基于智能化的綠色智慧畜牧養殖系統

王永貴 康佳偉 田梓儒 馮騰超 栗偉 彭士博 謝黎明 馬昭輝 張茗淇 孫萍 韓顏

摘 要：基于智能化的綠色智慧畜牧養殖系統可以很優質的管理牛羊的生長，通過智能畜牧養殖系統可以很優質的管理牛羊的生長。實時環境監測、視頻查看、數據分析研究，輕松化管理模式，實時跟蹤軌跡，環節流程追溯，增大良種的繁育率，減少養殖風險，實現經濟效應最大化。

關鍵詞：智能化;綠色智慧;畜牧養殖系統

一、國內外畜牧業發展現狀

國外的發達國家一直都很看重畜牧的養殖管理方式及智能設備的研發思路。將畜牧養殖的方式同文化與生活體驗融合一起，更大限度地將人、機、牲畜、環境聯系起來，從而達到高效的、可持續發展的畜牧業養殖方式。外國人往往對畜牧養殖有良好的職業態度，不斷地追求技術的突破，致力解放生產力，讓生產者從真正意義上地變成管理者。在歐、美為代表發達國家也正在從傳統的畜牧業向智能畜牧業上快速轉變，讓科學養殖和現代人工能攜手并進，使其高速發展，但由于歐美國家的高度集中和社會經濟形態等多方面因素使得畜牧經濟的發展得到的極大地限制。

從我們國家角度來看，我國是一個畜牧業大國，畜牧總量排在世界前列，并且在國民經濟起重要作用。根據國家統計局的報告可以得到我國從2016年我國畜牧業總產值達30461.17億元，實現首次突破3億元的壯舉，并且預計2024年超過3.2萬億元。儼然中國已經成為世界上的畜牧大國，同時國家在《規劃》中也提到中國會加大畜牧業的投入，在未來幾年也將會著重發展畜牧業。畜牧養殖企業在提高市場競爭能力的同時，也要提高自身畜牧養殖智能化水平，借助智能設備及云平臺，將養殖牲畜納入物聯網內進行實時監控、識別及管理。

二、智慧畜牧系統組成

1.基本系統

繁育系譜：對牲畜的繁殖關系進行系譜匯總，方便觀測遺傳病并且對良種進行統計，方便后續牲畜的繁育。

牲畜編碼：對所有牲畜進行個體編碼定位，方便飼養員識別定位找尋，并在編碼上對牲畜系譜進行歸類整理。

羊群監控：采取實時360°無死角監控，對牲畜活動進行實時監控，如果出現牲畜打斗等現象及時報警反饋，并且會綜合多方面因素判定牲畜疾病、流感、發情等情況進行數據整理，最終反饋給飼養員。

數據匯總：自動收集牲畜每日平均進食量和個體進食量驚醒比較繪制統計圖表，并將不正常飲食牲畜的編碼及時反饋給飼養員，收集溫度、濕度、CO2、光照、氨氮濃度等數據進行儲存與分析，并實時反饋，通過預先準備的調節裝置進行調節。

2.生活系統

環境監測控制：我們將進行定期的檢測采樣，采樣時間為牲畜引入前、進入隔離區后及轉入生產區前。直接采集的水源及土壤可放入備好的離心管或無菌自封袋內;其余樣品可用棉試紙蘸取;樣品從采集到檢測時間間隔五小時為宜。同時我們將進行重點的自動嚴格的監控，將溫度、濕度、光照、CO2 濃度、H2S濃度、氨氮濃度及甲烷定點傳感器安裝在生產區采集數據參數，并根據預先的參數閾值對禽舍內的通風機，加濕器等設備進行一體式自動調控。

智能清理系統：我們將對牲畜日常活動區域設置坡度并安裝水平高壓沖水，并安裝下水系統，實現每日清理排泄物。我們還會定期地安排專業人士對殘留物進行專門清理及消毒。

個體檢測系統：我們會定期對牲畜聲音、體重、體溫進行統計與大數據分析;及時對動物發情、疫病、繁殖匯總。除此之外，我們將采用多角度可變焦攝像頭對畜牧場實時監控以應對突發情況。

3.飼養系統

飼養日、月、年開支表：匯總牲畜飼養日、月、年開支表，并繪出統計表，方便管理者的日常開支計算，成本統計等。

進食量大數據統計：對所飼養的該類牲畜進行大數據統計，提供給飼養員參考，并對飼養牲畜每日進食進行統計匯總表格。

牲畜年齡統計表：匯總所飼養的所有牲畜年齡，匯總表格，方便計劃出欄，繁育，買賣。

三、關鍵技術

1.NB-IoT、AI技術

NB-IoT技術在功耗和成本上來說是相對比較低的，這也是其的一系列優勢，并且在國內，已經有運營商成功建立了相應的技術系統，并且在規模、范圍、頻段三個方面都有巨大優勢。

智慧畜牧的難點就是對養殖過程中牲畜各項數據的采集和分析，比如動物身體檢測數據的采集，在信息時代，物聯網技術是該技術運用的關鍵措施，在傳統模式當中，要通過短距無線通信接入網關，在運行應用過程中，NB-IoT沒有局域組網這一說法，就會解決偏遠地區網絡信號覆蓋率低的問題，其次，NB-IoT技術低功耗的優勢恰好完美地解決了供電不足的問題。該組網可以利用云網絡進行數據匯集，以便后續相關部門對各類數據的監管和監控。

2.AI技術

將相關的標簽放置到牲畜的身上，其技術包括動作識別，在檢測牲畜的行為時，可以通過此技術將牲畜的行為動作收集起來，正是由于AI技術，可以使養殖變得精細化。在檢測時，可以獲取和采集牲畜的采食次數、飲水次數、奶牛的產奶次數以及奶牛的產奶量等相關數據。可以很好地對牧場進行管理，以便后期對一系列數據的檢測。

3.區塊鏈技術

區塊鏈技術具有信息可靠、透明、數據透明、可靠的特點。

近些年來，食品安全的問題頻頻出現，使社會和民眾產生了強烈的不滿，這些都是由于在生產、養殖、加工、運輸以及售賣這些環節信息的不透明性造成的，但區塊鏈技術，可以將AI技術記錄的數據傳送到該技術的平臺上，就可以很好地將動物的生長情況以及環境有一個很好的了解，以及動物是否得過疾病都會有相應的記錄，在后期加工時，何時入廠加工，何時進行運輸都會有實時記錄，在消費環節，在消費開始之前，商家要通過物聯網+區塊鏈的技術進行登記，確保消費者可以通過掃碼獲取產品的一系列信息。

近幾年，由于各種畜禽疾病，以及嚴重的農副產品使用、危機頻繁發生，引起了社會各界的廣泛關注，同時政府也針對食品安全建立新的養殖、生產、加工、運輸的體系。加上生產方式落后，生產效率相對低下、良種繁育不足，發展潛力受到限制、動物疾病頻發，養殖風險加大。針對以上問題，急需一個智能管理系統，采用區塊鏈的方式來整改。區塊鏈具有信息真實、公開透明等增強食品可信度的特點，通過將穿戴于牲畜的物聯網設備，可以真實的記錄養殖過程中牲畜的位置、遺傳信息、生長環境，利用大數據與云計算技術利用算法，對牲畜的運動軌跡、健康變化、飲食情況、發情等行為進行計算和預測。

4.大數據與云計算技術

靈活高效的大數據分析、存儲和并發處理等基礎能力服務為智慧畜牧服務提供了強有力的幫助。在獲取牲畜一系列的行為數據時，需要利用大數據與云計算技術進行計算，判斷是否達到合理正常的養殖標準。利用大數據與云計算的彈性擴展和水平擴展的聯系對牲畜各方面數據進行一個全方面，全方位的綜合性分析，使得到的結果更加真實準確。在一段時間的數據記錄和分析后，還需要利用大數據技術進行各類分析的指數分布，統計表分析。從而更好地將這一階段和上一階段牲畜的一系列數據進行對比，來為精細化養殖、產業鏈技術協同提供科學準確的手段。

四、結束語

根據國家政策及市場走向，發展智能化的畜牧方式將成為未來的主流，市場也會慢慢淘汰那些技術落后，管理水平不足的企業;同時，也會有更多的具有高端智能化水準的養殖企業取而代之，就這些而言，智慧畜牧必定會在中國火出一片天！

參考文獻：

【1】國家十四五戰略規劃

【2】中國智慧農業網 2018年2月

【3】中農智聯：智慧畜牧養殖系統解決方案 - 知乎 （zhihu.com）

【4】智能畜牧業技術_奇博科技 （qiboc.cn）

【5】秦志偉 《中國科學報》 2019年4月

【6】黑宏偉 中國農業信息網：智慧畜牧開啟養殖新時代 來源：天山網-新疆日報

【7】劉國萍，楊明川，周路，電信網技術：畜牧與動物醫學，2018.5月