物聯(lián)網(wǎng)智能稱重及計(jì)數(shù)系統(tǒng)在種豬場的應(yīng)用試驗(yàn)

瞿文學(xué) 鄭國衛(wèi) 金耀忠 范衛(wèi) 孔廣歡 孫福華 李步社 張和軍 宋團(tuán)偉 朱小平 姜紅菊 陳日富 農(nóng)栩安

摘? 要：規(guī)模化豬場為了計(jì)算豬群規(guī)模即群體大小以及評估和計(jì)算豬群生長速度與料肉比，需要在每次轉(zhuǎn)群時(shí)對豬進(jìn)行計(jì)數(shù)和稱重。傳統(tǒng)人工方法耗時(shí)、耗力、易出錯(cuò)，還會(huì)對豬造成應(yīng)激。本試驗(yàn)在豬場安裝相關(guān)設(shè)備進(jìn)行對比研究，結(jié)果顯示，用過道稱稱重系統(tǒng)對豬進(jìn)行稱重所耗的時(shí)間比人工稱重所耗的縮短80%，自動(dòng)盤點(diǎn)系統(tǒng)計(jì)數(shù)耗時(shí)比人工計(jì)數(shù)的耗時(shí)縮短84%，而且儀器稱重和點(diǎn)數(shù)的準(zhǔn)確率接近100%。相比之下，該系統(tǒng)比人工稱重、計(jì)數(shù)在時(shí)間和準(zhǔn)確性方面更有優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：過道稱;點(diǎn)數(shù)系統(tǒng);物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：S828 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-0769（2021）05-0029-03

近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，畜牧養(yǎng)殖業(yè)尤其是養(yǎng)豬業(yè)逐步將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備引入生產(chǎn)中。這些新技術(shù)的引入極大地促進(jìn)了養(yǎng)豬生產(chǎn)的智能化、標(biāo)準(zhǔn)化，提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)營效益，得到了行業(yè)的廣泛認(rèn)可。

1? 試驗(yàn)背景

在規(guī)?；i場中，哺乳仔豬群、保育仔豬群、育成育肥群一般按生長階段實(shí)行大欄舍飼群養(yǎng)，全進(jìn)全出。為了計(jì)算豬群規(guī)模即群體大小以及評估和計(jì)算豬群生長速度與料肉比，需要在每次轉(zhuǎn)群時(shí)對豬進(jìn)行計(jì)數(shù)和稱重。在轉(zhuǎn)群過程中，豬處于移動(dòng)狀態(tài)，人工計(jì)數(shù)需要消耗大量的勞力，整個(gè)過程十分煩瑣和耗時(shí)，而且很容易重復(fù)或漏點(diǎn)豬數(shù)。同時(shí)個(gè)體稱重的工作量很大，需要抓豬或趕豬，容易使豬產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)。因此豬場需要一種能自動(dòng)計(jì)數(shù)和稱重的系統(tǒng)來解決這個(gè)問題，提高工作效率。

2? 試驗(yàn)方法

2.1 試驗(yàn)技術(shù)路線

為解決豬稱重和計(jì)數(shù)的問題，提升豬場的自動(dòng)化管理水平，本試驗(yàn)在華東某種豬場研發(fā)組裝了一套高精度電子稱重地磅（即過道稱）及群體大小自動(dòng)計(jì)數(shù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的工作技術(shù)路線如圖1所示。

2.2 試驗(yàn)材料及方法

試驗(yàn)材料有射頻識別（radio frequency identification，RFID）耳標(biāo)、智能電子地磅、4G通信技術(shù)、云平臺技術(shù)，以及試驗(yàn)豬562頭。系統(tǒng)采用屏蔽線連接RS485通信，屏蔽現(xiàn)場電器對通信的干擾;試驗(yàn)中對4G通信數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，可以保證數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)安全性。

系統(tǒng)開發(fā)采用C#語言，應(yīng)用sql server 2015數(shù)據(jù)庫，后端開發(fā)框架采用ASP.NET、asp.core MVC，前端框架采用recat、vue，緩存技術(shù)采用redis。

該系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，將采集的硬件數(shù)據(jù)傳送至云端并進(jìn)行分析，云端數(shù)據(jù)通過移動(dòng)APP軟件實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，可實(shí)時(shí)監(jiān)控豬群轉(zhuǎn)群重量及群體大小。

3? 結(jié)果與分析

3.1 高精度電子過道稱的開發(fā)應(yīng)用

通過對比試驗(yàn)，本研究選取了具有RS485通信功能的高精度地磅做過道稱，選用抗腐蝕性強(qiáng)、抗沖擊結(jié)構(gòu)、雙層堅(jiān)固緩沖平臺秤，采用國際先進(jìn)的不銹鋼柱式數(shù)字技術(shù)稱重傳感器，能對溫度系數(shù)、非線性、滯后和蠕變等進(jìn)行數(shù)字技術(shù)自動(dòng)補(bǔ)償，并自帶防浪涌沖擊（并聯(lián)式）、防水性能強(qiáng)的防水RS485聯(lián)網(wǎng)通訊串口連接盒，連接了4顆高精度感應(yīng)器生成并傳輸數(shù)據(jù)。秤臺外形美觀、長期穩(wěn)定性好、堅(jiān)固耐用，可方便地與可編程控制器（programmable logic controller，PLC）等計(jì)算機(jī)設(shè)備聯(lián)結(jié)，實(shí)現(xiàn)累計(jì)、查詢、打印、數(shù)字上傳等多種功能（圖2）。

3.2 豬群自動(dòng)計(jì)數(shù)盤點(diǎn)系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用

通過智能高清攝像頭，以及豬的自動(dòng)捕捉識別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)群體大小的自動(dòng)計(jì)數(shù)盤點(diǎn)。與人工點(diǎn)數(shù)、稱重相比，新系統(tǒng)和設(shè)備的生產(chǎn)效率比人工方式提高5倍以上，可為試驗(yàn)豬場節(jié)約4個(gè)以上用工，年節(jié)約生產(chǎn)用工成本30萬元以上（圖3）。

3.3 試驗(yàn)結(jié)果記錄

記錄人工稱重與過道稱稱重的耗時(shí)、人工計(jì)數(shù)與自動(dòng)盤點(diǎn)系統(tǒng)的計(jì)數(shù)系統(tǒng)的耗時(shí)，結(jié)果如表1所示。

從表1可見，過道稱稱重系統(tǒng)稱重耗時(shí)比人工稱重縮短80%，計(jì)數(shù)系統(tǒng)計(jì)數(shù)的耗時(shí)比人工計(jì)數(shù)的縮短84%，而且儀器稱重和點(diǎn)數(shù)的準(zhǔn)確率接近100%。相比之下，該系統(tǒng)比人工稱重、計(jì)數(shù)在時(shí)間和準(zhǔn)確性方面更有優(yōu)勢。

3.4 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件APP開發(fā)

為便于數(shù)據(jù)分析和監(jiān)控，還開發(fā)出了物聯(lián)網(wǎng)云平臺APP，通過RS485通信線收集耳標(biāo)識別器和電子磅秤的數(shù)據(jù)，再通過4G模塊將數(shù)據(jù)解析加密后發(fā)至云平臺。云平臺通過統(tǒng)計(jì)這些數(shù)據(jù)對豬的狀況進(jìn)行分析，并將統(tǒng)計(jì)和分析結(jié)果存檔或通過手機(jī)、電腦端查看（圖4）。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)可以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)中的人力成本，后續(xù)將在試驗(yàn)場擴(kuò)大應(yīng)用，并在養(yǎng)豬業(yè)內(nèi)進(jìn)行推廣。