物聯網技術在畜牧業領域的應用研究

張新亮　馬愛霞　胡士林　（山東畜牧獸醫職業學院　山東 濰坊　261061）

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物聯網技術在畜牧業領域的應用研究

張新亮馬愛霞胡士林（山東畜牧獸醫職業學院山東 濰坊261061）

濰坊市軟科學研究計劃(信息化條件下中小規模奶牛場獸醫技術服務模式研究)項目編號：2015RKX021

1　物聯網技術概述

物聯網的概念最初是由美國麻省理工學院(MIT)的Kevin Ash-ton教授于1991年首次提出，早期的物聯網是依托射頻識別(RFID)技術的物流網絡，隨著技術和應用的發展，物聯網的內涵已經發生了較大變化。物聯網是通過各種信息傳感的設備，如傳感器、射頻識別(RFID)技術、全球定位系統、紅外感應器、激光掃描器、氣體感應器等各種裝置與技術，實時采集任何需要監控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息，與互聯網結合成的一個巨大網絡。和傳統的互聯網相比，物聯網有其鮮明的特征：（1）它是以各種感知技術為依托，物聯網上部署了多種類型的傳感器，每個傳感器都是一個信息源，傳感器獲得的數據具有實時性，按一定的頻率周期性的采集環境信息不斷更新數據；（2）它是一種構建在互聯網基礎上的泛在網絡，物聯網技術的重要基礎和核心仍然是互聯網，通過各種有線和無線網絡與互聯網融合，利用現代通信技術將物體的信息實時準確地傳遞出去；（3）物聯網將傳感器和智能處理相結合，利用云計算、模式識別、大數據等各種新技術，擴充應用領域，從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理有意義的數據，以適應不同的需求，發現新的應用領域和應用模式。

2　物聯網技術在畜牧領域中的典型案例研究

伴隨著物聯網技術的不斷發展，物聯網在畜牧業中的應用不斷拓展，涌現出了很多典型的應用案例，推動了畜牧業向集約型、規模化轉變，提高了畜牧業的資源利用率和勞動生產率，提升了畜牧業的現代化水平。

2.1物聯網在養豬領域的應用溫氏集團建設的物聯網養殖系統主要包括集團數據中心和基于集中式系統架構的信息應用兩部分。數據中心通過運營商提供的百兆光纖實現100M互聯網接入Internet互聯網，分公司基本上使用數據專線或者ADSL實現寬帶接入。各地分支機構通過VPN(虛擬專用網)連接主機，中心機房配備帶防火墻功能的VPN接入服務器，并且使用雙機互為備份，二級單位通過硬件的VPN設備接入，獨立分布的三級單位通過VPN客戶端接入，以保證網絡連接及數據傳輸的安全。溫氏集團信息應用包括2大部分：業務應用模式；畜牧智能養殖物聯網應用。其中，業務應用模式包括：EAS業務管理系統、決策支持信息系統、IO內部辦公系統、企業網站等子應用；畜牧養殖物聯網應用包括：智能養殖控制應用、物流管理、生產過程數據實時采集系統、養戶一卡通、生產監控中心等子應用。溫氏集團開發的物聯網智能養豬系統提升了精細化、自動化、智能化管理水平，優化了業務流程，降低了運營成本，產生了明顯的經濟效益。

2.2物聯網在養牛領域的應用新疆呼圖壁種牛場開發的奶牛精準化健康養殖科技服務平臺是物聯網技術在奶牛養殖領域的典型應用案例。該系統根據奶牛的活動量、TMR采食量、體重、產奶量、電導率、體溫的變化規律建立奶牛的泌乳曲線、干物質采食量曲線、活動量曲線、體重曲線和電導率曲線，進行奶牛發情預報、生產性能分析、飼料配方營養平衡分析、乳房炎預警、疾病預警等綜合分析報告，為管理者提供技術決策依據。同時管理平臺根據員工的考勤記錄、奶罐車狀態記錄、牛舍環境監測出具各類分析報告。奶牛精準化健康養殖科技服務平臺還建立奶牛專家診斷子系統，為全國的奶牛用戶提供科技服務。

2.3物聯網在養雞領域的應用（1）寧夏曉鳴農牧股份有限公司開發的禽舍智慧養殖管理系統是物聯網技術在養雞領域的典型案例。通過自主設計蛋雞智慧養殖軟件、綜合禽舍視頻監控與遠程診斷系統、禽舍環境控制系統、飼料自動稱重系統等物聯網技術，通過PC端和手機APP平臺管理批次種雞從引種育雛、育成、產蛋直至批次淘汰和種蛋孵化全過程，涉及禽舍環境、免疫、用藥、檢驗、飼喂、體重、產蛋、孵化等相關生產管理。（2）通過蛋雞物聯網養殖及企業智慧管理系統，物聯網智慧養殖與ERP管理系統建立完善、規范、精確、實時的信息化管理平臺，使企業的管理模式具有高效性、可擴展性和可復制性，核算效率由7d縮短到12h，提升企業的生產效率和管理效率，實現企業運行的提質增效，增加雛雞產品產量10%左右，提高整個飼養周期成活率2%，由于高均勻度和產品品質使得雛雞銷售價格(在市場無強烈波動的情況下)高于同行0.2~0.4元，同時節約管理成本10%以上。

3　物聯網技術在畜牧業實際應用中面臨的問題

物聯網技術在畜牧業領域的探索已經開始了很多年，然而發展的情況并不是很理想，沒有形成大面積推廣的情況。目前，物聯網技術在畜牧業領域的實際應用中還面臨著很多問題，技術上還存在著瓶頸，產品質量有待提高，這些問題困擾著畜牧業信息化建設的步伐。

3.1物聯網的建設成本過高資金投入是困擾畜牧業物聯網發展的首要問題。一套物聯網設備，因其核心傳感器的不同、布局規模不同，價格從一萬元到幾十萬元不等。目前試點區域的物聯網項目采用政府補貼、企業投資的投入辦法，各企業對物聯網的投入產出比有所不同。對企業來說，這部分成本還是比較高的。在農業整體比較效益低、以小農戶分散經營為主的情況下，物聯網發展面臨資金難題。農業是個微利行業，而項目投入的前期資金又很大，這造成了農戶及農業企業沒有動力進行這方面的技術改造。

3.2從業人員的信息化專業知識不足物聯網技術具有較高的技術含量，對操作人員的要求較高。畜牧業的從業人員大多學歷不高，專業背景大多是畜牧獸醫，對計算機知識的掌握普遍不足，缺乏基本操作知識和技能。很多企業面臨花重金購買的先進設備因無人會操作而閑置的情況，先進的物聯網設備對維護人員也有很高的要求，要能正確使用這套設備，還需要聘請專業技術人員，這也是一筆不小的開支。

3.3物聯網技術不成熟，設備性能低于預期傳感器的可靠性、穩定性、精準度等性能指標不能滿足應用需求，產品總體質量水平亟待提升。如二氧化碳濃度的傳感器、葉表面分析儀等技術和設備還不成熟，且設備需要長期暴露在農田自然環境之下，經受烈日狂風暴雨，經常出現故障，嚴重影響使用。同類傳感器設備，國外進口產品3年才需要進行維護，而國內產品3個月即需要維護，性能差距較大。雖然國內產品價格上占優勢，但由于嚴重影響應用實施的效果，極大地挫傷了用戶使用的積極性。用于生豬溯源的耳標掉標率高，且RFID受濕度影響識讀距離不穩定，且經常誤讀。很多物聯網產品缺乏地氣，只有空架子，缺乏實用性。

3.4現有畜牧業生產經營模式制約物聯網應用規模化發展目前，我國畜牧業還是以個體散戶居多，規模化養殖模式還沒有大面積形成，不適合物聯網應用的大規模推廣。個體農戶要開展物聯網養殖技術的應用只能自購設備，這樣單戶使用的方式，成本高，風險大，效益也不明顯。要想提高畜牧業經營者應用物聯網技術的興趣，必須能夠在成本和效益之間找到平衡，讓經營者嘗到甜頭，才能具有持續性的發展動力，而現有生產經營方式是阻礙物聯網應用大范圍推廣的根本問題。

物聯網在畜牧業領域的應用還處于起步和探索階段，物聯網的技術瓶頸和畜牧業的特殊環境決定了物聯網的推廣和運用將是一個長期的過程，伴隨著物聯網技術的不斷發展，規模化養殖環境的逐步形成，物聯網在畜牧業領域的應用進程將不斷加快，對促進畜牧業現代化和信息化建設起到積極的作用。

收稿日期：（2015–11–22）

中圖分類號：S818.9

文獻標識碼：B

文章編號：1007-1733(2016)02-0047-02