淺談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代養(yǎng)豬業(yè)中的應(yīng)用

董 亮，雷良育，李林豐，吳文強(qiáng)，劉鴻宇

（浙江農(nóng)林大學(xué)工程學(xué)院，浙江 臨安 311300)

淺談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代養(yǎng)豬業(yè)中的應(yīng)用

董 亮，雷良育，李林豐，吳文強(qiáng)，劉鴻宇

（浙江農(nóng)林大學(xué)工程學(xué)院，浙江 臨安 311300)

近幾年來(lái)，隨著科技的快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)資本加大投入，養(yǎng)豬業(yè)正逐步走向規(guī)模化、智能化，尤其是物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在養(yǎng)豬業(yè)的得到了非常多的應(yīng)用。養(yǎng)殖環(huán)境的改善和科學(xué)的干預(yù)，大大提高了養(yǎng)殖效益。該文從多個(gè)方面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代養(yǎng)豬業(yè)進(jìn)行分析，闡明了物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)豬帶來(lái)的益處，也指出了其存在的不足，為探討智慧養(yǎng)豬提供一些參考。

智慧農(nóng)業(yè)；物聯(lián)網(wǎng)；養(yǎng)豬；環(huán)境管理；流通

0 引言

中國(guó)人民歷來(lái)對(duì)豬肉有著特殊的情感，新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)居民豬肉消費(fèi)占肉類總消費(fèi)的60%以上[1]。然而，近些年來(lái)食品安全問(wèn)題頻發(fā)、豬肉價(jià)格波動(dòng)行情大給養(yǎng)殖企業(yè)和養(yǎng)殖農(nóng)戶帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)自1999年誕生以來(lái)，在很多領(lǐng)域帶來(lái)了巨大的改變，尤其近5年發(fā)展更為迅猛，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與農(nóng)業(yè)方面應(yīng)用逐漸融合發(fā)展形成了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，畜牧業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)非常重要的分支[2]。其借助于先進(jìn)的傳感技術(shù)、傳輸技術(shù)和信息處理技術(shù)，通過(guò)畜禽養(yǎng)殖環(huán)境、畜禽流通信息的感知，可靠傳輸以及智能處理，達(dá)到對(duì)養(yǎng)殖、流通環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與科學(xué)控制，脫離傳統(tǒng)養(yǎng)殖對(duì)人力資源的依賴，實(shí)現(xiàn)畜禽業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的可持續(xù)發(fā)展。

1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與智慧養(yǎng)豬

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于豬場(chǎng)環(huán)境控制管理

規(guī)?；B(yǎng)豬對(duì)環(huán)境管理的要求特別高，其主要受養(yǎng)殖種類、飼料品質(zhì)、疫病防治、生長(zhǎng)環(huán)境等因素的影響，而環(huán)境因素占有了近三分之一的比例[3]。豬場(chǎng)的主要環(huán)境參數(shù)有溫濕度、噪音、光照度和有害氣體等。環(huán)境溫度過(guò)高，將導(dǎo)致母豬的子宮內(nèi)熱，使得胎豬死亡或者發(fā)育不良[4]。不同種類的豬在不同的生長(zhǎng)期內(nèi)其對(duì)溫度的要求也不一樣，大型的養(yǎng)殖場(chǎng)更需要監(jiān)測(cè)多種環(huán)境參數(shù)，必然帶來(lái)復(fù)雜的控制環(huán)節(jié)，使得勞動(dòng)強(qiáng)度加大、工作任務(wù)重。

借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建的豬場(chǎng)環(huán)境測(cè)控系統(tǒng)，通過(guò)獲取各類傳感器感知的信息就能實(shí)現(xiàn)對(duì)各種參數(shù)的有效采集，其智能化的管理模型能適應(yīng)不同情況的需要。2015年，江蘇省建湖縣的玉龍生態(tài)黑豬養(yǎng)殖合作社用上了“物聯(lián)網(wǎng)智能豬倌”，依靠20多人實(shí)現(xiàn)了10 000頭豬的集中養(yǎng)殖管理，與過(guò)往的人工勞動(dòng)比較，物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)豬非常精準(zhǔn)，由安裝在豬場(chǎng)內(nèi)的傳感裝置，溫濕度、空氣質(zhì)量等數(shù)據(jù)能實(shí)時(shí)傳輸?shù)絇C終端，有任何一項(xiàng)數(shù)據(jù)超過(guò)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)值，PC端就會(huì)自動(dòng)報(bào)警[5]，比如二氧化碳超標(biāo)就能自動(dòng)報(bào)警提醒，點(diǎn)擊鼠標(biāo)就能實(shí)現(xiàn)排風(fēng)，并且一定時(shí)間內(nèi)若無(wú)人工操作就能自動(dòng)開(kāi)啟排風(fēng)。

圖1 自動(dòng)化豬舍硬件系統(tǒng)配置圖

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于豬育種及疾病診斷

集約化的養(yǎng)殖中豬的育種和疾病管理也是重要問(wèn)題之一?；谖锫?lián)網(wǎng)平臺(tái)的公豬站精液生產(chǎn)和質(zhì)量控制系統(tǒng)達(dá)到了對(duì)公豬精液生產(chǎn)與質(zhì)量控制環(huán)節(jié)的自動(dòng)化采集和分析，為農(nóng)戶和管理部門(mén)提供了理想的解決方案[6]，其有效改善了管理水平、降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度、規(guī)范了操作流程、保障精液產(chǎn)品質(zhì)量、提高母豬的配種成功率。

豬只的進(jìn)食、飲水、休息、排泄等行為是判斷它是否健康的重要依據(jù)，與人們通常觀念的不同的是，豬是較為喜歡清潔的，在大型養(yǎng)殖場(chǎng)中，一定時(shí)間后，豬就可以自然地劃分進(jìn)食區(qū)、飲水區(qū)、休息區(qū)和排泄區(qū)等功能區(qū)域，且能夠自覺(jué)在不同區(qū)域進(jìn)行相應(yīng)的活動(dòng)[7]。豬的進(jìn)食等活動(dòng)是否異樣是區(qū)分它是否染病的重要信號(hào)之一，比如傳染性腸胃炎等就能引起其進(jìn)食行為反常，此類疾病嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致豬的死亡[8]。智慧養(yǎng)豬的每一頭豬都帶有唯一的RFID（射頻識(shí)別技術(shù)）身份識(shí)別芯片，可采用嵌入式裝置安裝在食槽內(nèi)，對(duì)每只豬的進(jìn)食行為進(jìn)行全天候的監(jiān)控，當(dāng)豬進(jìn)食產(chǎn)生異常時(shí)即可提醒農(nóng)戶對(duì)其進(jìn)行疾病診斷[9]。長(zhǎng)周期的監(jiān)測(cè)還可以對(duì)豬的生長(zhǎng)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，幫助養(yǎng)殖戶及時(shí)調(diào)整飼養(yǎng)方案。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于豬的生態(tài)養(yǎng)殖

生態(tài)養(yǎng)豬則不同于傳統(tǒng)圍欄或豬場(chǎng)室內(nèi)養(yǎng)殖，而是把豬放養(yǎng)到叢林中進(jìn)行自然活動(dòng)。生態(tài)養(yǎng)殖促進(jìn)了豬的活動(dòng)量，豬以自然環(huán)境下的雜草、樹(shù)葉、野果等為主要飼料，提高了豬肉的品質(zhì)，節(jié)省了飼料成本，確保了食品安全和無(wú)污染[10]，其豬肉價(jià)格也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通養(yǎng)殖的豬肉，促進(jìn)了農(nóng)民增收。隨著人們生活水平的提高，對(duì)食物的品質(zhì)要求在逐漸提高，生態(tài)養(yǎng)殖是當(dāng)前乃至未來(lái)養(yǎng)豬的一個(gè)重要發(fā)展方向。

然而，自然環(huán)境下的放養(yǎng)對(duì)豬的管理帶來(lái)了問(wèn)題，由于養(yǎng)殖面積大和山地、叢林環(huán)境復(fù)雜，豬的定位和救助成為了問(wèn)題[11]，基于RFID的定位識(shí)別解決了問(wèn)題，給每個(gè)豬配置一片芯片，在山林間各個(gè)區(qū)域配置好感應(yīng)裝置和視頻監(jiān)控裝置，借助于物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的定位系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)豬的活動(dòng)情況進(jìn)行精確定位以及視頻監(jiān)控，當(dāng)豬遭遇惡劣情況被困時(shí)，確保養(yǎng)殖戶能及時(shí)進(jìn)行救助。

1.4 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于豬肉的流通管理

食品安全問(wèn)題歷來(lái)都是社會(huì)的熱點(diǎn)問(wèn)題。我國(guó)是一個(gè)豬肉消費(fèi)大國(guó)，自2006年，商務(wù)部就著手進(jìn)行肉菜可追溯食品安全信息平臺(tái)的搭建，目前得到了初步的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、條碼識(shí)別技術(shù)等結(jié)合，為肉類、獸藥可追溯提供了便利，現(xiàn)在養(yǎng)殖戶通過(guò)移動(dòng)終端等工具記錄生豬養(yǎng)殖過(guò)程的各類信息，消費(fèi)者通過(guò)掃描二維碼就可以對(duì)所購(gòu)買的豬肉的飼養(yǎng)情況、免疫、用藥情況等一看便知，改善了豬肉的消費(fèi)體驗(yàn)，借助于電商平臺(tái)，養(yǎng)殖戶還可以獲得消費(fèi)者反饋的豬肉品質(zhì)評(píng)價(jià)，及時(shí)地進(jìn)行品種和飼養(yǎng)方案的調(diào)整[12]。

2016年，上海生物電子標(biāo)識(shí)股份有限公司運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立了監(jiān)管部門(mén)、疾控部門(mén)、保險(xiǎn)部門(mén)和養(yǎng)殖企業(yè)聯(lián)通的數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了豬養(yǎng)殖的全程信息化管理，防止病死豬肉流入市場(chǎng)，保障了食品安全的同時(shí)，借助于電子標(biāo)識(shí)技術(shù)，簡(jiǎn)化了保險(xiǎn)理賠流程，提高了理賠效率[13]。

1.5 市場(chǎng)大數(shù)據(jù)與云平臺(tái)為智慧養(yǎng)豬“添磚加瓦”

豬肉行情復(fù)雜多變，常常暴漲暴跌，正是由于對(duì)市場(chǎng)需求的不確定導(dǎo)致了養(yǎng)殖企業(yè)和養(yǎng)殖戶對(duì)產(chǎn)能的盲目擴(kuò)張和縮減。把全國(guó)主要地區(qū)的養(yǎng)殖量數(shù)據(jù)匯總?cè)腽B(yǎng)豬業(yè)數(shù)據(jù)平臺(tái)，使用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)對(duì)市場(chǎng)行情進(jìn)行科學(xué)分析，有利于國(guó)家對(duì)豬養(yǎng)殖情況宏觀調(diào)控和指導(dǎo)[14]，避免養(yǎng)殖企業(yè)盲目養(yǎng)殖帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。另外，由物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開(kāi)發(fā)的供需平臺(tái)，能夠提供訂單式的養(yǎng)殖，在一定程度上改善了市場(chǎng)供給，有助于減小豬肉價(jià)格的短期內(nèi)大幅度波動(dòng)。

圖2 豬肉溯源系統(tǒng)應(yīng)用

2015年3月，安佑集團(tuán)推出了“安佑云”，以互聯(lián)網(wǎng)思維打造高現(xiàn)代智慧養(yǎng)豬業(yè)，探索高效、環(huán)保、健康的數(shù)字化管理的養(yǎng)豬新模式[15]。其中借助于“云端照護(hù)”（豬病在線診療平臺(tái)），獲取養(yǎng)殖戶對(duì)豬的異常情況反饋，系統(tǒng)自動(dòng)采用強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)，及時(shí)進(jìn)行疾病科學(xué)診斷，生成全面的診斷報(bào)告輸出，給出解決方案，此外，用戶還能夠面對(duì)面和專家進(jìn)行在線交流。有了“安佑云”，養(yǎng)殖者“點(diǎn)點(diǎn)鼠標(biāo)、刷刷手機(jī)”就能實(shí)現(xiàn)對(duì)豬的計(jì)劃管理、養(yǎng)殖環(huán)境管理、供應(yīng)鏈、決策經(jīng)營(yíng)等方面的問(wèn)題進(jìn)行解決。

2 小結(jié)與展望

當(dāng)前，我國(guó)的養(yǎng)豬市場(chǎng)正一步步地走向規(guī)?；?、生態(tài)化、智能化，養(yǎng)殖設(shè)施設(shè)備和管理技術(shù)都有了非常大的改進(jìn)，豬的生產(chǎn)效率和品質(zhì)有了一定的提高。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在豬養(yǎng)殖、豬肉加工、豬產(chǎn)品流通等方面提供了大大的方便，節(jié)省了人力成本，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綠色生態(tài)養(yǎng)豬、可溯源系統(tǒng)等為豬肉增值服務(wù)提供了技術(shù)支持。但是，當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)殖也有存在著一系列的問(wèn)題，比如前期投入成本高、物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、信息透明度差、共享不到位等，但我們相信隨著科技的發(fā)展這些問(wèn)題都將一一得到解決。各地養(yǎng)殖企業(yè)和養(yǎng)殖農(nóng)戶應(yīng)當(dāng)因地制宜、循序漸進(jìn)，正視其所有的條件，有目的地進(jìn)行智慧養(yǎng)豬和推廣，走可持續(xù)發(fā)展的養(yǎng)殖道路。

[1] 鄒英子．傳統(tǒng)良種豬肉與瘦肉型豬肉揮發(fā)性風(fēng)味成分的差異分析[D]． 合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2012．

[2] 張新亮，馬愛(ài)霞，胡士林．物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在畜牧業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J]．山東畜牧獸醫(yī)，2016，37(2)：47-48．

[3] 張偉，何勇，劉飛，等．基于物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)[J]．農(nóng)機(jī)化研究，2015，37(2)：245-248．

[4] 劉持標(biāo)，陳泉成，李棟，等．大型養(yǎng)豬場(chǎng)健康養(yǎng)殖智能化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]．物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2015，5(8)：57-63．

[5] 王谷雨．鹽城市農(nóng)民養(yǎng)豬用上物聯(lián)網(wǎng)[J]．農(nóng)業(yè)知識(shí)：科學(xué)養(yǎng)殖，2015(4)：27．

[6] 肖煒，唐韶青，邵兵，等．公豬站精液生產(chǎn)與質(zhì)量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]．中國(guó)畜牧雜志，2015，51(14)：59-62．

[7] 朱偉興，浦雪峰，李新城，等．基于行為監(jiān)測(cè)的疑似病豬自動(dòng)化識(shí)別系統(tǒng)[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26(1)：188-192．

[8] 劉秀菊．基于嵌入式系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2012，20(9)：2375-2377．

[9] 鐘芳葵．基于RFID和ARM嵌入式技術(shù)的豬行為自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]．鎮(zhèn)江：江蘇大學(xué)，2010．

[10] 程傳福，余建榮，呂康亮．生態(tài)養(yǎng)豬的發(fā)展趨勢(shì)及關(guān)鍵技術(shù)[J]．現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2016(12)：272．

[11] 郭雪靖．高效生態(tài)豬養(yǎng)殖模式[J]．畜牧獸醫(yī)科技信息，2016(3)：94．

[12] 陳旭．物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在肉品安全信息追溯系統(tǒng)中的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)[J]．福建質(zhì)量管理，2011(6)：64-66．

[13] 上海生物電子標(biāo)識(shí)股份有限公司．智能標(biāo)識(shí)避免死豬流入市場(chǎng)[J]．農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2016(3)：46-47．

[14] 祝勝林，李巖，吳同山，等．云計(jì)算環(huán)境下養(yǎng)豬管理信息化研究及應(yīng)用[J]．廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，38(19)：138-140．

[15] 胡文輝．智能養(yǎng)豬有了“云服務(wù)”[J]．農(nóng)村科學(xué)實(shí)驗(yàn)，2015(8)：41．

2017-02-27）

董亮(1990-)，男，江蘇溧陽(yáng)人，碩士。主要研究方向?yàn)橹悄軝z測(cè)與控制技術(shù)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。E-mail：dongliang1990@foxmail.com。

雷良育(1966-)，男，湖北蘄春人，博士，教授，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)工程、機(jī)電檢測(cè)與控制技術(shù)。E-mail：lly@zafu.edu.cn