场环保建设和运营模式，可以建立生猪排泄物无害化处理和综合应用模块。

生猪排泄物无害化处理和综合应用涉及关键技术包括区域生猪养殖污染排放预警与控制，建立基于BOD传感器、COD传感器、总P传感器以及氨氮传感器的报警装置；根据生猪养殖场分布特点计算各养殖场污染物允许排放量；建立区域生猪养殖污染排放的预警与控制模型；养殖管理者可以根据具体情况对部分或者全部的养殖场进行调控；生猪养殖污染排放控制与方案优化决策管理系统，根据在线检测获得的不同水系、不同位置养殖场污染物排放总量和分布特性启动相应养殖场污染物排放控制系统，减少全区域排放量。

对不同调控途径的控制方法进行方案（均摊减排、重点减排或者动态减排）筛选和评估，择优选择有利于养殖业经济发展和区域环境保护的措施。

注：

BOD（BiochemicalOxygenDemand的简写）：

生化需氧量或生化耗氧量（五日化学需氧量），表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指示。

说明水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。

COD往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标，COD值越大，说明水体受有机物的污染越严重。