物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用

劉磊，王丹鳳，陳亮，錢亮

（1.成都鑫芯電子科技有限公司，四川 成都 610036；2.四川省農(nóng)業(yè)廳信息中心，四川 成都 610041）

物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用

劉磊1，王丹鳳1，陳亮1，錢亮2

（1.成都鑫芯電子科技有限公司，四川 成都 610036；2.四川省農(nóng)業(yè)廳信息中心，四川 成都 610041）

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，也是“信息化”時代的重要發(fā)展階段。它通過信息傳感設(shè)備，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理，也因此被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在養(yǎng)殖中的應(yīng)用

我國將物聯(lián)網(wǎng)作為推進產(chǎn)業(yè)信息化進程的重要策略，養(yǎng)殖業(yè)作為關(guān)系國計民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其信息化、智能化的程度尤為重要。開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在養(yǎng)殖領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，實現(xiàn)了生產(chǎn)經(jīng)營過程的智能化控制、科學(xué)化管理、信息化服務(wù)、全程化追溯。對提高資源利用率和勞動生產(chǎn)率，產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量都具有十分重要的意義。

1.1 畜禽養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)概念 畜禽養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)是將大量的傳感器節(jié)點構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，通過在養(yǎng)殖場安裝 CO2、NH3、H2S、溫度、濕度等各種傳感器，進行環(huán)境信息在線監(jiān)測。養(yǎng)殖戶根據(jù)經(jīng)驗需求在智能養(yǎng)殖平臺上設(shè)置閾值和報警方式，其中報警方式可設(shè)定為平臺報警、手機短信報警等。當(dāng)采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)超過閾值時，系統(tǒng)可以進行報警，以幫助養(yǎng)殖戶及時發(fā)現(xiàn)問題，并且確定發(fā)生問題的畜禽個體。

為進一步提高環(huán)境調(diào)節(jié)的智能化，減少因人為疏忽而造成的管理疏忽，當(dāng)發(fā)出環(huán)境異常報警時，智能養(yǎng)殖平臺可以對控制設(shè)備進行聯(lián)動控制，根據(jù)設(shè)定參數(shù)值，對紅外燈、風(fēng)扇、濕簾等進行聯(lián)動控制，使得養(yǎng)殖管理工作變得更輕松、高效、精準(zhǔn)。

1.2 畜禽養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)的作用 畜牧養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)是在總結(jié)畜牧養(yǎng)殖經(jīng)驗基礎(chǔ)上，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與動物身份唯一識別電子耳標(biāo)技術(shù)相結(jié)合，遵循國家農(nóng)業(yè)發(fā)展“整合資源、系統(tǒng)集成”的指導(dǎo)方針，重點圍繞農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖標(biāo)準(zhǔn)化、自動化要求，以實現(xiàn)畜牧養(yǎng)殖的品種、繁育、飼養(yǎng)、防疫環(huán)節(jié)智能化。

1.2.1 畜牧養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)集成智能無線傳感器、無線通訊、智能控制系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)等專業(yè)技術(shù)，可對養(yǎng)殖環(huán)境、畜禽生長狀況等進行全方位監(jiān)測管理和細(xì)致分析，根據(jù)養(yǎng)殖產(chǎn)品的生長過程，有針對性地投放飼料，實現(xiàn)精細(xì)化飼養(yǎng)，并降低成本。達(dá)到省時、增產(chǎn)、增收的目標(biāo)。

1.2.2 使用畜牧養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)的養(yǎng)殖戶可以從閱讀器采集到牲畜的品種、出生日期、出生地等身份信息，防疫信息及日常飼喂信息。通過對養(yǎng)殖過程的智能化管理，可以幫助企業(yè)實現(xiàn)整個養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的信息化與自動化管理，提升養(yǎng)殖品質(zhì)，提高整體競爭力。

1.2.3 畜牧養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)可通過建立本地區(qū)動物養(yǎng)殖企業(yè)檔案數(shù)據(jù)庫和采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)兩大功能，幫助各級畜牧業(yè)管理部門及時、有效地掌握轄區(qū)內(nèi)肉、蛋、奶等畜產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，為政府決策提供關(guān)鍵性的數(shù)據(jù)支撐。

1.2.4 畜禽養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)在幫助企業(yè)建立統(tǒng)一的應(yīng)用平臺后，可以保證養(yǎng)殖企業(yè)查看和監(jiān)督養(yǎng)殖舍的環(huán)境變化，加強畜禽防治，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加產(chǎn)品的科技含量，同時為建立畜禽資源基因庫、選育優(yōu)良品種、完善良種繁育體系提供更為科學(xué)的技術(shù)支持。

1.3 畜禽養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)勢 畜禽養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可實時監(jiān)控養(yǎng)殖場的狀況，并能通過視頻看到實際情況，實現(xiàn)了養(yǎng)殖場的遠(yuǎn)程管理，有利于嚴(yán)格按照規(guī)范進行養(yǎng)殖，能夠及時發(fā)現(xiàn)并盡早排除養(yǎng)殖過程中的隱患，提高養(yǎng)殖存活率。

感應(yīng)式數(shù)據(jù)采集，智能化設(shè)備代替了傳統(tǒng)的人力，使控制過程更加精細(xì)、快速、準(zhǔn)確。

完整的網(wǎng)絡(luò)版軟件配套，使制定及修改復(fù)雜的多級管理系統(tǒng)變得非常簡便。各層管理者可通過網(wǎng)絡(luò)簡單快捷地查詢到各種飼養(yǎng)信息。智能化的數(shù)據(jù)備份功能，可保證數(shù)據(jù)長久不丟失。

智能電子耳標(biāo)可以對每頭畜禽進行智能跟蹤管理，在發(fā)生疫情的第一時間可追蹤到病源，實現(xiàn)及時防控、追根溯源，把用戶的損失降到最低。

1.4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在畜禽養(yǎng)殖上的應(yīng)用方向

1.4.1 養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控 結(jié)合畜禽養(yǎng)殖環(huán)境的特點，利用畜禽養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)對溫度、濕度、有害氣體濃度等主要環(huán)境參數(shù)進行準(zhǔn)確、實時的監(jiān)測。以監(jiān)測數(shù)據(jù)為參考依據(jù)，對畜禽舍養(yǎng)殖環(huán)境進行調(diào)控，以提高畜禽舍管理效率。

通過在養(yǎng)殖場安裝智能傳感器，在線采集環(huán)境溫濕度、二氧化碳、硫化氫、氨氣、光照等數(shù)據(jù)，并傳送到管理者手機、PC等信息終端。便于實時掌握養(yǎng)殖場內(nèi)各環(huán)境信息，對畜禽養(yǎng)殖場所進行綜合監(jiān)控，當(dāng)所監(jiān)測的數(shù)據(jù)存在異常時可通過報警平臺以短信或聲光報警的形式及時告知相關(guān)技術(shù)人員。管理者可通過監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進行遠(yuǎn)程手動控制設(shè)備自動開啟，或事先設(shè)置各項環(huán)境參數(shù)的閾值進行自動控制，為畜禽提供一個舒適的生長環(huán)境。

1.4.2 精細(xì)飼養(yǎng) 養(yǎng)殖場圈舍建設(shè)和飼養(yǎng)機械設(shè)備為精細(xì)飼養(yǎng)提供了條件，通過建立精細(xì)飼養(yǎng)綜合技術(shù)平臺，依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)自動化定量喂養(yǎng)。尤其要對繁殖期的畜禽進行精細(xì)飼養(yǎng)，可大大提高繁殖效率，延長繁殖年限，降低養(yǎng)殖戶的投入成本，提高畜禽的成活率。

1.4.3 智能管理 通過在養(yǎng)殖場應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行智能喂養(yǎng)、糞便收集和清洗等智能化管理，還可節(jié)省勞力，節(jié)能減排智能喂養(yǎng)。系統(tǒng)可根據(jù)時間節(jié)點或探測器反饋信息，定時定量地配給食物。

1.4.4 畜禽疾病監(jiān)測 通過埋植芯片和其他智能采集裝置收集畜禽生理狀況指標(biāo)，傳入計算機系統(tǒng)，分析健康狀況，進行疫病監(jiān)測。對檢測到的生理數(shù)據(jù)結(jié)合臨床診斷進行初判分析，當(dāng)出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時系統(tǒng)可及時向管理者報警，讓管理者及時采取相應(yīng)措施，便于開展動物疫病防控，對畜禽進行早治療，防止疫病大規(guī)模爆發(fā)。

1.4.5 追蹤溯源 通過建立畜禽信息數(shù)據(jù)庫、產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯碼、溯源平臺，為產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯提供原始的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對畜禽生產(chǎn)及流通過程的信息管理和畜禽產(chǎn)品質(zhì)量的追溯管理，以及畜禽生產(chǎn)檔案（產(chǎn)地環(huán)境、生產(chǎn)流程、質(zhì)量檢測）的管理。消費者可通過追溯碼或二維碼進入溯源查詢平臺進行查詢，平臺通過分析并和產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫進行對照，得出查詢結(jié)果，實現(xiàn)對畜禽產(chǎn)品“從養(yǎng)殖到餐桌”的全程質(zhì)量監(jiān)控。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為畜禽養(yǎng)殖帶來的效益

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了養(yǎng)殖的精細(xì)化管理，通過互聯(lián)網(wǎng)和智能化設(shè)備，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、融合及處理，并通過操作終端，實現(xiàn)了智能化識別和管理，產(chǎn)品質(zhì)量也明顯得到了提升，增強了市場供種能力。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對養(yǎng)殖舍內(nèi)環(huán)境信息的自動監(jiān)測，還積累了大量數(shù)據(jù)，結(jié)合畜禽生長性能測定，為畜禽育種提供了大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

據(jù)測算，采用普通標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖，出欄1萬頭豬需要24個人喂養(yǎng)，而引進全套物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后，人員可減少2/3。采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飼養(yǎng)，母豬受孕率和產(chǎn)仔率均高于普通豬舍養(yǎng)殖3%～4%，母豬繁殖率提高10%，有效胎次提高1～2胎，仔豬成活率提高5%，飼料利用率可提高6%。折算后的經(jīng)濟收益增幅約為30%左右，每頭豬可節(jié)約成本90元，每頭母豬養(yǎng)殖效益增加250元。

3 面臨的問題及不足

3.1 飼養(yǎng)方式的制約 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推廣和應(yīng)用是與集約化生產(chǎn)經(jīng)營方式相結(jié)合的。但是部分以農(nóng)戶為主的養(yǎng)殖小區(qū)和中等規(guī)模養(yǎng)殖場戶，受制于設(shè)施設(shè)備和生產(chǎn)工藝條件，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改造應(yīng)用難度大，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)難于應(yīng)用推廣。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用范圍偏小 在畜牧業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，涉及的信息技術(shù)本身比較復(fù)雜。因此，目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用大多數(shù)是在大型規(guī)模養(yǎng)殖場，特別在部分“領(lǐng)軍”企業(yè)較多。中小型養(yǎng)殖場主動使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的意識不強，場內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用仍呈“空白”狀態(tài)。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用成本高 畜禽業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要有三個來源：一是從國外直接進口技術(shù)；二是引進技術(shù)在國內(nèi)經(jīng)過本地化改造；三是國內(nèi)自主開發(fā)。就目前而言，國內(nèi)自主研發(fā)產(chǎn)品，其軟硬件配套和產(chǎn)品穩(wěn)定性等方面與引進產(chǎn)品尚有很大差距，加之引進產(chǎn)品價格昂貴，養(yǎng)殖戶積極性不高，故部分生產(chǎn)者尚無力應(yīng)用。

3.4 養(yǎng)殖觀念落后 現(xiàn)階段規(guī)?；B(yǎng)殖的人員大多年齡偏高，文化水平低，導(dǎo)致養(yǎng)殖戶對養(yǎng)殖市場的預(yù)測、規(guī)避養(yǎng)殖風(fēng)險的能力偏低。

4 結(jié)語

目前在中央對畜禽標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模養(yǎng)殖等扶持政策的推動下，我國畜禽業(yè)正處于由傳統(tǒng)養(yǎng)殖向現(xiàn)代養(yǎng)殖轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期。掌握先進的畜禽養(yǎng)殖管理辦法及技術(shù)是影響畜禽養(yǎng)殖是否健康持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。而物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用，從環(huán)境監(jiān)控、精細(xì)飼養(yǎng)到疾病預(yù)防等方面不僅為畜禽養(yǎng)殖帶來了現(xiàn)代化的養(yǎng)殖方式和科學(xué)的管理理念，更是為我國畜禽養(yǎng)殖的發(fā)展指明了全新的道路，為畜禽養(yǎng)殖帶來了巨大的效益。物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用實現(xiàn)了養(yǎng)殖環(huán)境的實時監(jiān)控，有利于緩解養(yǎng)殖環(huán)境污染等問題，從根本上實現(xiàn)綠色發(fā)展的目標(biāo)。相信隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷完善與創(chuàng)新，將會有越來越多的養(yǎng)殖場引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為畜禽養(yǎng)殖行業(yè)帶來健康、高效的養(yǎng)殖模式，進一步實現(xiàn)種養(yǎng)結(jié)合、生態(tài)循環(huán)的目標(biāo)，使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)真正成為影響畜禽養(yǎng)殖發(fā)展的核心技術(shù)，為我國畜禽養(yǎng)殖的飛躍式發(fā)展畫上濃重的一筆。

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C

1001-8964（2017）09-0007-03

2017-07-10