豬個體特征及其識別方法

任國棟 靳傳道

摘要 ? ?豬個體特征包含體溫、體重、運動軌跡等因素，及時掌握豬個體的體征對豬舍環境控制、飼喂管理、疾病預防等有重要作用。本文針對豬個體特征進行了分析，并列出了具體獲得方法，以供相關人員參考。

關鍵詞 ? ?豬;個體特征;識別方法

中圖分類號 ? ?S828 ? ? ? ? 文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2019）18-0171-03 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

養豬行業是我國的傳統行業，也是畜牧業的重要支柱產業。2015年，我國畜牧業總產值超過2.98萬億元，其中，生豬養殖總產值達1.2萬億元，2016年，生豬總產值約為1.35萬億元，增長率達4.6%，養豬業始終占畜牧業產值半壁江山。國家十三五規劃明確要求，十三五末畜牧業養殖自動化率達50%以上，隨著國家宏觀調控政策的落地，養豬產業也在快速轉型，由粗放式的個體養殖快速向集約化養殖過渡，養豬設備的自動化率顯著提升，并且還有相當大的發展空間。2018年8月以來我國暴發了非洲豬瘟（ASF）疫情，該疫情具有發病快、傳染率、致死率高、病毒耐低溫等特性，國內除個別省份未發現疫情外，其他省份均有上報，而且還有逐步擴大趨勢。截至2019年4月，已經捕殺生豬102萬頭，農業部及時頒布了《非洲豬瘟緊急排查工作方案》，對疫情起到了有力的遏制[1]。

豬是一種群居動物，在健康情況下常成群活動，在發病時往往獨自休息，通常受到其他豬的排斥，甚至會受到一定程度的攻擊。因此，當欄位內豬體溫異常、厭食、狂躁、豬躺臥姿勢發生改變、豬群扎堆等情況發生，必須進行更加細致的檢查，進行必要的人工干預，避免事態進一步擴大。由于養豬場正處于粗放式管理到工廠集約化管理轉型階段，飼喂高效的同時，管理人員有限，而豬的養殖密度又高，如何及時提前預判豬個體特征異常狀態，成為當下養殖設備廠商研究的重點。本文對豬個體特征識別方法進行了闡述，以為正處于轉型階段的養豬業主提供參考。

1 ? ?豬個體特征

豬個體特征包含體溫、體重、運動軌跡等因素，及時掌握豬個體的體征對豬舍環境控制、飼喂管理、疾病預防等有重要作用。

1.1 ? ?體溫

豬是恒溫動物，在適宜的溫度下，靠熱傳導、熱輻射、熱蒸發以及空氣對流進行散熱調節，靠攝食量進行自我調節產熱。豬的正常體溫為38.0～39.5 ℃[2]（直腸溫度），不同年齡的豬體溫略有差別，如剛出生的豬體溫為39.0 ℃，哺乳仔豬體溫為39.3 ℃，中豬體溫為39.0 ℃，肥豬體溫為38.8 ℃，妊娠母豬體溫為38.7 ℃，公豬體溫為38.4 ℃。一般傍晚豬的正常體溫比上午高0.5 ℃。掌握豬個體溫度是判斷豬個體當前健康與否的重要因素之一。

1.2 ? ?體重

不同豬品種、配方飼料、環境控制等都是影響豬體重的重要因素，在適宜的生長環境下，豬采食量不斷增加，豬體重隨日齡增長而增加。具體的日齡體重和采食量可根據飼喂豬類型的養殖手冊中查閱。

1.3 ? ?運動軌跡

豬的日常活動如進食、飲水、排泄、追逐等路線即為其運動軌跡，通過對其運動軌跡的追蹤，分析豬只每天采食、飲水次數，可以判斷豬個體的健康狀態。

2 ? ?豬個體特征識別方法

2.1 ? ?總體方案

根據豬群生活習性及管理模式，豬個體特征識別必須滿足可移動、多節點、異步觸發采集、低延遲等技術，當前流行的RFID[3]（Radio Frequency Identification，又稱無線射頻識別）技術可較好地滿足豬個體身份識別，熱紅外測溫傳感器、自動稱重系統實時采集豬個體體溫、重量，通過RFID識別觸發，將特定身份信息的豬個體體征信息記錄至PLC控制單元，PLC具備以太網接口，與計算機建立通信機制，計算機分析采集的數據，并通過圖表顯示出豬個體完整的特征信息，當發生異常情況時發出預警信息。

2.2 ? ?RFID技術

RFID電子標識管理在歐美已經使用多年，除了企業內部在飼養的自動配給和產量統計方面應用之外，還可用于動物標識、疾病監控、質量控制及追蹤動物品種等方面。R-FID技術在畜牧行業的優勢主要有以下幾點：一是非接觸自動識讀，數據采集方法實時有效。RFID技術是利用非接觸的射頻識別方式，對安置于動物耳垂或體內的電子標識內的數據進行采集并進行系統管理，是掌握動物健康狀況和控制動物疫情發生的極為有效的管理方法。二是防水，可以應用于動物機體。采用超高頻標簽，可以穿透水和動物機體，對水和金屬不敏感，不論標簽是安放在動物體內還是耳朵上，都可以方便快捷地進行識讀。三是號碼唯一，不易偽造，便于管理。當動物處于養殖周期內，電子標識統一編號、號碼唯一，通過對個體追蹤管理，進行精密喂養，提高料肉比，同時進行健康預警和品質監控，提高豬肉品質，極大地增加了企業的經濟效益。

圖1、圖2分別為射頻采集模塊和耳標標簽，該產品已經商用化、系列化。采用超高頻頻段（868 MHz EU/913 MHz USA），主要原因為豬個體的快速移動及活動范圍大，采用10 m檢測距離，能夠較好地滿足應用要求。在需要識別的圈養區安裝射頻采集模塊，進行豬個體特征身份信息收集，這種無線通信識別技術可滿足密閉豬場特定豬個體信息拾取點區域范圍內信息的收集。

圖3為RFID總體控制方案圖，每臺讀寫器最多可接入4套射頻采集模塊，每套射頻采集模塊可以收集識別最遠10 m范圍豬個體信息，根據應用情況需要，可以對識別距離進行調節。射頻采集模塊收集設定區域內射頻標簽信息，收集方式為無線方式，通過同軸電纜傳送信號到讀寫控制器。射頻采集模塊可以同時采集上萬個標簽信息，讀寫控制器最多可以連接4套射頻采集模塊。讀寫控制器與PLC執行控制器通過以太網連接，接口數量不受限制。計算機收集PLC上傳數據，進行數據分析、整理及顯示。

2.3 ?溫度采集

豬個體身份信息可以通過RFID識別，其體溫特征通過固定架設測溫點位的熱紅外測溫傳感器實時傳遞至PLC控制器，PLC控制器將同步采集豬個體身份信息與采集體溫特征配對，實現豬個體體溫信息采集與識別。雖然這種識別方式速率快、連續，但會帶來一定的識別誤差。這種誤差主要體現在豬個體身份信息和實時采集溫度的配對關系上，但這可以在PLC軟件設計中濾除。此外，熱紅外測溫傳感器架設點、測溫距離與射頻采集模塊布置點需要良好配合，采用異步觸發采集控制，盡可能減少匹配誤差出現的概率。

圖4為熱紅外傳感器采溫圖示，該型傳感器激光射束光斑直徑5 mm，視場角為10.2°，精度為讀數的1.5%，響應時間150 ms，測溫范圍0～100 ℃，接口多種（4～20 mA，0～5 Vdc，0～10 Vdc），讀數可以在控制器端校準。

2.4 ? ?體重采集

在豬只過道內安裝一套稱重裝置，通道只允許單只豬個體通過，當豬通過時，電子標識觸發一次記錄功能，射頻采集模塊將豬個體身份信息傳至讀寫器，讀寫器聯結至PLC控制單元，與此同時，對應豬個體重量信息傳至PLC控制單元，如此一次完整的豬個體重量信息采集完成。

2.5 ? ?運動軌跡

豬個體運動軌跡通常有2種采集方式，電子攝像機實時拍照豬個體輪廓，以此來判斷豬個體信息，然后通過后臺數據分析每只豬的運動路線，這種方式的優點是能夠準確識別豬個體運動路線，缺點是實時分析數據量巨大，要求的硬件資源高，豬只輪廓圖的側視圖屬性正確識別率為91.7%[4]，存在一定誤判。另一種方式較簡單，在飼喂欄區域內食槽、飲水器、排便區、活動區等安裝射頻采集模塊，當豬個體到達該區域內，采集模塊識別豬個體信息，并記錄一次行動路線，通過后臺數據綜合分析，基本可判斷豬個體的運動軌跡，此外這種識別方式利用了電子識別標簽，發揮了設備最大利用效率。

2.6 ? ?PLC控制及分析技術

PLC控制器連接讀寫控制器及其他采集傳感器，讀寫控制器作為RFID較為獨立的裝置，數據通信協議與PLC設備不能完全兼容，因而通信機制的建立在選型PLC設備端完成。PLC控制器將完成區域內采集數據的過濾及傳輸工作。

圖5為PLC控制框圖，圖中PLC控制器作為主機，內嵌網絡通信模塊、RFID通信模塊、觸摸屏控制及通信模塊、模擬量采集模塊（多個）、邏輯開關控制模塊。PLC控制選型尤為關鍵，可采用西門子S7-200控制器，該控制器內嵌模塊標準化程度高，模擬口、數字口可擴展，邏輯順序執行，此外編程環境友好，性價比高。

2.7 ? ?數據分析與處理

工業控制計算機完成收集數據的管理，通過對收集豬個體溫度、重量、運動軌跡等信息處理，形成圖表，與不同日齡豬只正常的體溫、重量和采食次數等相關數據進行比對，當有異常狀況時，發出預警信息。用戶可以直觀地掌握豬舍內的豬群健康狀態，同時也可為后期的遠程網絡訪問提供便捷接口。

3 ? ?結語

豬個體特征包含個體體溫、體重、運動軌跡等，提前掌握豬個體信息，對突發疫情提前進行人工干預，極大地降低了養殖風險，確保了養殖收益。隨著工業自動化和智能化的快速發展，越來越多的工業先進技術被應用到農業領域。因此，需要養殖設備廠商開拓思維，將先進成熟的技術運用到養殖領域，為快速發展的養殖產業作出貢獻。

4 ? ?參考文獻

[1] 肖和良，覃文兵，陳遠清.非洲豬瘟對中國豬周期的影響以及對策研究[J].飼料博覽，2019（2）：53-56.

[2] 韓哲.淺談影響豬體溫的因素[J].山東畜牧獸醫，2012，33（7）：41-42.

[3] 段華位，無線射頻識別技術（RFID）簡述[J].智慧工廠，2019（1）：59-62.

[4] 馬麗，紀濱，劉宏申，等.單只豬輪廓圖的側視圖識別[J].農業工程學報，2013，29（10）：168-174.