摘要：智慧畜禽养殖管理平台是畜禽物联网应用平台，可以对养殖环境、畜禽和设施设备等实行智能管理，形成畜禽养殖标准化管理模式，从而提高畜禽养殖效益。智慧养殖管理平台的主要功能模块如图1所示。

智慧农业关键技术中设施畜禽养殖的应用

1 智慧畜禽养殖管理平台

智慧畜禽养殖管理平台是畜禽物联网应用平台，可以对养殖环境、畜禽和设施设备等实行智能管理，形成畜禽养殖标准化管理模式，从而提高畜禽养殖效益。智慧养殖管理平台的主要功能模块如图1所示。

图1智慧畜离养殖管理平台功能模块

智慧养殖管理平台由多个既相互独立又相互协调的系统组成，主要包括智能传感系统、智能传输系统、智能控制系统和智能监控管理系统。

①.智能传感系统

畜禽养殖有较高的环境要求，畜禽健康水平和备禽产品品质都与养殖环境质量密切相关。养殖场内温度、湿度控制不合理、有害气体（如CO2、H2S、NH3)过量等都是畜禽疾病的重要诱因，合理调控畜禽养殖环境是防止畜禽疾病产生和传播的重要前提。智能传感系统的作用主要体现在以下两个方面：一是使用传感器监测养殖环境是否适宜，包括CO2、H2S、NH2等气体含量超标与否，温度、湿度、噪声等指标是否合格等；二是通过视频监控技术监控畜禽活动状况，以射频识别技术或畜禽面部识别技术识别畜禽个体，以便在问题出现时及时找出异常畜禽。

②.智能传输系统

智能传输系统主要运用4G、5G、NB-loT、ZigBee、LoRa、RFID、Wi-Fi、蓝牙等技术连接无线采集节点、无线控制节点、无线监控中心、无线网络管理软件等，以实现畜禽养殖信息自动传输功能。

③.智能控制系统

智能控制系统通过将控制器与养殖设备相连，根据用户预先设定的养殖环境指标、饲喂时间、饲喂用量等相关阀值，结合实时获取的环境、畜禽状态设备等信息，对养殖环境调节设备（如加热器、风机、湿帘）、饲喂设备等进行远程控制，确保畜禽在适宜的生长环境中得到精细饲喂。

④.智能监控管理系统

智能监控管理系统可以采用浏览器/服务器模式或客户机/服务器模式架构，用户通过互联网就能随时随地访问该系统。智能监控管理系统的功能主要包括数据展示和自动报警。

(1)数据展示，养殖场部署的环境监测传感器与无线通信模块相连，其采集的温度、湿度、CO2浓度、NH3浓度等数据可实时传输至智能监控管理系统，并以图形、列表等形式展示出来。RFID标签中写人的畜食品种、出生时间、出生地点、是否防疫、饲料使用、饲喂次数等信息以及智能摄像头提供的实时监控画面等都可以上传至该系统供用户查看。用户可以根据实际情况在系统上设定数据采集的时间和频率。

(2)自动报警。在数据实时采集过程中，当发现畜禽养殖环境、畜禽或养殖设备等出现异常时，系统会自动报警。报警信息可以在系统界面显示，也可以以短信形式发送给管理人员，从而提高处理效率，减少损失综合来看，建设智慧畜禽养殖管理平台、开展智慧畜禽养殖管理的意义主要体现在以下六个方面。

①降低养殖成本。将物联网应用于养殖过程，在畜禽养殖现场安装智能监测设备，监测环境信息及畜禽生长状态，在终端进行远程监控及相关设备控制，养殖生产资料可以根据实际需求得到合理分配，提高资源利用率，降低生产成本。

②提高生产效率。运用智能感知设备进行数据采集，通过无线网通信技术进行数据传输，数据分析、处理由大数据和云计算技术完成，以上这些都减少了对人工操作的依赖，降低了误差产生的可能性，使管理、决策过程更加科学，提高生产效率。

3增加产量。通过物联网开展规模化、专业化、标准化、模式化畜禽养殖，实时监测和调控畜禽养殖环境，利用自动喂料设备进行智能精细投喂，使畜禽保持良好的生长状态：在畜禽繁育时期，以基因优化原则为基础，结合传感器技术、射频识别技术、预测优化模型技术实现科学配种，保障繁育率，最终增加总体出产量，④形成精准化养殖体系。以技术代替人为操控，对各个养殖指标进行多维度对比分析，建立畜禽养殖方案数据库，在海量数据和精准计算的支撑下，实现科学决策，不仅可以降低养殖场的运营风险，还可以提取出更加高效的养殖运营模式，形成易于推广和复制的精准化养殖体系。

⑤提高市场竞争力。养殖企业能否提高竞争力，关键在于是否能够将科学技术应用于产业化布局过程。利用物联网可以提高养殖水平，降低生产成本，提高产品质量，而成本和品质恰好是衡量市场竞争力的重要指标，故而利用物联网有利于打造良好的品牌形象，赢得市场认可。

⑥建立行业标准。掌握智慧养殖的关键技术，积累生产数据，探索畜禽生长的环境标志，有利于修正现有养殖经验，为后期开展养殖工作提供指导，逐渐形成行业标准，加快畜禽业信息化进程。

2 畜禽养殖环境监测与调节

畜禽的生长状态和备禽产品品质受畜禽品种、养殖环境、饲料、疫病等的影响，其中，养殖环境因素的影响最为明显，如空气湿度、气体浓度、光照强度、通风率、噪声等参数。传统畜禽养殖管理的人工参与程度高，数据的采集和记录大多由养殖人员完成，没有系统的数据存储与管理设备，养殖环境调节也多依赖人力，由于智能化、标准化水平低，对养殖经营、产品质量等的管控不足，传统备禽养殖业的规模化进程缓慢。物联网是推进畜禽养殖管理信息化的关键技术，综合应用物联网技术监测畜禽养殖环境和畜禽生长状态，开发云服务平台远程调节养殖环境，将会使养殖效益得到明显提升。

①.环境及生长状态监测

在畜禽生长过程中，适宜的环境尤为重要，畜舍的通风状况、光照强度、温湿度条件以及噪声水平等都会影响备禽的生长状态，畜舍通风不良，CO2、H2S、NH3等气体浓度过高会诱发畜禽疾病；温度、湿度过高或过低都会增加畜禽的患病概率；过量噪声刺激会对备禽的代谢产生不良影响。所以，提高畜舍环境监测水平有其必要性，是科学进行环境调节的前提，也是保障畜禽健康的重要一环。

通过在畜舍内安装各类环境监测传感器，监测温度、湿度、气体（如CO2、H2S、NH3)浓度、光照等指标，所采集的数据通过无线网络自动传输至云服务平台，经分析处理后在后端管理平台进行可视化展示；通过平台或APP查询，养殖人员即可掌握畜舍环境实时数据，便于进行管理。另外，在畜舍内安装监控设备监控畜禽的状态，所得视频资料可以作为判断环境状况和畜禽生长情况以及诊断疾病的依据。所有数据存储在云服务平台，结合数据分析和养殖经验归纳养殖方法，并进行科学验证，有利于提高养殖水平，这些数据也可以作为溯源数据应用于溯源环节，推动畜禽溯源体系建设。

②.畜舍环境调节

畜舍环境调节设备自动控制结构图如图2所示，环境调节设备（如加热器、湿帘、风机、开窗机等）通过云平台的智能控制系统与畜舍环境监测系统相连，实现设备联动控制。结合养殖标准和实际养殖情况，养殖人员可以设定环境参数阀值，当环境参数数值超出阀值范围时系统自动报警，同时启动相应的环境调节设备，合理调节畜舍环境：当环境恢复到理想状态时，环境调节设备停止运行。养殖人员可以从PC端或手机APP了解环境信息和设备运行的状态，接收报警信息，也可以对与系统连接的环境调节设备进行远程控制。

图2畜舍环境设备自动控制结构图

3 畜禽精准饲喂

随着优质畜禽产品市场需求量不断增加，畜禽饲养模式逐渐向精细化方向转变，依据畜禽成长阶段和身体状况的不同，通过数据采集、传输、分析技术对精准饲喂及时控制，开展科学精准饲养，对于满足畜禽营养需求、提高养殖效益具有明显作用。

①.精准饲料配方设计

畜禽的营养主要摄取自饲料，不同生长阶段的畜禽有不同的营养需求，仅凭人的经验确定的饲料配方中的营养元素不均衡，容易造成备禽营养不良或过剩的情况，饲料使用效率低下，为提高饲料配制的精确度，可以在饲料配方设计的过程中对大数据和云计算技术加以利用。具体方法是：采集畜禽品种、生长周期、日常采食量、体重等信息，制作与品种、生长周期相对应的采食量变化趋势图和体重变化趋势图，通过云计算分析得出每只备禽正常生长所需的营养成分。在初拟配方试验所得大量数据的基础上，运用大数据技术进行数据分析处理，从中总结出营养成分与饲料种类及用量的精准对应关系，再开展饲料配置工作。在配制过程中，借助于红外饲料分析仪检测所配饲料中的营养成分含量，最终实现精准的饲料供给。同时，也可以建立饲料调配的数学模型，供日后设计饲料配方使用。养殖人员即使不具备系统的营养学和统计学知识，也可以快速精确地配制词料，科学饲养备禽。

②.精准饲喂系统

精准饲喂系统由供电系统、可编程逻辑控制器、信息采集模块、通信模块以及饲喂设备组成，并连接数据处理平台。控制器用于控制信息采集设备及饲喂设备的启停：信息采集模块配置RFID读写器、称重传感器、计时器：无线网络用于信息传输。

精准饲喂系统给畜禽佩戴载入了编号、品种、体重、生长周期、饲喂需求等信息的RFID电子耳标，当畜禽进入饲喂区域时，被单独隔离，RFID读写器读取备禽的耳标信息并传人数据处理平台，平台计算出所需饲喂量，将其发送给控制器，控制器控制饲喂设备进行饲料供给。在采食环节，系统自动记录畜禽采食时长、采食量，畜禽采食前后的体重数据，一并传输到数据处理平台，生成饲喂曲线，据此，养殖人员可以实时掌握数据的动态变化趋势。

与饲料、畜禽等相关的信息通过无线通信技术实时传输至数据处理平台进行存储，养殖人员登录平台可以远程监控畜禽的生长状况、采食情况以及饲养设备运行情况，查询、下载采食数据，设置系统参数，远程控制现场设备的运行。

来源：青钱柳