智能化養(yǎng)驢場管理平臺建設(shè)的探索與實踐

溫希軍 周喜榮 王 瓊 合斯萊提·斯馬依 李天斗 王田田 買買提·克玉木

（1.新疆畜牧科學(xué)院畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息研究所 烏魯木齊 830011；2.新疆畜牧科學(xué)院 烏魯木齊 830011）

新疆是我國重要的驢養(yǎng)殖區(qū)，存欄數(shù)多年位居全國前列，2019年底新疆驢存欄數(shù)為36.14萬頭，占全國驢總存欄量的13.90%。新疆具有優(yōu)越的草資源條件和種植業(yè)豐富的秸稈資源，擁有驢品種、數(shù)量資源優(yōu)勢，為驢產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了得天獨厚的條件。驢全身是寶，驢肉、驢皮、驢乳等均是極好的佳肴食品和藥用膳品，具有極高產(chǎn)品開發(fā)和經(jīng)濟(jì)價值。近年來，隨著人們生活水平提高，驢肉、驢乳和以驢皮為原料的阿膠產(chǎn)品需求量逐年上升，價格不斷上漲，比較效益日益顯現(xiàn)。據(jù)了解，現(xiàn)在南疆種驢每頭售價已達(dá)8 000元至1萬元，役驢售價已達(dá)3 000元至5 000元。驢乳收購價為每千克25元，農(nóng)民飼養(yǎng)1頭乳驢每年可收入1 500元至2 500元。與牛羊等相比，單位投入產(chǎn)出比較高，驢養(yǎng)殖已成為農(nóng)牧民養(yǎng)殖業(yè)收入的重要組成部分，也成為農(nóng)牧民實現(xiàn)脫貧致富奔小康目標(biāo)的一種重要手段。

隨著畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，規(guī)?；I(yè)化水平不斷提高，畜牧業(yè)已成為新疆地區(qū)農(nóng)業(yè)的重要支柱產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前，新疆地區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展的主要矛盾已經(jīng)由數(shù)量不足轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代化程度低、加工落后、效益低下以及畜產(chǎn)品大市場與小生產(chǎn)之間的矛盾，嚴(yán)重影響和制約了畜牧業(yè)由傳統(tǒng)方式向現(xiàn)代發(fā)展方式轉(zhuǎn)變[1]。將物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)整合應(yīng)用于畜牧業(yè)生產(chǎn)周期較長、投入要素與資源較多的養(yǎng)殖管理過程，對提高畜牧養(yǎng)殖管理水平、企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益增收，對改造和提升傳統(tǒng)畜牧業(yè)，開拓創(chuàng)新現(xiàn)代畜牧業(yè)，加快推進(jìn)畜牧業(yè)的現(xiàn)代化建設(shè)，都具有重大而迫切的現(xiàn)實意義。信息化技術(shù)應(yīng)用于大眾化的牛、羊、豬場信息化管理系統(tǒng)在全國有很多且應(yīng)用成熟，而將信息化技術(shù)應(yīng)用于小眾化的養(yǎng)驢場在全國數(shù)量很少，特別在新疆還處于空白。這其中的主要原因，不是養(yǎng)驢場沒有信息化建設(shè)需求，而是因養(yǎng)殖企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)信息化意識局限、企業(yè)信息化資金不足等問題一直未得到有效關(guān)注與解決。實際上，養(yǎng)驢場信息化的市場需求還是客觀存在的，它的應(yīng)用場景與發(fā)展前景也非常廣闊。

1 智能化養(yǎng)驢場數(shù)據(jù)中心建設(shè)

1.1 驢匹個體信息管理養(yǎng)殖場驢匹個體標(biāo)識，主要通過芯片式電子耳標(biāo)設(shè)備來進(jìn)行個體區(qū)分與識別，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行智慧化準(zhǔn)確飼喂與個性化精準(zhǔn)管理操作。驢匹個體信息表，主要包括除驢匹編號、驢匹性別、出生日期、品種等基本信息外，還記錄父母輩信息以方便后面繁育管理。

1.2 驢場、驢舍信息管理對驢場信息進(jìn)行名稱、地址、負(fù)責(zé)人等初始化后，對驢舍進(jìn)行編號化管理，驢匹個體通過電子耳號與之相對應(yīng)的驢舍類型進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

1.3 養(yǎng)殖環(huán)境的感知與控制毛驢的養(yǎng)殖環(huán)境參數(shù)監(jiān)測耗時耗力，成本較高，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，可以精確掌握毛驢的養(yǎng)殖環(huán)境變化情況，通過氨傳感器可以判斷毛驢養(yǎng)殖環(huán)境的清潔程度，從而提醒飼養(yǎng)員是否需要進(jìn)行清理工作，促進(jìn)驢健康養(yǎng)殖，有效降低驢的發(fā)病率。

智能化養(yǎng)驢場管理平臺以Arduino單片機為數(shù)據(jù)采集終端的核心部件，在其上集成空氣溫濕度、氨濃度、二氧化碳濃度、光照強度等傳感器，設(shè)置在不影響毛驢活動的區(qū)域，采用無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，通過http協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器。在養(yǎng)殖場的核心區(qū)域安置無線網(wǎng)橋，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集節(jié)點的無線覆蓋。在每個養(yǎng)殖區(qū)域配備1~2臺空氣加濕器和風(fēng)扇，使其通過繼電器與Arduino單片機連接，為通風(fēng)系統(tǒng)和空氣濕度的調(diào)控提供管控接口。

利用J2EE技術(shù)，采用SSH2架構(gòu)搭建系統(tǒng)軟件平臺，實現(xiàn)Arduino數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)接收、存儲、查詢與展示，以及溫濕度相關(guān)閾值功能。采用?？低曉婆_攝像頭實現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，可以通過網(wǎng)頁的形式進(jìn)行攝像頭角度調(diào)整和變焦。通過HTML5技術(shù)構(gòu)建手機可訪問的移動端，實現(xiàn)多平臺物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

該項技術(shù)成本較低，安裝布置簡單，可以在電腦、手機、平板電腦等多平臺應(yīng)用，能夠利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效提高毛驢養(yǎng)殖環(huán)境的舒適程度，減少大量人工開支，科學(xué)系統(tǒng)地實現(xiàn)數(shù)字化毛驢養(yǎng)殖。

2 智能化養(yǎng)驢場管理平臺建設(shè)

2.1 養(yǎng)殖管理在養(yǎng)殖過程中，通過門式自動RFID閱讀器或手持RFID閱讀器對驢匹RFID電子耳標(biāo)進(jìn)行批量或單獨讀寫，包括驢匹飼喂信息、防疫信息、用藥信息等，再通過無線通信（防水防塵、大功率增益無線接入點與外部天線）將數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)平臺[2]。個性化的精準(zhǔn)化飼喂功能也通過這個管理過程來實現(xiàn)，首先根據(jù)驢匹年齡段進(jìn)行分舍，再利用自動飼喂器來實現(xiàn)不同年齡段驢匹的精準(zhǔn)化飼喂管理。驢舍的環(huán)境感知與控制也是在這個模塊中實現(xiàn)。驢匹的體重、身高等動態(tài)信息也在養(yǎng)殖管理模塊進(jìn)行管理。

2.2 繁育管理繁育管理主要是對繁育驢的各個階段進(jìn)行記錄并在關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行提示。例如已經(jīng)發(fā)情的驢匹會根據(jù)發(fā)情天數(shù)自動提示何時配種，而對已經(jīng)懷孕的驢匹會根據(jù)其妊娠天數(shù)計算出預(yù)產(chǎn)期，使工作人員在母驢分娩前做好相應(yīng)的準(zhǔn)備，進(jìn)而達(dá)到對繁育驢的保護(hù)。繁育管理模塊主要包括繁育信息錄入、繁育提示、繁育查詢、繁育統(tǒng)計四個部分。

2.3 疫病管理疫病管理主要包括免疫管理、病歷管理與健康監(jiān)測管理。免疫管理除實現(xiàn)驢流感、腺疫等的疫苗免疫登記外[3]，還設(shè)置第二針、第三針到期免疫提醒功能。病歷管理對驢匹所患疾病時間、名稱、所使用治療藥物與方法以及治療后的效果進(jìn)行登記，方便今后查詢、統(tǒng)計，以更好開展驢場疾病預(yù)防工作。健康監(jiān)測主要包含驢場健康監(jiān)測、驢匹健康監(jiān)測及驅(qū)蟲提醒三個部分[4]。

2.4 專家的遠(yuǎn)程問診及技術(shù)支撐毛驢的規(guī)?；B(yǎng)殖需要專家的技術(shù)支撐，而專家資源是十分有限的，智能化養(yǎng)驢場管理平臺的建立，通過網(wǎng)絡(luò)平臺和高清云臺攝像頭實現(xiàn)專家的遠(yuǎn)程問診及技術(shù)支撐。專家可以通過智能化養(yǎng)驢場管理平臺遠(yuǎn)程對毛驢的養(yǎng)殖進(jìn)行指導(dǎo)，進(jìn)行疫病防控預(yù)警，可以十分便捷地通過網(wǎng)絡(luò)平臺與毛驢養(yǎng)殖戶進(jìn)行交流和信息發(fā)布。2.5 無害化處理 對非正常死亡驢匹，除在該模塊記錄死亡時間、死亡原因、無害化處理方法等信息外，還加入無害化處理過程攝像、錄像，以及無害化證明等多媒體圖像處理、視頻信息，用于后期檢查印證[5]。

3 結(jié) 語

驢產(chǎn)業(yè)作為畜牧業(yè)的重要組成部分，它的興衰與存亡不僅事關(guān)一個畜種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和生物多樣性，而且事關(guān)邊疆地區(qū)的民族團(tuán)結(jié)與穩(wěn)定。將物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)應(yīng)用于驢的現(xiàn)代化養(yǎng)殖，構(gòu)建“物聯(lián)網(wǎng)（人工智能、大數(shù)據(jù)）+特色驢養(yǎng)殖+新疆綠色生態(tài)環(huán)境”新型養(yǎng)驢模式，不僅能夠讓養(yǎng)驢企業(yè)提效增收，而且會助推新疆畜牧業(yè)的健康發(fā)展。