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智慧养殖系统

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一、概述
动物智能化养殖管理系统利用RFID技术、计算机技术、网络技术和自动化数据采集设备,将动物养殖过程中相关数据存入数据服务器,使整个饲养过程可查,可追溯,为养殖方案的制定和优化提供数据支持和分析平台;还可对养殖措施的执行过程进行跟踪管理,防止漏实施情况的发生;在养殖特定环节给出相关的提示;在出现异常情况时给出报警;并通过自动化生产设备,代替人工完成生产动作,提高生产效率的同时,大大降低了人力成本。

二、功能
2.1养殖过程可追溯
a.给每只进入养殖场的动物打上两个电子耳牌,作为每只动物的身份证,养殖过程中的饲养活动与各项数据与之关联,让动物从进栏到出栏的饲养过程一切数据方便可查、可追溯。
b.为动物制品半成品、成品反追溯系统提供数据接口。动物制品加工生产企业,若能将动物的身份信息在生产加工过程中传递下去,在动物制品的半成品、成品包装上加上二维码,用户便可扫码关注企业微信公众号,然后通过微信公众号查询到动物的产地、品种、喂食情况、防疫情况等用户关心的信息,提升了产品档次,提高了企业形象,企业还可通过微信公众号发布企业和产品信息,起到极大的宣传效果。
2.2养殖相关数据存储
a.环境数据存储:对动物生长造成影响的相关自然条件和环境因素,包括温度、湿度、气压、PM2.5等。
b.基本数据存储:产地、品种、年龄、血统,血样。
c.养殖生产活动数据存储:喂食量、喂食时间、饲料配方、喂食成分、防疫措施、药物、防疫时间。
d.生长数据存储:实时重量、排便量、病症情况、死亡情况。
2.3集中化、多元化的综合性分析功能
a.可自由选择一个或多个查询内容,方便快捷的生成报表和曲线对数据进行对比、分析,深入地把握各种信息,进行科学的决策。以便找出其中规律,及时发现问题,更快、更准确的优化饲养方案。
b.如想了解喂料情况与某一品某一成长阶段种动物生长情况的规律,可选择该品种该成长阶段动物实时重量、喂料总量、饲料各成分喂料量,然后生成进一个月喂料情况与动物生长情况的数据对比曲线,从中找到最利于生长的喂料量、饲料配比。
2.4存栏情况存储分析
a.对进栏量、出栏量、存栏量进行查询、统计。
b.定位动物存栏位置,方便查找;还可直观的了解每个栏舍所养殖动物的品种和年龄情况,便于养殖场对不同品种、不同生长阶段动物的入栏场所进行更加合理的规划
2.5养殖方案编制
a.各品种各阶段喂食方案设定。
b.各品种防疫时间、防疫措施和方法设定。
2.6提示功能
a.根据喂食方案设定的喂食时间,系统给出喂食提示。
b.根据防疫方案设定的防疫时间,系统给出防疫提示。
c.根据设定的生长阶段划分时间,进入下一成长阶段时,系统给出的转栏提醒。
d. 根据设定的动物饲养时间长度,在动物出栏前一个设定时间段,系统给出预出栏提示。
e.还能通过过程登记设备和检测设备对执行情况进行跟踪(如防疫措施执行情况),为执行过程提供监管措施,对未实施、漏实施情况给出提示。
2.7报警功能
a.动物增长缓慢或负增长报警提示。
b.动物活动情况不正常报警提示。
c.饲料库存量不足报警。
d.设备故障报警。
2.8自动投料功能
根据喂食方案和动物存栏位置及数量,联动配料系统配料、自动控制投料机投料。
2.9远程监测管理功能
管理者不在现场,也可通过网络查看数据,制定、修改养殖方案,了解养殖情况,了解指令执行情况。
 
具体实施方式
1、电子耳牌的使用和动物入栏基本信息存储
每个电子耳牌上有手写编号,方便人工肉眼识别。每个手写编号配两电子耳牌,防止因耳牌脱落而无法识别动物身份的情况发生。
动物进入养殖场后,给每只动物打上2个相同手写编号的电子耳牌。
打好电子耳牌的动物到达入栏信息自动录入区,通过RFID读卡器,读取动物耳牌号,操作人员在系统PC界面上录入耳牌手写编号、产地、品种、年龄、血统等基本信息,点击保存,系统将自动产生动物入栏编号,并把动物入栏编号、与之关联的耳牌ID号、手写编号和基本信息存入系统数据服务器
动物入栏编号采用入栏日期+4位数字的方式。入栏编号可关联多个电子耳牌DI号,电子耳牌损坏或掉落时,可更换新耳牌与之关联,保证身份唯一性。
2、动物入栏称重
      入栏称重装置有一金属台面,台面下面焊接U型梁,用于加强台面承重强度,台面四个角的下面安装四只称重传感器,台面两侧焊接栏杆,行车动物行走通道,在入栏称重装置入口和出口处各安装一对红外对射器,入栏称重装置入口处安装有RFID读卡器阵列,入栏称重装置出口方向安装一摄像机。
称重传感器发出的重量信号,通过变送器采集。变送器A/D采样芯片采用24bit高速高精度A/D芯片,Σ-Δ转换方式,转换速率:200次/秒,以保证重量数据采样的精度和速率。
当动物进入入栏称重装置称重台面后,RFID读卡器阵列读取动物电子耳牌ID好,并传输给系统,待入口处红外对射装置无遮挡,及表明动物完全进入称重台面后,系统控制变送器开始对动物重量进行采样,当出口处红外对射装置被遮挡时,及动物即将离开称重台面,系统控制变送器停止对动物重量进行采样,变送器自动将采样值做一个均值处理后,通过RS232/RS485通讯总线传输给系统。系统接收到重量信号后,自动将对应编号的动物入栏重量数据存入系统,同时摄像机会自动抓拍动物入栏称重时的图片,并将该图片一并存入系统数据服务器。
      将大量重量数据进行均值算法处理后,可有效减小因动物在称重台面上行走,导致称重传感器输出的重量信号跳动所产生的动态误差。均值算法处理后对比试验数据如下表:

实验情况:

两个人在台面上来回走动,两个人静态称重重量128.6kg

实验次数

均值采样值

1

128.6

2

128.8

3

128.6

4

128.8

5

128.4

      RFID读卡器采用中低频读卡器,中低频读卡器检测距离在0.5~1米,可避免高频读卡器因检测距离过大,误读其他动物电子耳牌的情况发生。且该读卡器在有金属栏杆干扰情况下,检测灵明度也不会受到太大影响。
      RFID读卡器安装在畜牧秤两侧和上方,形成一个读卡器阵列,可有效防止动物进入畜牧秤时,因头位不正,动物生体遮挡耳牌所导致的漏读现象发生。
红外对射装置安装在一个柱状箱体内,箱体对射面有一个梯形槽,梯形槽中间开一透光孔,以便红外对射装置的红外光束可从箱体内发出,梯形槽可有效防止动物经过柱状箱体时,皮毛上携带的污垢接触透光孔,造成堆积污垢,堵塞透光孔的情况发生。
  动物入栏重量,一可用于给供货商做结算,二在动物出栏称重后可知晓动物在饲养过程的增重情况。
  入栏称重视频抓拍,在查询该动物相关信息的时候,抓拍的图片和相关信息会同时显示在界面上,给人一个视觉上直观的展现。在动物制品半成品、成品反追溯的时候,除了可了解动物品种、喂食情况、防疫情况还能看到动物的照片。
3、血样数据存储
  将采集到的血样放入采样器皿后,在手持终端上选择血样采集中的耳牌与采样器皿关联,然后通过手持终端上的RFID读卡器读取动物电子耳牌ID号,再在手持终端上输入采样器皿编号,点击确认关联,即可将采样器皿编号与器皿内血样对应动物的编号关联在一起。
  检验室对器皿内血样进行检验分析后,在检验室PC终端上录入器皿编号和检验结果,保存之后,系统自动将该检验结果存入对应动物相应的档案信息中,同时取消该采集器皿与电子耳牌ID号间的关联,方便采样器皿重复使用。
  手持终端上带有RFID读卡器,采用触摸屏完成人机对话,使用电池供电,可通过wifi或GPRS与系统进行数据交换。手持终端使用灵活方便,不受线路制约,少量的几个手持终端就能满足养殖场内各环节数据录入、查找、跟踪等功能,降低了企业设备投入,节约成本。
4、存栏位置存储
  驱赶动物进栏后,在手持终端上选择存栏信息中存栏位置储存,然后选中动物存栏区域,如5号舍第12区,然后点击添加动物,再通过手持终端上的RFID读卡器,挨个读取新进栏动物耳牌ID号,及可将新进栏动物的存栏位置存入系统数据服务器中。
  在PC客户端的存栏情况查询功能中,可查询到各舍区存栏动物数量和明细,便于养殖场对不同品种、不同生长阶段动物的入栏场所进行更加合理的规划。
  在PC客户端和手持终端上的存栏情况查询功能中,输入动物编号,能准确的找到动物的存栏位置。在养殖过程中,要对个体动物或某一批动物实施某种措施时,能方便快捷的找到动物存栏位置。
5、环境数据存
  在养殖场内安装温度、湿度、气压、PM2.5传感器,通过变送器将温度、湿度、气压、PM2.5数据信号传输到系统,并实时显示到系统环境情况界面上,且系统自动在每一个整点将以上数据存入系统数据服务器。在查询动物生长状况曲线时,环境状况曲线可同时显示出来,从中可分析环境状况对动物生长的影响,总结经验,针对不同环境状况采取相应措施。
  每种传感器在养殖场内安装3到4个,均匀分布,当有传感器或变送器出现故障造时,还有其它传感器在正常工作,可解决因设备损坏未及时发现,造成记录数据不准确、严重失真或数据缺失情况的发生。当某一个传感器检测值与其余传感器检测值的差异达到一设定百分比后,系统会给出设备故障报警提示,维修人员能及时发现故障,排除故障。
6、基于重量监测床的动物实时重量、排便量、喂食量的存储
    在传统圈养中,要获取动物实时重量非常困难,需将动物赶出栏,再利用畜牧秤对动物进行称重,才能获取动物实时重量。现在我们将单只或多只动物饲养在一个具有重量监测功能的监测床上,动物智能化养殖管理系统实时采集动物重量显示在系统界面上,并自动在每一个整点进行实时重量数据存储。

  将各品种各生长阶段的动物,选取少量放在监测床上用不同的养殖方案进行养殖,经过一个养殖时间段后,对比同品种同生长阶段的动物在不同养殖方案下的增重情况,找出生长最快速的养殖方案,将该养殖方案运投用到栏舍内同品种同生长阶段动物的大规模养殖中。养殖方案的优化,可如此反复实验对比,不断改进,从而找出一套最优养殖方案。



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