電子監控技術在規模養殖場的應用

劉 剛

（甘肅省山丹縣畜牧技術推廣站，甘肅 山丹 734100）

近年來，隨著養殖技術水平和生產管理水平的不斷提高，山丹縣養牛業已經從傳統的散養模式逐漸走向集約化、規模化生產轉變。并且規模較大的養牛場往往從疫病防控和生物安全的角度考慮把牛場建在遠離居民區的地方，且牛場之間相距較遠，以保證牛場的安全生產，但是這樣給生產集中管理帶來諸多不便。隨著電子科技水平的不斷發展，通過在牛舍安裝攝像頭，應用監控系統可以幫助管理人員實現對牛場生產過程的監督管理，即牛場管理人員不必進入生產區，從控制室就可以掌握整個牛場的生產情況，減少人員出入生產區的次數，避免交叉感染，同時監控系統還能有效地實現牛場的信息化管理，大大減少工作人員的數量，有效提高養牛業的管理水平。現代養牛企業的生產實行流水式均衡生產，包括配種、妊娠、分娩、保育、育肥多個生產環節，還集育種、科研、設計、學術交流、技術咨詢、生產為一體，并擁有配套的飼料加工廠、人工授精站等多個服務性單位，安裝電子監控系統后，就可以對牛場實施24h不間斷的監控和管理，從而提高生產和管理效率，維護牛場正常生產秩序。

為了有效提高管理水平和勞動生產率、企業效益，我們在山丹縣李橋品玉綜合養殖公司養牛場開展了視頻監控系統的應用。現報告如下，供同道參考。

1 基本情況

山丹縣屬于半農半牧縣，具有悠久的農業史，養牛業在畜牧業中占有較大比重。為了加速我縣畜牧業生產信息化管理進程，提高肉牛的養殖效益，促進農民增收，進一步加快全縣以肉牛養殖為主的草畜產業發展，充分發揮科技示范戶的輻射帶動作用，推進全縣草畜產業擴量、提質、增效。我們結合本縣畜牧養殖業發展實際，在李橋品玉綜合養殖公司養牛場建設中，實施了視頻監控技術。

山丹縣李橋鄉品玉綜合養殖公司肉牛場，位于山丹縣清霍公路36公里處，占地面積2.7萬平方米，總投資1 039.5萬元。修建高標準暖棚牛舍14棟3 200m2、獸醫室40m2、消毒室30m2、飼料加工房，運動場及圍欄1 500m2、儲藏室1 000m2、氨化池2座1 000m2、圍墻510m、蓄水池1座200m3、草料場2處800m2，購置拖拉機1輛、草料粉碎機2臺、打草機1臺、青貯鍘草機2臺、揉絲粉碎機1臺、飼料混合機組1臺，建設60t地磅1臺、10t提升機1臺，配套硬化道路0.5公里，硬化地坪1 000m2，實現場區綠化，目前基礎設施及設備已全部投入使用。從山東引進肉牛232頭。該場依托當地的傳統養牛優勢，采取“公司＋協會＋農戶”的方式，由專業養殖協會統一管理，實行技術統包、生產資料統購、產品統銷，形成“利益共享、風險共擔、共同發展”的產業化經營機制。該養殖場的建成投產，預計年飼養量可達到1 000頭以上，出欄達到500頭以上，銷售收入達到500萬元，可帶動全鄉增加畜牧業產值800萬元、新增就業人員20人，增加農民人均純收入280元以上。不僅對發展全鄉以肉牛為主的草畜產業具有積極的推動作用，而且對農業、林業、加工業、服務業、交通運輸業等相關產業的發展具有一定的輻射拉動作用。

2 視頻監控技術在養殖場中應用及研究內容

應用電子技術是現代養牛企業實施科學管理的重要手段［1］。為保障山丹縣品玉綜合養殖有限公司養牛場的正常運轉和安全管理工作的需要，減少不必要的額外損失，公司決定對廠場區特別是牛場重要生產環節進行全天候實時視頻監控，利用科技手段提高管理效能，間接密切觀察牛只，避免動物應激反應，減少疫病傳播機會，提高經濟效益。實行視頻監控就是利用電子攝像機對各個牛舍及配套設施進行實時監督和現場管理，達到生產、調度、管理、安全一體化的多項目的。

2.1 視頻監控系統原理

典型視頻監控系統 由攝像機部分、傳輸部分、控制與記錄部分以及顯示部分四大塊組成［2，3］。

攝像部分是電視監控系統的前沿部分，是整個系統的“眼睛”。在被監視場所面積較大時，在攝像機上加裝變焦距鏡頭，使攝像機所能觀察的距離更遠、更清楚；還可把攝像機安裝在電動云臺上，可以使云臺帶動攝像機進行水平和垂直方向的轉動，從而使攝像機能覆蓋的角度更大。

在某些情況下，特別是在室外應用的情況下，為了防塵、防雨、抗高低溫、抗腐蝕等，對攝像機及其鏡頭還應加裝專門的防護罩，甚至對云臺也要有相應的防護措施。

傳輸部分就是系統的圖像信號通路。一般來說，傳輸部分不單指的是傳輸圖像、聲音信號。同時，由于需要有控制中心通過控制臺對攝像機、鏡頭、云臺等進行控制，因而在傳輸系統中還包含有控制信號的傳輸。

在傳輸方式上，近距離一般采用視頻線傳輸，更遠的距離則可采用光纖傳輸。對于遠距離傳輸，還需配備視頻信號放大、圖像信號的較正與補償設備。

控制與記錄部分負責對攝像機及其輔助部件（如鏡頭、云臺）的控制，并對圖像、聲音信號的進行記錄。目前硬盤錄像機的技術發展得較完善，它不但可以記錄圖像和聲音，而且還包含了畫面分割切換、云臺鏡頭控制等功能，基本上取代了以往使用的畫面切換器、畫面分割器、云臺控制器、鏡頭控制器等產品。如果客戶要求能對云臺、鏡頭（特別是高速球）進行非常方便的控制，則可以加配控制鍵盤［3，4］。

顯示部分一般由幾臺或多臺監視器組成。在攝像機數量不是很多，要求不是很高的情況下，一般直接將監視器接在硬盤錄像機上即可。如果攝像機數量很多，并要求多臺監視器對畫面進行復雜的切換顯示，則須配備"矩陣"來實現［3，4］。

2.2 電子監控系統功能

中央控制室可監視所有肉牛舍、產房等系統設計中規定的重要場所［5］能晝夜監控場區內各重要區域的情況；網絡上的授權工作站能實時操縱現場攝像機，觀察各監控點的實時圖像［6］以手動或自動巡視的方式隨意監視監控現場圖像；監控現場畫面上可疊加相關信息字符：攝像機的編號、安裝地點 （場地、圈舍）、時間、日期等；能操縱現場活動攝像機的轉動，調節鏡頭的變焦和聚焦，對目標快速捕捉和近距跟蹤觀察；自動智能記錄并保留一定時間的監控現場圖像以備查閱；可查閱歷史錄像，并可以多種速度回放錄像或抓拍圖像。監控區域、操作人員、分權管理，責任清晰分明；用戶圖形化系統操作界面，操作簡便易行；視頻監控網上分控隨意擴充［7］；可與其他智能化弱電系統共享數據、協調工作、聯動控制［7］。

2.3 監控系統在牛場中安裝的注意事項［1，4］

1）要充分考慮經濟性，單個安裝點的成本控制在1 000元左右。

2）線路鋪設一定要簡潔，并且要注意防水、防潮。

3）終端錄像設備一定要保護妥當。

4）電子科技發展較快，在選擇視頻監控的設備中應盡可能考慮到企業的遠景規劃，即視頻監控系統能夠容易擴展。

5）在牛場周圍的交界區域以及牛場大門、生產區大門、銷售區大門等處，也要安裝攝像頭，可以全天候實時監視出入大門的車輛、人員以及禁區人員情況，確保牛場封閉式管理及防疫生產安全。

3 采用電子監控系統產生的積極作用

以前安裝監控設備主要是為了某些方面的安全需要，現在牛場安裝監控系統在養牛業生產中主要有以下幾個方面的作用。

3.1 防疫、防應激作用

安裝視頻監控系統后，外來參觀、采購人員不必直接與動物接觸，只需通過監控顯示器瀏覽就可以全面、透徹地觀察和掌握畜禽的群體及個體狀況，避免了人畜直接接觸造成疫病傳播或者交叉感染以及應激反應，減少了養殖場事前事后不必要的防疫、防應激措施和費用，避免了動物因應激反應造成經濟損失。

3.2 監督作用

通過安裝在各個單元牛舍內的攝像頭，將現場的視頻集中傳送到監控室，管理人員不用親臨現場，在監控室中或通過上網就能同時對多個牛場實時監督和管理，并根據所拍攝的圖像判斷牛群健康狀況，以及飼養人員是否按操作規程生產，是否盡責，不僅提高了管理效率，還便于及時糾正生產過程中存在的違規現象，降低重大生產事故發生的可能性［1，4］。

3.3 觀察牛只的作用

過去，各牛場的分娩產犢室為了做好接產工作需要專人看守，現在，通過安裝的監控器觀察產犢室，到時通知接產人員進舍接產即可，可以減輕員工的勞動量。當某個單元出現問題是時，可以通過攝像頭跟蹤觀察牛只的生長發育和飼養管理情況，根據需要可以邀請專家通過遠程視頻監控系統對牛場提供遠程指導和診療服務［1］。

3.4 展示作用

安裝監控系統可通過一點了解全場［1］。外來人員、參觀人員 、購買人員在監控窒里就可看到牛場的全部情況，甚至通過上網就可以遠程實時看到牛場的視頻圖像，牛場可以把養牛生產過程中的錄像放在網站上讓客戶隨時上網查看，不用進生產區就可以了解企業的各種情況。用攝像頭監控，不僅提升牛場的信息管理水平，而且方便顧客選購產品。特別是當上級領導來牛場參觀訪問時，可以避免直接進入牛舍，減少疾病傳播的機會，同時通過監控系統，將生產情況展示給來訪者，以增進了解和促進宣傳。視頻監控系統在養殖場應用后，已接待各類參觀學習、檢查指導團體30批次、約2萬人次，取得了積極的展示、宣傳效果。

3.5 降低管理成本

對于養牛規模較大且牛場分布地域性廣的企業，如果要親臨牛場檢查，每年要用去大量的差旅費用［1，4］，有了視頻監控系統以后，既節省時間又節省管理人員大量的差旅費用。同時親臨牛場現場進行檢查時會使牛群受驚嚇，造成應激，影響牛只的生長發育，使用監視系統就避免了這種情況有發生；應用視頻監控系統，可以減少牛場的管理人員，降低成本；視頻監控系統安裝以后可以有效地監督牛場各單元工作環境和生產秩序［1］。

3.6 提高牛場管理層次

作為牛場的管理層，越來越多的時間被處理業務和日常工作所占用，很少能抽出時間去牛場生產一線了解生產情況，掌握牛場生產的第一手資料，視頻監控作為一種對生產一線的實時反映工具，在一定的程度上節約了管理人員的工作時間，使得他們在出差的過程中也能夠隨時了解牛場生產的情況，提高了其工作管理效率。同時，也在很大程度上提高了廣大生產一線員工的責任心人工作積極性［4］。

3.7 便于調查和明確責任

由于生產過程錄像被存儲備份，即使發生了一些不可預測的事件，也便于事故發生以后第一時間內明確事故責任，找出事故發生的原因，避免今后類似的事件重演［1，4，5］。

3.8 視頻監控的應用效果明顯

首次在全市將視頻監控技術應用于畜牧業生產管理，通過對視頻監控技術在畜牧業生產中的應用研究，增加了畜牧業的科技含量，降低了管理成本，減少了疫病傳播的幾率和防疫成本，提高了養殖企業的社會效益、經濟效益，進一步促進了全縣畜牧養殖業的發展。該場每年可節約勞力1 500人（次），減少成本9萬元。該項目建立視頻監控系統應用示范點1處，建設主監控室1個，副監控室3個，共安裝攝像頭23個。其中牛舍內安裝21個，場區內安裝2個（高速球），有效提高了牛場的管理層次，也在很大程度上提高了廣大生產一線員工的責任心和工作積極性。視頻監控系統在養殖場應用后，共接待各類參觀學習、檢查指導團體30批、約2萬人次，取得了積極的展示、宣傳效果。同時取得了積極的生態效益。

4 項目實施情況

4.1 實驗與推廣情況

該實驗項目，從2008年6月起實施，至2009年6月，完成了監控系統安裝工程。品玉牛場總共安裝攝像頭23個，其中牛舍內安裝21個，場區內安裝2個（高速球）。每棟育肥牛舍內安裝2個攝像頭，分別安裝在牛舍兩端的橫梁上，可以做到無盲區，能夠在值班室內清楚的觀察到每頭牛的活動情況。產房內安裝的是球機，它可以按照設定好的巡航路線上下左右自動旋轉，能夠觀察到產房內每個角落的情況，而且還可以通過遠程計算機調整光圈、焦距，既能觀察全舍情況，又能觀察到每個細節，就連牛耳朵上的耳號都看得清清楚楚。場區內的2個球機，按照事先設置好的巡航路線不停轉動，整個場內情況一目了然。所有這些攝像頭都連接到一臺監控機上，然后通過光纖傳輸到其他計算機上，只要在這臺計算機上安裝上中維安防全球通分控系統，就可以看到監控范圍內的情況，并且在只要有互聯網的地方都可以看到，十分方便。

4.2 監控系統在牛場的具體應用

品玉牛場采用的視頻監控系統主要由攝像機部分、傳輸部分、控制與記錄部分以及顯示部分四大塊組成。

攝像部分由23臺攝像機組成。在牛舍的攝像機上加裝變焦距鏡頭，使攝像機所能觀察的距離更遠、更清楚；場區的攝像機安裝在電動云臺上，可以使云臺帶動攝像機進行水平和垂直方向的轉動，從而使攝像機能覆蓋的角度更大。為了防塵、防雨、抗高低溫、抗腐蝕等，對攝像機及其鏡頭還加裝了專門的防護罩，甚至對云臺也采取相應的防護措施。

傳輸部分就是系統的圖像信號通路。在傳輸方式上，牛場采用光纖來傳輸，共用光纖1000m。

控制與記錄部分，牛場所用的硬盤錄像機的技術發展得較完善，不但可以記錄圖像和聲音，而且還包含了畫面分割切換、云臺鏡頭控制等功能，取代了以往使用的畫面切換器、畫面分割器、云臺控制器、鏡頭控制器等。由于需要對云臺、鏡頭（特別是高速球）進行非常方便的控制，還加配了1臺控制鍵盤。

顯示部分由4臺監視器組成。分別設置在總監控室、展示大廳、值班室和飼養員宿舍。牛場的攝像機數量不是很多，要求不是很高，所以直接將監視器接在硬盤錄像機上。

5 效益分析

5.1 經濟效益顯著

電子監控系統的應用節省勞力、減輕勞動強度，節約成本，提高了養殖場經濟效益。項目實施后，該場全年省工1 500人次，節約防疫經費2萬元，累計可節省成本9萬元。

5.2 社會效益明顯

項目實施后，可引導我縣及周邊地區養殖場大力推廣信息化管理，體現人文關懷、促進社會和諧，社會效益明顯。

5.3 生態效益良好

電子監控系統的應用，減少了大量外來人員與動物的接觸，避免了牛只應激和疫病傳播，保證了動物正常生長發育，維護了場區內正常的生產秩序，有利于發展生產。

5.4 為產業信息化發展提供科學依據

實施中經驗和不足為今后工作提供了有益的借鑒。

6 討論

為了更好地發展我縣草畜產業，特別是肉牛基地建設，結合我縣實際，提出以下建議：一是加大信息技術應用力度，不僅從養殖場的選址、設計、規劃，養殖品種的引進等方面為養殖戶做好前期準備工作，而且充分發揮畜牧部門的優勢，積極與各大養殖企業聯系，大力推廣電子監控技術。二是進一步拓寬電子監控技術應用范圍。使電子監控技術廣泛應用于畜牧養殖業（牛羊豬雞）生產的各個方面（如控溫濕、配給料、清運糞等等）［1］鞏固和擴大原有標準化養殖小區建設成果，推廣普及規范化飼養和信息化管理（電子監控）技術，進一步提高生態效益、經濟效益。

隨著我國國民經濟的不斷發展和畜牧養殖業步伐的不斷加快，畜牧養殖業生產中的勞動力成本也在不斷提高，為了降低生產成本，目前規模養殖場生產中應用自動化控制設備也越來越多，如根據圈舍里的溫度、畜禽的營養需要、飼料需要量等進行溫度調整、配料投料、清除糞便等工作。這些自動化控制的養殖設備可以和監控系統進行連接，從而更大程度上提高畜牧養殖業的生產管理水平，隨著規模的不斷發展，電子監控系統將在畜牧業生產中發揮更加廣泛的作用［7］。

［1］ 范曉男.電子監控技術在豬場中的應用［N］.知識創新農業，2011，1.1﹙2版﹚.

［2］ 羅世偉，左 濤，鄒開耀.視頻監控系統原理及維護［M］.北京.電子工業出版社，2007，（3）：3－4.

［3］ 康 磊.視頻監控系統原理及實現［D］.北京：北京郵電大學，2010，1.10.1－5.

［4］ 郭小青.淺談視頻監控系統安裝過程中的注意事項［EB／OL］.安防知識網（www.asmag.com.cn）2011.08.15.

［5］ 梁篤國，張艷霞，鄭澤民，等.網絡視頻監控技術及應用［M］.北京.人民郵電出版社2009.09：36－38.

［6］ 吳 瑋.多媒體通信.陜西西安：西安電子科技大學出版社［M］.2008，（2）：28－29.

［7］ 林小龍.基于 WEB的遠程視頻監控系統研究［D］.福州：福州大學，2005，12.