豬場數字化、智能化的探索

蘇 一

(阜新市現代農業發展服務中心，遼寧 阜新 123000)

隨著我國物聯網、大數據、計算機視覺、區塊鏈、云計算、人工智能、數字孿生、5G等信息化技術在養殖領域的應用，打破了豬場傳統的經營模式，使豬場數據智能化采集成為可能，逐漸形成了遠程化、無人化、數字化、智能化的生豬產業模式，助力生豬產業進入產出高效、產品安全、綠色節能的高質量發展階段。本文分別從建立豬場數據化中心、生物安全預警系統和溯源管理系統三方面探索豬場數字化、智能化生產管理，將豬場育種、營養、獸醫、環控、生物安全、畜產品安全等聯系到一起。

1 建立豬場數據化中心

數字化養豬就是在養殖過程中合理規劃各類數據，有效使用數據，合理利用資源，通過數據合理利用資源，支撐生產的各個環節。

1.1 生豬的智能化生產系統

在仔豬生產階段，通過物聯網、大數據、計算機視覺、傳感器等技術手段監控豬群生長監，實現豬個體的大小識別，并根據個體的差異化實現飼料的精準投喂，根據種群的體量管控母豬需求[1]。

在育肥豬生產階段(70 ～180 日齡)，此階段是豬生長發育最快的時期，也是養豬經營者獲得經濟效益高低的關鍵時期，需要精準飼喂。通過生物傳感器、巡檢機器人實時收集豬個體每日的體尺、體重與體況、日采食量、飲水量等數據及一些行為參數、生理參數，根據收集數據自動計算營養需要量，通過智能化料塔調整飼料配比，精準下料，提高飼料利用效率[2]。并對肥育豬的生長速度，生長性能及體重均勻度進行追蹤預警。

種豬管理實現智能化。采集種豬配種、配種受胎、種豬分娩、斷奶數據； 優選后備種豬，發揮優質母豬優生、多生。另外，利用智能可穿戴等設備采集同期發情和排管相關的精準狀態數據、種豬性能數據、近交情況數據，通過多種統計分析模型實現智能化育種。

1.2 豬場環境的智能管控

利用物聯網、傳感器等技術手段，自動獲取豬場的環境數據。溫濕度、二氧化碳、氨氣、光強是影響生豬生長的重要因素，為了保證生豬的正常生長，豬場采用溫濕度、二氧化碳、氨氣、光照強度傳感器等來檢測養豬場內的環境因素[3]。這些傳感器結合生豬養殖環境監控系統一起使用，當豬舍環境不利于豬生長時養殖場內智能管控系統會自動調節環境，從而達到采用豬場環境監測和管控系統監測和控制豬舍環境的作用。

通過溫濕度傳感器、二氧化碳、氨氣、光照強度等傳感器實時監測和采集豬舍數據，再結合豬場智能化控制系統管理和調控養豬場的環境。

1.2.1 溫濕度傳感器 溫濕度傳感器是現在農業物聯網中用的最多的一種傳感器，大部分農業環境監控系統中都需要用到溫濕度傳感器。溫濕度傳感器是一種采用數字溫濕度傳感器的網絡型變送器，將豬場中的溫度和濕度轉變成與之相對應的數字信號，可以通過有線網絡連接，將溫濕度數據上傳給主機，進行實時監控。

豬場養殖溫濕度傳感器可實現豬舍內溫濕度的準確測量，根據舍內生豬生長需要的溫濕度要求，當豬舍內溫濕度過高或過低時都及時啟動升溫、降溫、除濕、加濕，以保適合豬生長合理的溫濕度。

1.2.2 光照監測 通過對光照強度和光周期的實時管控，調整適合豬生長的光環境。研究表明，適當延長光照周期和光強度，可以提升豬腎上腺皮質的功能，促進食欲，增強仔豬消化機能，提高免疫力，提高仔豬增重速度與成活率。

1.2.3 氨氣傳感器(氨氣濃度檢測儀) 氨氣含量在豬的生長周期中也發揮重要作用，氨氣是豬舍內最有害的氣體之一，氨氣濃度將直接影響生豬的生長發育及抵抗病毒的能力。一般的氨氣傳感器都加有蜂鳴報警裝置，當氨氣濃度超標就會報警。

1.2.4 二氧化碳傳感器(CO2濃度測試儀) 二氧化碳對豬的生長也非常重要，養豬場內二氧化碳含量過高，會導致豬慢性缺氧，進而體質虛弱，此時豬容易感染各種傳染病。數顯功能的二氧化碳檢測儀能夠直觀的看出舍內的二氧化碳濃度。

通過智能控制平臺實現生豬養殖環境各類數據的實時監測，對獲取的數據進行數據預處理、數據清洗、數據分析、數據處理、數據決策、基于數據決策的再反饋等一些列過程實現豬場的智能化管控，只能管控平臺的搭建和使用可使養豬場增加更多的收益[4]。

豬場的數據化中心將生豬飼養過程中產生的各項數據統籌規劃管理，通過智能化硬件與軟件將養豬生產各環節緊密聯系，建立豬場數據化中心，數據挖掘結合智慧調控，進而實現智慧豬場的管理。

2 生物安全預警系統

當前我國豬場的生物安全防控措施參差不齊，生豬重大疫病時有發生，生物安全防護意識需要整體提高，統一建立標準化生物安全預警系統，從而降低感染生豬重大疫病帶來的損失，提升對突發事件的防范能力[5]。

豬場生物安全體系的建立是基于豬場的選址、設計工藝及所有進出豬場的車輛、人員、物資及豬只的生物安全管理，包括消毒、無害化處理、免疫和重大生豬疫病控制與凈化等。

通過生物安全風險預警平臺融合相關數據，進行安全管理及智能預警。針對豬只離欄、扎堆、死亡等異常行為的實時監控預警。建立非洲豬瘟、口蹄疫等重大動物病原體風險評估模型，提升防控策略針對性，生豬常見疾病及主要風險因素進行動態監視、實時預警。針對豬猝死建成快速鑒定平臺，及時有效處理，配套研發豬疫病現場快速檢測方法，提升一線篩檢識別能力。

另外，我國實際從事動物診療活動的人員中，獲得執業獸醫資格的人員不到2%，很難滿足養殖業的實際需求，如果選擇公共獸醫服務，則需要考慮疾病問診的時效性和風險性。為了解決這一難題，可將AI 動物疾病智能診療平臺加入生物安全應急平臺體系，統籌利用全社會獸醫資源。同時完善政府指揮協調和情報信息共享機制，將生物安全信息集中共享，提高使用率和安全性，健全建設標準規范，保障互聯互通和信息共享。統籌物質、信息和智力資源，發揮科學技術在實踐中的應用。

3 溯源管理系統

豬肉及其制品溯源系統是以互聯網技術為核心，實現從源頭生產、加工、倉儲、物流、銷售到消費者的全程追溯。此系統采用區塊鏈技術，結合豬肉產品全產業鏈的實際生產過程和豬肉產品的溯源需求，設計數據采集、數據存儲、服務管理、業務邏輯等模塊[6]。

數據采集模塊。采用物聯網系統、GPS 實時定位系統、可視化識別系統、分析儀等設備在線或離線采集畜產品產業鏈從出欄、屠宰、運輸、銷售等的數據，包括豬的生產及豬場環境數據(豬的產地、品種、飼料來源、免疫等信息、用戶簡介、設備概況、來自傳感器的環境數據等)、屠宰、運輸的時間節點、運輸的車輛、銷售日期、各個環節相關責任人的人臉識別、線上簽字及屠宰加工后的成品信息等數據。通過無線傳感器網絡、移動互聯網把數據傳輸到數據存儲層。本地數據庫或云存儲數據庫均可用于區塊鏈網絡中的關鍵節點數據的存儲。

數據存儲模塊。對采集的畜產品產業鏈各節點數據進行清洗、轉化、融合等標準化和規范化處理，基于區塊鏈技術通過智能合約對生豬全產業鏈各節點規范化后的數據存儲在本地或云服務器上的數據庫中。

服務管理模塊。負責整個系統的安全服務體系，對系統賬戶、密碼、訪問權限等進行管理，實時更新維護系統算法庫、畜產品質量安全法律法規庫、畜產品行業標準庫、畜牧獸醫專家知識庫等、制定編碼規則并管理。

業務邏輯模塊。為豬場、質監部門、監管部門及消費者提供需要查詢的數據，如物流跟蹤、環境調控、檢驗檢疫等整個畜產品溯源系統的信息查詢、大數據統計分析、區塊鏈管理、溯源編碼等業務功能。最終為消費者、政府、養殖場提供真實可靠的溯源信息和決策支持。

應用畜產品溯源管理系統，消費者掃碼就能查詢到豬肉從養殖、檢疫、屠宰。儲藏物流、零售商資質、價格、重量等信息。實現來源可查、去向可追、責任可究。

4 結語

綜上所述，豬場三大智能信息系統的數據是相互關聯、協調發揮作用的。未來將進一步探索智慧養豬相關技術成果應用，如機器人巡檢系統、機器人洗消系統、語音識別、虛擬現實和可穿戴設備等多項技術，結合福利化養豬工藝與智能養豬裝備的配套技術，真正將智能設備、系統、數字技術等全面應用于豬場，實現真正的智能化、數字化管控。