物聯(lián)網(wǎng)傳感技術在畜禽養(yǎng)殖中的應用

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)傳感技術在畜禽養(yǎng)殖中的應用

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)技術在養(yǎng)殖中的應用

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)作為關系國計民生的基礎產(chǎn)業(yè)，其信息化、智能化的程度尤為重要。開展物聯(lián)網(wǎng)技術在養(yǎng)殖領域的推廣應用，實現(xiàn)了生產(chǎn)經(jīng)營過程的智能化控制、科學化管理、信息化服務、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)點構成監(jiān)控網(wǎng)絡，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)殖平臺上設置閾值和報警方式，其中報警方式可設定為平臺報警、手機短信報警等。當采集到的環(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)境調節(jié)的智能化，減少因人為疏忽而造成的管理疏忽，當發(fā)出環(huán)境異常報警時，智能養(yǎng)殖平臺可以對控制設備進行聯(lián)動控制，根據(jù)設定參數(shù)值，對紅外燈、風扇、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。

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)是在總結畜牧養(yǎng)殖經(jīng)驗基礎上，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與動物身份唯一識別電子耳標技術相結合，遵循國家農(nóng)業(yè)發(fā)展“整合資源、系統(tǒng)集成”的指導方針，重點圍繞農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖標準化、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，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)精細化飼養(yǎng)，并降低成本。達到省時、增產(chǎn)、增收的目標。

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，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的技術支持。

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)殖場的遠程管理，有利于嚴格按照規(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。

感應式數(shù)據(jù)采集，智能化設備代替了傳統(tǒng)的人力，使控制過程更加精細、快速、準確。

完整的網(wǎng)絡版軟件配套，使制定及修改復雜的多級管理系統(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)技術在畜禽養(yǎng)殖上的應用方向

1.4.1 養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控 結合畜禽養(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技術人員。管理者可通過監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進行遠程手動控制設備自動開啟，或事先設置各項環(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 精細飼養(yǎng) 養(yǎng)殖場圈舍建設和飼養(yǎng)機械設備為精細飼養(yǎng)提供了條件，通過建立精細飼養(yǎng)綜合技術平臺，依托物聯(lián)網(wǎng)技術實現(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)殖場應用物聯(lián)網(wǎng)技術進行智能喂養(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，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)結合臨床診斷進行初判分析，當出現(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)品質量安全追溯碼、溯源平臺，為產(chǎn)品質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，得出查詢結果，實現(xiàn)對畜禽產(chǎn)品“從養(yǎng)殖到餐桌”的全程質量監(jiān)控。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術為畜禽養(yǎng)殖帶來的效益

物聯(lián)網(wǎng)技術的應用實現(xiàn)了養(yǎng)殖的精細化管理，通過互聯(lián)網(wǎng)和智能化設備，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)，結合畜禽生長性能測定，為畜禽育種提供了大數(shù)據(jù)基礎。

據(jù)測算，采用普通標準化養(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)技術后，人員可減少2/3。采用物聯(lián)網(wǎng)技術飼養(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)技術推廣和應用是與集約化生產(chǎn)經(jīng)營方式相結合的。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，受制于設施設備和生產(chǎn)工藝條件，物聯(lián)網(wǎng)技術改造應用難度大，物聯(lián)網(wǎng)技術難于應用推廣。

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

3.3 物聯(lián)網(wǎng)技術應用成本高 畜禽業(yè)生產(chǎn)中應用的物聯(lián)網(wǎng)技術主要有三個來源：一是從國外直接進口技術；二是引進技術在國內(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)者尚無力應用。

3.4 養(yǎng)殖觀念落后 現(xiàn)階段規(guī)模化養(yǎng)殖的人員大多年齡偏高，文化水平低，導致養(yǎng)殖戶對養(yǎng)殖市場的預測、規(guī)避養(yǎng)殖風險的能力偏低。

4 結語

目前在中央對畜禽標準化規(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)殖轉型的關鍵時期。掌握先進的畜禽養(yǎng)殖管理辦法及技術是影響畜禽養(yǎng)殖是否健康持續(xù)發(fā)展的關鍵。而物聯(lián)網(wǎng)傳感技術在畜禽養(yǎng)殖中的應用，從環(huán)境監(jiān)控、精細飼養(yǎng)到疾病預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)傳感器技術在畜禽養(yǎng)殖中的應用實現(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。相信隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的不斷完善與創(chuàng)新，將會有越來越多的養(yǎng)殖場引入物聯(lián)網(wǎng)技術，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)結合、生態(tài)循環(huán)的目標，使物聯(lián)網(wǎng)技術真正成為影響畜禽養(yǎng)殖發(fā)展的核心技術，為我國畜禽養(yǎng)殖的飛躍式發(fā)展畫上濃重的一筆。

S126

C

1001-8964（2017）09-0007-03

2017-07-10