物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

陳 力 柴 捷

（1重慶市六九畜牧科技股份有限公司，重慶 409000；2重慶市畜牧科學(xué)院，重慶 402460）

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

陳 力1 柴 捷2

（1重慶市六九畜牧科技股份有限公司，重慶 409000；2重慶市畜牧科學(xué)院，重慶 402460）

近年來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷地應(yīng)用于畜牧生產(chǎn)中，其中規(guī)?；潭认鄬?duì)較高的養(yǎng)豬生產(chǎn)中大量使用以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托的設(shè)施設(shè)備，修建了大量智能化、自動(dòng)化豬場(chǎng)。本文對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，同時(shí)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述。我國(guó)養(yǎng)豬生產(chǎn)需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐，同時(shí)新型、性能穩(wěn)定的物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)豬設(shè)施設(shè)備也需要不斷地進(jìn)行研發(fā)，保證養(yǎng)豬生產(chǎn)的高效運(yùn)行。

物聯(lián)網(wǎng)；豬場(chǎng)；環(huán)境；產(chǎn)品追蹤

S815.9；TP393

A

1673-4645(2017)12-0057-03

2017-10-23

1999年Kevin Ashton首次提出了物聯(lián)網(wǎng)（internet of things，IoT）概念[1]。物聯(lián)網(wǎng)顧名思義就是通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物體與物體、物體與人、人與人之間的相互聯(lián)系。近年來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于交通、醫(yī)療衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、家用電氣、環(huán)保、軍事等各個(gè)領(lǐng)域。以養(yǎng)豬業(yè)、養(yǎng)禽業(yè)為代表的畜牧生產(chǎn)逐漸朝著規(guī)?；椭悄芑较虬l(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在畜牧生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用能夠有效地提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟的建議，物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)通常分為三部分，分別為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層[2]。感知層顧名思義就是對(duì)物體進(jìn)行識(shí)別、感知、捕捉的結(jié)構(gòu)，通過不同傳感器、無線射頻技術(shù)等對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，隨后將采集的數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)絡(luò)層[3]；網(wǎng)絡(luò)層是由有線或無線網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算平臺(tái)等組成，主要負(fù)責(zé)將感知層采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞和簡(jiǎn)單的處理；應(yīng)用層是由各類服務(wù)器組成，其主要功能是完成對(duì)采集數(shù)據(jù)的處理和應(yīng)用數(shù)據(jù)的管理。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)主要包括傳感器技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)[4]（Radio Frequency Identification RFID）、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。傳感器技術(shù)指使用傳感器對(duì)信息進(jìn)行識(shí)別和收集，從而實(shí)現(xiàn)物與物之間的聯(lián)系，傳感器技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)外界環(huán)境以及感知的基礎(chǔ)；射頻識(shí)別技術(shù)俗稱電子標(biāo)簽，指將某一物體使用電子標(biāo)簽進(jìn)行標(biāo)記，通過無線信號(hào)對(duì)物體進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別結(jié)果將顯示在相關(guān)顯示屏上，該技術(shù)能夠有效避免物體移動(dòng)所帶來的不便。信息的收集和處理不可避免地需要進(jìn)行信息傳遞，而網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)能夠高效地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，目前常見的通信技術(shù)有3G通信、M2M技術(shù)、衛(wèi)星通信、以及IEEE802.15.4技術(shù)[5]等。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在畜牧業(yè)生產(chǎn)中不斷得到養(yǎng)殖人員的重視和越來越多的應(yīng)用，大量規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)建成了自動(dòng)化、智能化養(yǎng)殖場(chǎng)，節(jié)約了人力、物力，提高了生產(chǎn)效率、最終提高了經(jīng)濟(jì)效益[6,7]。近年來，我國(guó)生豬養(yǎng)殖已逐步實(shí)現(xiàn)以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托的現(xiàn)代化、自動(dòng)化生產(chǎn)模式，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于豬場(chǎng)自動(dòng)飼喂系統(tǒng)、豬舍環(huán)境監(jiān)測(cè)、豬場(chǎng)疫病監(jiān)測(cè)、產(chǎn)品追蹤等領(lǐng)域。

2.1 物聯(lián)網(wǎng)豬場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集與分析

2.1.1 自動(dòng)飼喂系統(tǒng)

豬場(chǎng)的全自動(dòng)飼喂系統(tǒng)主要包括母豬精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)、發(fā)情鑒定系統(tǒng)、種豬性能測(cè)定系統(tǒng)、自動(dòng)分離系統(tǒng)、遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)、豬場(chǎng)管理軟件等。新型的母豬精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)通過射頻識(shí)別技術(shù)提供每頭豬完整的飼喂信息，隨時(shí)得到所需報(bào)表，及時(shí)有效識(shí)別母豬采食量是否足夠；母豬智能化發(fā)情鑒定系統(tǒng)是在母豬通過通道時(shí)對(duì)是否發(fā)情進(jìn)行準(zhǔn)確判斷并及時(shí)分離，從而實(shí)現(xiàn)及時(shí)配種，保證繁殖效率；種豬性能測(cè)定系統(tǒng)也是使用無線射頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)種豬采食量、采食次數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析后進(jìn)行評(píng)估。這樣既減少了勞動(dòng)力成本，又提高了經(jīng)濟(jì)效益。每個(gè)系統(tǒng)將收集的信息傳遞給管理系統(tǒng)，將信息進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，監(jiān)測(cè)豬只狀況。研究發(fā)現(xiàn)，使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠有效地監(jiān)測(cè)豬只的運(yùn)動(dòng)、飲水、采食、體重增長(zhǎng)等信息，提高養(yǎng)豬生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化水平，提高生產(chǎn)效率[8-13]。

2.1.2 豬舍環(huán)境監(jiān)測(cè)

近年來生豬生產(chǎn)不斷追求低成本、高效率、高效益，不可避免地造成了豬舍生產(chǎn)環(huán)境的惡化，豬舍環(huán)境已成為制約養(yǎng)豬生產(chǎn)發(fā)展的重要因素。良好的豬舍環(huán)境能夠有效地提高生產(chǎn)效率、降低養(yǎng)殖成本。豬舍環(huán)境質(zhì)量的影響因子主要有溫度、濕度、風(fēng)速、有害氣體濃度等。目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在養(yǎng)豬生產(chǎn)過程中的應(yīng)用也主要集中在對(duì)豬舍環(huán)境的控制方面，使用不同類型的傳感器對(duì)豬舍的溫度、濕度、有害氣體濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)將監(jiān)測(cè)信息反饋給服務(wù)器，通過對(duì)相關(guān)信息的處理，對(duì)舍內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)等進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)豬場(chǎng)環(huán)境控制的自動(dòng)化[14-17]。同時(shí)有研究表明，利用傳感器網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)對(duì)豬只進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠分析出豬只的最適環(huán)境。利用不同傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)豬舍環(huán)境的監(jiān)測(cè)能夠有效地降低勞動(dòng)力成本，提高生產(chǎn)效率，對(duì)不同傳感器的開發(fā)利用能夠?yàn)轲B(yǎng)豬生產(chǎn)者提供更為高效的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在其他方面的應(yīng)用

2.2.1 物聯(lián)網(wǎng)在產(chǎn)品追蹤方面的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用在初期主要集中在養(yǎng)豬生產(chǎn)過程中，隨著人們生活質(zhì)量的提高，了解豬肉產(chǎn)品的來源成為人們的關(guān)注點(diǎn)，也是科研工作者重點(diǎn)關(guān)注開發(fā)的領(lǐng)域。產(chǎn)品的質(zhì)量需要從屠宰開始進(jìn)行足夠的關(guān)注。何玲等開發(fā)的生豬屠宰監(jiān)管系統(tǒng)能夠提高對(duì)生豬屠宰的監(jiān)管，同時(shí)無線射頻識(shí)別技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生豬屠宰加工的安全追溯。使用合適的方式如無線射頻識(shí)別技術(shù)、二維碼技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)豬肉生產(chǎn)、運(yùn)輸、分配、零售等信息的有效追蹤，同時(shí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也應(yīng)用于產(chǎn)品防偽方面。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在產(chǎn)品追蹤方面對(duì)于保證消費(fèi)者權(quán)益，提高產(chǎn)品生產(chǎn)者的質(zhì)量安全意識(shí)具有積極的意義。

2.2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在豬場(chǎng)疫病防控過程中的應(yīng)用

豬只健康是影響整個(gè)豬場(chǎng)生產(chǎn)效益的重要因素，健康的體況能夠提高豬只的生長(zhǎng)速度，提高生產(chǎn)效率，增加經(jīng)濟(jì)收入。使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠有效地分析豬只的行為活動(dòng)，分析豬只的健康狀況，及時(shí)對(duì)患病豬只進(jìn)行治療，以減少經(jīng)濟(jì)損失[9]。近年來很多新型傳感器應(yīng)用于豬只健康監(jiān)測(cè)上，其中Sound Talks公司發(fā)明的豬咳嗽監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及呼吸應(yīng)激監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠通過分析豬只咳嗽和呼吸情況來提前確定豬只的健康狀況，及時(shí)進(jìn)行治療以提高豬只健康和生產(chǎn)性能。2.2.3 實(shí)用型豬場(chǎng)管理手機(jī)軟件的開發(fā)應(yīng)用

近年來智能手機(jī)功能不斷強(qiáng)大，物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)人員將目光投向了手機(jī)應(yīng)用軟件上，不斷有新軟件用于豬場(chǎng)生產(chǎn)和管理。利用手機(jī)管理系統(tǒng)能夠有效提高生產(chǎn)效率，為生產(chǎn)者提供便利，手機(jī)App管理系統(tǒng)能夠隨時(shí)隨地地進(jìn)行數(shù)據(jù)的錄入和豬群情況查詢，利用微信推送提醒每日待辦任務(wù)和總結(jié)報(bào)告，為管理人員提供決策建議；豬場(chǎng)管家軟件也可以使用手機(jī)進(jìn)行管理，這些手機(jī)軟件的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了豬場(chǎng)日常生產(chǎn)錄入、生產(chǎn)提示、報(bào)表、數(shù)據(jù)分析等，方便豬場(chǎng)管理。

3 小結(jié)

3.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在豬場(chǎng)使用中存在的問題及制約因素

首先是關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品缺乏，專業(yè)的傳感器設(shè)備缺乏，某些必需設(shè)備價(jià)格過高，在某些中小規(guī)模豬場(chǎng)中使用存在阻力；其次是養(yǎng)豬生產(chǎn)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域及物理網(wǎng)技術(shù)專家需要合作制定豬場(chǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，才能發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)在豬場(chǎng)中的高效使用；第三，養(yǎng)殖從業(yè)者對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的認(rèn)知不夠。一方面是管理者僅僅將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于豬的育種、糞污處理領(lǐng)域；另一方面是中小規(guī)模養(yǎng)豬人員沒有全面認(rèn)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給養(yǎng)豬生產(chǎn)帶來的效益，而是在資金投入方面有所保留。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的普及還需要一個(gè)長(zhǎng)期的過程。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)豬場(chǎng)建設(shè)的展望

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的使用，能夠減少勞動(dòng)力、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在整個(gè)養(yǎng)豬生產(chǎn)過程中進(jìn)行了全面覆蓋，對(duì)豬只采食數(shù)據(jù)以及環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)采集和智能化控制，對(duì)豬場(chǎng)育種及生產(chǎn)工作進(jìn)行數(shù)字化記錄和智能化分析，對(duì)運(yùn)輸以及產(chǎn)品追蹤進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，增強(qiáng)對(duì)豬只運(yùn)輸和產(chǎn)品的追蹤，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

雖然目前我國(guó)養(yǎng)豬生產(chǎn)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究與產(chǎn)品的研發(fā)取得了一定的進(jìn)展，但仍處于初級(jí)階段，仍然需要投入大量的人力物力進(jìn)行研發(fā)，以期取得更加高的效益。

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