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智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)

智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)

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一、概述
動(dòng)物智能化養(yǎng)殖管理系統(tǒng)利用RFID技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集設(shè)備,將動(dòng)物養(yǎng)殖過程中相關(guān)數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)服務(wù)器,使整個(gè)飼養(yǎng)過程可查,可追溯,為養(yǎng)殖方案的制定和優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持和分析平臺(tái);還可對(duì)養(yǎng)殖措施的執(zhí)行過程進(jìn)行跟蹤管理,防止漏實(shí)施情況的發(fā)生;在養(yǎng)殖特定環(huán)節(jié)給出相關(guān)的提示;在出現(xiàn)異常情況時(shí)給出報(bào)警;并通過自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備,代替人工完成生產(chǎn)動(dòng)作,提高生產(chǎn)效率的同時(shí),大大降低了人力成本。

二、功能
2.1養(yǎng)殖過程可追溯
a.給每只進(jìn)入養(yǎng)殖場(chǎng)的動(dòng)物打上兩個(gè)電子耳牌,作為每只動(dòng)物的身份證,養(yǎng)殖過程中的飼養(yǎng)活動(dòng)與各項(xiàng)數(shù)據(jù)與之關(guān)聯(lián),讓動(dòng)物從進(jìn)欄到出欄的飼養(yǎng)過程一切數(shù)據(jù)方便可查、可追溯。
b.為動(dòng)物制品半成品、成品反追溯系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口。動(dòng)物制品加工生產(chǎn)企業(yè),若能將動(dòng)物的身份信息在生產(chǎn)加工過程中傳遞下去,在動(dòng)物制品的半成品、成品包裝上加上二維碼,用戶便可掃碼關(guān)注企業(yè)微信公眾號(hào),然后通過微信公眾號(hào)查詢到動(dòng)物的產(chǎn)地、品種、喂食情況、防疫情況等用戶關(guān)心的信息,提升了產(chǎn)品檔次,提高了企業(yè)形象,企業(yè)還可通過微信公眾號(hào)發(fā)布企業(yè)和產(chǎn)品信息,起到極大的宣傳效果。
2.2養(yǎng)殖相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
a.環(huán)境數(shù)據(jù)存儲(chǔ):對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)造成影響的相關(guān)自然條件和環(huán)境因素,包括溫度、濕度、氣壓、PM2.5等。
b.基本數(shù)據(jù)存儲(chǔ):產(chǎn)地、品種、年齡、血統(tǒng),血樣。
c.養(yǎng)殖生產(chǎn)活動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ):喂食量、喂食時(shí)間、飼料配方、喂食成分、防疫措施、藥物、防疫時(shí)間。
d.生長(zhǎng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ):實(shí)時(shí)重量、排便量、病癥情況、死亡情況。
2.3集中化、多元化的綜合性分析功能
a.可自由選擇一個(gè)或多個(gè)查詢內(nèi)容,方便快捷的生成報(bào)表和曲線對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比、分析,深入地把握各種信息,進(jìn)行科學(xué)的決策。以便找出其中規(guī)律,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,更快、更準(zhǔn)確的優(yōu)化飼養(yǎng)方案。
b.如想了解喂料情況與某一品某一成長(zhǎng)階段種動(dòng)物生長(zhǎng)情況的規(guī)律,可選擇該品種該成長(zhǎng)階段動(dòng)物實(shí)時(shí)重量、喂料總量、飼料各成分喂料量,然后生成進(jìn)一個(gè)月喂料情況與動(dòng)物生長(zhǎng)情況的數(shù)據(jù)對(duì)比曲線,從中找到最利于生長(zhǎng)的喂料量、飼料配比。
2.4存欄情況存儲(chǔ)分析
a.對(duì)進(jìn)欄量、出欄量、存欄量進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)。
b.定位動(dòng)物存欄位置,方便查找;還可直觀的了解每個(gè)欄舍所養(yǎng)殖動(dòng)物的品種和年齡情況,便于養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)不同品種、不同生長(zhǎng)階段動(dòng)物的入欄場(chǎng)所進(jìn)行更加合理的規(guī)劃
2.5養(yǎng)殖方案編制
a.各品種各階段喂食方案設(shè)定。
b.各品種防疫時(shí)間、防疫措施和方法設(shè)定。
2.6提示功能
a.根據(jù)喂食方案設(shè)定的喂食時(shí)間,系統(tǒng)給出喂食提示。
b.根據(jù)防疫方案設(shè)定的防疫時(shí)間,系統(tǒng)給出防疫提示。
c.根據(jù)設(shè)定的生長(zhǎng)階段劃分時(shí)間,進(jìn)入下一成長(zhǎng)階段時(shí),系統(tǒng)給出的轉(zhuǎn)欄提醒。
d. 根據(jù)設(shè)定的動(dòng)物飼養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)度,在動(dòng)物出欄前一個(gè)設(shè)定時(shí)間段,系統(tǒng)給出預(yù)出欄提示。
e.還能通過過程登記設(shè)備和檢測(cè)設(shè)備對(duì)執(zhí)行情況進(jìn)行跟蹤(如防疫措施執(zhí)行情況),為執(zhí)行過程提供監(jiān)管措施,對(duì)未實(shí)施、漏實(shí)施情況給出提示。
2.7報(bào)警功能
a.動(dòng)物增長(zhǎng)緩慢或負(fù)增長(zhǎng)報(bào)警提示。
b.動(dòng)物活動(dòng)情況不正常報(bào)警提示。
c.飼料庫存量不足報(bào)警。
d.設(shè)備故障報(bào)警。
2.8自動(dòng)投料功能
根據(jù)喂食方案和動(dòng)物存欄位置及數(shù)量,聯(lián)動(dòng)配料系統(tǒng)配料、自動(dòng)控制投料機(jī)投料。
2.9遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理功能
管理者不在現(xiàn)場(chǎng),也可通過網(wǎng)絡(luò)查看數(shù)據(jù),制定、修改養(yǎng)殖方案,了解養(yǎng)殖情況,了解指令執(zhí)行情況。
 
具體實(shí)施方式
1、電子耳牌的使用和動(dòng)物入欄基本信息存儲(chǔ)
每個(gè)電子耳牌上有手寫編號(hào),方便人工肉眼識(shí)別。每個(gè)手寫編號(hào)配兩電子耳牌,防止因耳牌脫落而無法識(shí)別動(dòng)物身份的情況發(fā)生。
動(dòng)物進(jìn)入養(yǎng)殖場(chǎng)后,給每只動(dòng)物打上2個(gè)相同手寫編號(hào)的電子耳牌。
打好電子耳牌的動(dòng)物到達(dá)入欄信息自動(dòng)錄入?yún)^(qū),通過RFID讀卡器,讀取動(dòng)物耳牌號(hào),操作人員在系統(tǒng)PC界面上錄入耳牌手寫編號(hào)、產(chǎn)地、品種、年齡、血統(tǒng)等基本信息,點(diǎn)擊保存,系統(tǒng)將自動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)物入欄編號(hào),并把動(dòng)物入欄編號(hào)、與之關(guān)聯(lián)的耳牌ID號(hào)、手寫編號(hào)和基本信息存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器
動(dòng)物入欄編號(hào)采用入欄日期+4位數(shù)字的方式。入欄編號(hào)可關(guān)聯(lián)多個(gè)電子耳牌DI號(hào),電子耳牌損壞或掉落時(shí),可更換新耳牌與之關(guān)聯(lián),保證身份唯一性。
2、動(dòng)物入欄稱重
      入欄稱重裝置有一金屬臺(tái)面,臺(tái)面下面焊接U型梁,用于加強(qiáng)臺(tái)面承重強(qiáng)度,臺(tái)面四個(gè)角的下面安裝四只稱重傳感器,臺(tái)面兩側(cè)焊接欄桿,行車動(dòng)物行走通道,在入欄稱重裝置入口和出口處各安裝一對(duì)紅外對(duì)射器,入欄稱重裝置入口處安裝有RFID讀卡器陣列,入欄稱重裝置出口方向安裝一攝像機(jī)。
稱重傳感器發(fā)出的重量信號(hào),通過變送器采集。變送器A/D采樣芯片采用24bit高速高精度A/D芯片,Σ-Δ轉(zhuǎn)換方式,轉(zhuǎn)換速率:200次/秒,以保證重量數(shù)據(jù)采樣的精度和速率。
當(dāng)動(dòng)物進(jìn)入入欄稱重裝置稱重臺(tái)面后,RFID讀卡器陣列讀取動(dòng)物電子耳牌ID好,并傳輸給系統(tǒng),待入口處紅外對(duì)射裝置無遮擋,及表明動(dòng)物完全進(jìn)入稱重臺(tái)面后,系統(tǒng)控制變送器開始對(duì)動(dòng)物重量進(jìn)行采樣,當(dāng)出口處紅外對(duì)射裝置被遮擋時(shí),及動(dòng)物即將離開稱重臺(tái)面,系統(tǒng)控制變送器停止對(duì)動(dòng)物重量進(jìn)行采樣,變送器自動(dòng)將采樣值做一個(gè)均值處理后,通過RS232/RS485通訊總線傳輸給系統(tǒng)。系統(tǒng)接收到重量信號(hào)后,自動(dòng)將對(duì)應(yīng)編號(hào)的動(dòng)物入欄重量數(shù)據(jù)存入系統(tǒng),同時(shí)攝像機(jī)會(huì)自動(dòng)抓拍動(dòng)物入欄稱重時(shí)的圖片,并將該圖片一并存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器。
      將大量重量數(shù)據(jù)進(jìn)行均值算法處理后,可有效減小因動(dòng)物在稱重臺(tái)面上行走,導(dǎo)致稱重傳感器輸出的重量信號(hào)跳動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)誤差。均值算法處理后對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:

實(shí)驗(yàn)情況:

兩個(gè)人在臺(tái)面上來回走動(dòng),兩個(gè)人靜態(tài)稱重重量128.6kg

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

均值采樣值

1

128.6

2

128.8

3

128.6

4

128.8

5

128.4

      RFID讀卡器采用中低頻讀卡器,中低頻讀卡器檢測(cè)距離在0.5~1米,可避免高頻讀卡器因檢測(cè)距離過大,誤讀其他動(dòng)物電子耳牌的情況發(fā)生。且該讀卡器在有金屬欄桿干擾情況下,檢測(cè)靈明度也不會(huì)受到太大影響。
      RFID讀卡器安裝在畜牧秤兩側(cè)和上方,形成一個(gè)讀卡器陣列,可有效防止動(dòng)物進(jìn)入畜牧秤時(shí),因頭位不正,動(dòng)物生體遮擋耳牌所導(dǎo)致的漏讀現(xiàn)象發(fā)生。
紅外對(duì)射裝置安裝在一個(gè)柱狀箱體內(nèi),箱體對(duì)射面有一個(gè)梯形槽,梯形槽中間開一透光孔,以便紅外對(duì)射裝置的紅外光束可從箱體內(nèi)發(fā)出,梯形槽可有效防止動(dòng)物經(jīng)過柱狀箱體時(shí),皮毛上攜帶的污垢接觸透光孔,造成堆積污垢,堵塞透光孔的情況發(fā)生。
  動(dòng)物入欄重量,一可用于給供貨商做結(jié)算,二在動(dòng)物出欄稱重后可知曉動(dòng)物在飼養(yǎng)過程的增重情況。
  入欄稱重視頻抓拍,在查詢?cè)搫?dòng)物相關(guān)信息的時(shí)候,抓拍的圖片和相關(guān)信息會(huì)同時(shí)顯示在界面上,給人一個(gè)視覺上直觀的展現(xiàn)。在動(dòng)物制品半成品、成品反追溯的時(shí)候,除了可了解動(dòng)物品種、喂食情況、防疫情況還能看到動(dòng)物的照片。
3、血樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
  將采集到的血樣放入采樣器皿后,在手持終端上選擇血樣采集中的耳牌與采樣器皿關(guān)聯(lián),然后通過手持終端上的RFID讀卡器讀取動(dòng)物電子耳牌ID號(hào),再在手持終端上輸入采樣器皿編號(hào),點(diǎn)擊確認(rèn)關(guān)聯(lián),即可將采樣器皿編號(hào)與器皿內(nèi)血樣對(duì)應(yīng)動(dòng)物的編號(hào)關(guān)聯(lián)在一起。
  檢驗(yàn)室對(duì)器皿內(nèi)血樣進(jìn)行檢驗(yàn)分析后,在檢驗(yàn)室PC終端上錄入器皿編號(hào)和檢驗(yàn)結(jié)果,保存之后,系統(tǒng)自動(dòng)將該檢驗(yàn)結(jié)果存入對(duì)應(yīng)動(dòng)物相應(yīng)的檔案信息中,同時(shí)取消該采集器皿與電子耳牌ID號(hào)間的關(guān)聯(lián),方便采樣器皿重復(fù)使用。
  手持終端上帶有RFID讀卡器,采用觸摸屏完成人機(jī)對(duì)話,使用電池供電,可通過wifi或GPRS與系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。手持終端使用靈活方便,不受線路制約,少量的幾個(gè)手持終端就能滿足養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)錄入、查找、跟蹤等功能,降低了企業(yè)設(shè)備投入,節(jié)約成本。
4、存欄位置存儲(chǔ)
  驅(qū)趕動(dòng)物進(jìn)欄后,在手持終端上選擇存欄信息中存欄位置儲(chǔ)存,然后選中動(dòng)物存欄區(qū)域,如5號(hào)舍第12區(qū),然后點(diǎn)擊添加動(dòng)物,再通過手持終端上的RFID讀卡器,挨個(gè)讀取新進(jìn)欄動(dòng)物耳牌ID號(hào),及可將新進(jìn)欄動(dòng)物的存欄位置存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器中。
  在PC客戶端的存欄情況查詢功能中,可查詢到各舍區(qū)存欄動(dòng)物數(shù)量和明細(xì),便于養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)不同品種、不同生長(zhǎng)階段動(dòng)物的入欄場(chǎng)所進(jìn)行更加合理的規(guī)劃。
  在PC客戶端和手持終端上的存欄情況查詢功能中,輸入動(dòng)物編號(hào),能準(zhǔn)確的找到動(dòng)物的存欄位置。在養(yǎng)殖過程中,要對(duì)個(gè)體動(dòng)物或某一批動(dòng)物實(shí)施某種措施時(shí),能方便快捷的找到動(dòng)物存欄位置。
5、環(huán)境數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
  在養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)安裝溫度、濕度、氣壓、PM2.5傳感器,通過變送器將溫度、濕度、氣壓、PM2.5數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)较到y(tǒng),并實(shí)時(shí)顯示到系統(tǒng)環(huán)境情況界面上,且系統(tǒng)自動(dòng)在每一個(gè)整點(diǎn)將以上數(shù)據(jù)存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器。在查詢動(dòng)物生長(zhǎng)狀況曲線時(shí),環(huán)境狀況曲線可同時(shí)顯示出來,從中可分析環(huán)境狀況對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)的影響,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),針對(duì)不同環(huán)境狀況采取相應(yīng)措施。
  每種傳感器在養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)安裝3到4個(gè),均勻分布,當(dāng)有傳感器或變送器出現(xiàn)故障造時(shí),還有其它傳感器在正常工作,可解決因設(shè)備損壞未及時(shí)發(fā)現(xiàn),造成記錄數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、嚴(yán)重失真或數(shù)據(jù)缺失情況的發(fā)生。當(dāng)某一個(gè)傳感器檢測(cè)值與其余傳感器檢測(cè)值的差異達(dá)到一設(shè)定百分比后,系統(tǒng)會(huì)給出設(shè)備故障報(bào)警提示,維修人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障,排除故障。
6、基于重量監(jiān)測(cè)床的動(dòng)物實(shí)時(shí)重量、排便量、喂食量的存儲(chǔ)
    在傳統(tǒng)圈養(yǎng)中,要獲取動(dòng)物實(shí)時(shí)重量非常困難,需將動(dòng)物趕出欄,再利用畜牧秤對(duì)動(dòng)物進(jìn)行稱重,才能獲取動(dòng)物實(shí)時(shí)重量?,F(xiàn)在我們將單只或多只動(dòng)物飼養(yǎng)在一個(gè)具有重量監(jiān)測(cè)功能的監(jiān)測(cè)床上,動(dòng)物智能化養(yǎng)殖管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集動(dòng)物重量顯示在系統(tǒng)界面上,并自動(dòng)在每一個(gè)整點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)重量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

  將各品種各生長(zhǎng)階段的動(dòng)物,選取少量放在監(jiān)測(cè)床上用不同的養(yǎng)殖方案進(jìn)行養(yǎng)殖,經(jīng)過一個(gè)養(yǎng)殖時(shí)間段后,對(duì)比同品種同生長(zhǎng)階段的動(dòng)物在不同養(yǎng)殖方案下的增重情況,找出生長(zhǎng)最快速的養(yǎng)殖方案,將該養(yǎng)殖方案運(yùn)投用到欄舍內(nèi)同品種同生長(zhǎng)階段動(dòng)物的大規(guī)模養(yǎng)殖中。養(yǎng)殖方案的優(yōu)化,可如此反復(fù)實(shí)驗(yàn)對(duì)比,不斷改進(jìn),從而找出一套最優(yōu)養(yǎng)殖方案。