智能母猪饲喂系统的高效可靠数据通信协议设计

为解决智能母猪饲喂系统群养饲喂站与后台饲喂管理系统之间的数据同步问题,基于ARM Cortex-A9嵌入式平台、TCP/socket通信技术和数据库技术,提出一种智能母猪饲喂系统的高效可靠数据通信协议。设计通信协议的帧格式、大文件序列化传输机制、处理通信异常的心跳包机制和CRC校验算法。试验结果表明:该通信协议可以实现智能群养母猪饲喂站与后台饲喂管理系统的双向稳定通信;CSV传输大文件的平均提速达68%以上;设计的心跳包与socket重连机制可以有效处理通信异常,客户端重连socket响应时间平均相对误差不超过5.91%;CRC校验算法对随机单比特错误和双比特错误的误码检出率100%。该研究为实现群养母猪的个体精细饲喂提供支持。     

基于PLC的妊娠母猪饲喂控制系统研究

为解决妊娠母猪智能饲喂问题,设计一种可群养的妊娠母猪饲喂控制系统。系统采用无线射频技术、RS485传输技术和PLC、触摸屏、远程电脑的软硬件共同集成。根据妊娠母猪一般性喂食规律和操作员操作习惯,设计妊娠母猪饲喂信息表和猪只信息表管理妊娠母猪饲喂和生产信息。并根据猪只进站进食习惯,设计入口门控制、食槽门控制、分选门控制方案。依据动物福利养殖规程,将同网饲喂站间饲喂信息共享,实现大群饲养。饲喂结束后,定时将猪只体重、饲喂信息传给远程电脑,并生成统计报表。该文为中、小型养殖场妊娠母猪智能饲喂系统设计方面提供参考。     

怀孕母猪精准饲喂单体采食站的设计研究

为满足群养状态下怀孕母猪的整个怀孕期的精准饲喂需求,研制了一款群养状态下怀孕母猪独立封闭状态采食的精准饲喂单体采食站及其配套控制系统,可针对不同母猪进行个性化的饲喂曲线、水料配比等参数设置。设计带触碰式自锁机构的进门装置,实现母猪不受打扰而安静地采食。采用螺旋输送的精准下料机构,通过控制螺旋的旋转圈数和角度,精准地控制采食站的每次下料量。     

智能化母猪饲喂控制系统设计与试验

母猪饲喂是生猪养殖中极为重要的一部分,为提高母猪产仔率,设计一种智能化母猪饲喂控制系统,该系统基于嵌入式Linux,硬件设备包括Exynos4412母板、外围控制电路集成接口板以及传感器和执行机构,负责对母猪进行信息采集、定时定量下料下水并控制装置中猪的数量。软件主要由驱动程序与应用程序协同工作保持饲喂逻辑正常运行,服务器建立在云端,应用层通过调用SQlite-API完成与后台的实时数据同步,实现精细化饲喂。试验结果表明:控制系统下料误差小于3.6%,下水误差小于3.75%;能够实时监测猪只的体温信号,重复测温误差为±0.2℃,利于饲养员对母猪健康的管理。     

物联网对母猪智能化管理技术应用的研究

本文结合TEAM（TotalElectronicAnimalManagement）母猪电子群养系统妊娠舍工作站中的母猪电子饲喂管理系统（ESFS）与海门市鹏翔循环生态农业园的数据反馈，从成本、管理等方面对比说明物联网技术在母猪养殖方面的具体优势。     

母猪智能化精准饲喂系统研究现状及展望

母猪智能化精准饲喂系统是一种满足动物福利要求的精准饲喂母猪的智能化群养系统。介绍了母猪智能化精准饲喂技术、精准饲喂系统工作原理,总结了国内外母猪精准饲喂系统研究现状,指出国内研究存在的问题并提出发展方向,为国内母猪智能化精准饲喂系统开发研制提供参考。      

犊牛饲喂信息系统设计与给奶量预测研究

我国大型牧场在营养免疫与管理效率等方面对犊牛集约化养殖要求不断提高,为此设计了犊牛饲喂信息系统,与养殖管理人员工作模式变革的需求相适应,实现不同日龄犊牛饲喂全过程数据的可视化管理,利用改进的Logistic回归算法预测犊牛的给奶量,实现自动化精确饲喂,保障犊牛的健康发育。基于B/S架构设计了犊牛饲喂信息管理系统,能够采集犊牛基本信息、犊牛体质量、犊牛历史饮奶信息、犊牛实时饮奶信息、饮奶站工作状态等全流程、全要素的各类数据,并实现数据的前端显示和后端保存,实现犊牛饲喂全过程中数据的可视化。基于改进的Logistic回归算法,建立了犊牛给奶量和代乳粉浓度预测模型,改进后的算法运行时间可缩短至0.3s,算法的效率提高12倍。犊牛养殖试验表明,预测模型具有良好的准确性,试验中犊牛平均实际饮奶率达到95%以上。提高了牧场犊牛管理的智能化、精细化水平,降低了饲喂成本,提高了奶牛场的综合效益。     

基于物联网的规模化畜禽养殖环境监控系统

规模化畜禽养殖已经成为畜禽养殖的趋势,其对环境的要求比较严格。为此,基于物联网技术对规模化畜禽养殖环境监控系统进行了设计。该系统采用簇型无线传感器网络结构,进行了智能管理模型设计。系统以MSP430单片机为现场控制中心,采用RFID技术,组建猪只智能群养管理系统;依据分布在养殖环境的传感器获得的环境参数,精确调整猪舍环境;采用B/S(浏览器/服务器)模式,通过远程控制系统,实现远程实时监控。试验结果表明:该系统性能稳定,对信息的无线采集、环境自动调控及远程可视化调控均达到实际需求,适合畜禽养殖智能化精准管理,可应用于规模化、智能化畜禽养殖业。     

哺乳母猪智能饲喂系统设计与试验

为实现哺乳母猪智能饲喂、人机交互友好和易检修,设计一套包括智能饲喂器、手持终端PDA、中央控制器和CAN-Bus总线的哺乳母猪智能精准饲喂系统,可在现场方便进行猪只出入栏管理、猪只状态动态监测、异常情况实时报警功能。在云南省某规模化母猪场安装280台哺乳母猪智能饲喂器,与配置传统饲喂的生产线进行生产性能对比试验。试验结果表明,智能饲喂实现人机交互友好、触碰下料、智能湿拌、无接触操作和易检修的特点。智能饲喂较传统饲喂相比,可提高母猪平均日采食量0.673 kg,日饲料浪费量减少0.345 kg,智能饲喂和传统饲喂不同日龄的平均日采食量和日饲料浪费量存在极显著差异(P<0.01);月产健仔数提高10.44%,窝均健仔数增加0.69头,21天断奶仔猪均重增加0.370 kg;哺乳母猪背膘损失降低34.43%,7天断配率提高4%。对系统进行投资回报率分析,智能饲喂能有效减少饲料浪费,提高生产成绩,投资回报率高,可有效助力规模化猪场降本增效。该研究对母猪智能饲喂系统的开发和应用提供参考。     

基于Java的农机作业调度管理Web平台架构技术研究

为了解决农机的派出、组织生产和质量监控等缺少有效管理技术手段的问题,基于B/S架构,使用Java语言和Web服务器,开发了农机调度管理服务平台框架。平台前端以JSP实现与用户交互界面,主要实现了注册用户对个人信息的管理、管理人员和作业人员的双向搜索等功能;平台后端的业务逻辑用Java语言实现。在作业前,可以将农机机具、作业人员信息和农田地理信息录入到调度系统中,根据实际农田作业需求,利用GPS导航规划路径;在作业时,可以对作业质量和作业效率进行监控,从而有效地提高了农机的管理水平;最后,使用调度系统和不使用调度系统对6个农田地块的作业效率进行了对比,验证了系统的可行性。     

融合体尺信息的封闭式种猪性能测定站设计与试验

针对现有封闭式种猪性能测定站自动化程度不高、无法提供种猪体尺信息等问题,设计了一种集种猪自动识别、体质量自动称量、采食量自动统计、体尺自动测量于一体的封闭式种猪性能测定站。该系统机械部分采用前后端分离设计,通过设计采食门装置和门禁装置为种猪提供封闭测量环境,在此基础上,基于FIR滤波设计了种猪体质量动态称量算法,基于椭圆拟合设计了种猪理想姿态筛选算法,并进一步提出了基于包络分析的种猪体尺测量算法。分别进行了利用实际猪群模拟种猪生长性能验证试验和体尺测量试验,试验验证结果如下：生长性能试验猪群自由采食日均次数8.94次、日均采食时间92.93 min、群体料肉比2.66,Logistic拟合的生长曲线拐点日龄为126.18 d、拐点体质量72.70 kg,符合猪群的生长规律;体尺测量试验中猪群能够筛选出理想姿态帧,体长、体宽、臀宽、体高、臀高等体尺的平均相对检测误差分别为3.69%、2.53%、2.60%、2.59%、2.17%,满足体尺测量要求。试验结果表明,本文设计的封闭式种猪性能测定站可用于种猪的生产性能测定,能够同时提供种猪体质量、采食量和体尺等信息,提高育种效率。     

基于加速度传感器的本交笼种鸡个体行为监测与识别

为了监测种鸡行为、了解鸡群的健康状况,实现本交笼养下种鸡个体行为的自动识别,设计了一种基于九轴加速度传感器和蓝牙无线传输的本交笼种鸡个体行为实时监测系统。采用小波sym降噪对原始数据预处理,根据不同行为的加速度曲线波动性提取加速度数据特征值,利用K-means聚类算法对行为特征进行识别,得到稳定的聚类中心;进行了加速度传感器读写距离测试和以充电宝、锂电池作为供电设备的供电情况对比;同时利用视频监控验证种鸡的5种行为。结果表明,该系统能够快速且连续不间断地采集本交笼种鸡个体行为信息,准确识别种鸡个体的多种行为,采食行为平均识别精度为94.31%,饮水行为平均识别精度为92.53%,打斗行为平均识别精度为84.03%,交配行为平均识别精度为72.00%,振翅行为平均识别精度为9231%。本研究有助于无损、快速识别种鸡个体行为,为本交笼养模式配套设施设备优化设计和高效管理提供科学依据。     

泵站变压器经济运行分析及实时监

针对目前泵站变压器经济运行可操作性差，节能效果不明显等缺点，从分析泵站变压器经济运行的特点入手，在详细讨论了泵站变压器经济运行原理及判定原则的基础上，设计开发了基于Profibus-DP现场总线的变压器经济运行实时监控系统。该系统通过实时采集变压器现场数据，经分析计算和判断，选取变压器经济运行方式，自动投切变压器。实际试运行表明：系统具有计算判断准确，投切可靠，节能效果明显等特点，很好地满足了泵站安全、高效、节能的运行要求。     

大田WSN生态测控系统的Internet远程接入设计

提出了一种利用无线传感器网络技术和Internet技术实现大田远程管理和精确测控的方案。该方案基于IEEE802.15.4/ZigBee协议组织网络,以基站为数据中心,并通过GPRS网络接入因特网,实现大田WSN与In-ternet无缝连接。在分析了协议转换方法的基础上,对基站的硬件结构进行了详细设计。采用该方案可将Inter-net网络延伸至农田,为建设精确化、自动化和信息化的农业实时测控系统提供参考。     

基于STM32和OneNet云平台的奶牛计步器系统设计

奶牛活动量的及时准确监测对奶牛发情检测具有重要意义,为了实现奶牛活动量的无线远距离实时监测,设计一种基于STM32和OneNet云平台的奶牛计步器系统。系统采用STM32单片机作为主控制器,基于ADXL345加速度传感器来实时检测奶牛运动状况,同时利用ESP8266 WIFI实现活动量数据到OneNet云平台的传输。并通过LabVIEW开发奶牛计步器上位机监控系统,实现奶牛活动量的实时监视功能。测试结果表明：系统安装方便,实时性好,对奶牛活动计步的准确率可达97%以上,能够实现奶牛活动量的无线远程监测,及时有效地对发情状态的奶牛进行干预,对奶牛养殖的信息化和智能化具有一定的应用价值。     

生猪液态饲料智能喂料车设计与试验

针对基于管道输送的生猪液态饲喂系统投资大、对使用人员素质要求高、设备故障需要专业技术人员进行维修等问题,设计一种生猪液态饲料智能喂料车。喂料车与搅拌站之间采用Zigbee通讯,组网运行,实现装料、运送及投料的自动巡航控制;喂料车采用磁钉、磁控开关实现自动认址、定位及精准停车;采用螺杆泵送料,实现精准饲喂。样机试验结果表明,喂料车满载情况下通过提前减速可以实现在目标站点精准停车(位置偏差≤1 cm);以预设的3、5、10 kg为投喂量,喂料车实际投喂量误差可以控制在2.5%以内。与管道式生猪液态饲喂系统相比,基于智能喂料车的生猪液态饲料自动饲喂系统具有投资少、设备运行可靠性高等优点,可广泛适用于中小规模养猪场,对生猪液态饲喂技术的推广提供技术支撑     

基于北斗卫星通信的林区小气候监测系统研究

为实现无手机信号林区生态系统参数的实时监测,基于北斗卫星短报文、物联网和云存储等技术,设计了一种林区小气候实时监测系统。该系统由小气候监测站、云服务器和系统软件构成,可实现林区大气、土壤、光照和植物等多参量的实时监测、云存储、动态查询、报表生成和大数据分析。系统对森林火险天气指标的计算进行平滑处理,加入了枯枝落叶层土壤湿度火险因子,实现了森林火险天气等级预报功能,为局部林区的防火预警服务。通过2017年3—5月在北京鹫峰国家森林公园的连续测试实验,3个小气候监测站可以稳定可靠地获取11种林区小气候数据,北斗卫星传输正确率分别为98.57%、99.43%和99.59%,达到了对林区小气候进行长期实时监测的目的,通信费用低于铱星卫星通信。该系统自2016年在北京、内蒙古、河北和河南等地推广应用,为林区的生态大数据获取和分析提供服务。     

基于深度学习的柑橘病虫害动态识别系统研发

柑橘是我国重要的经济林果之一,因种植区多在山区坡地,病虫害防治给管理带来了很大困难,在线监测与专家决策成为现代农业发展的方向。本文采用物联网技术和深度学习方法,基于尺度可变视频流信息,设计并构建了一套基于柑橘叶片的病虫害动态识别系统。该系统实现了全方位智能控制,解决了实时叶片图像变形和尺度缩放等问题,实现了柑橘图像的动态采集和智能识别。叶片检测的MAP达到87.72%,病害识别准确率达到95.46%,系统运行结果表明,该系统可有效实现柑橘智能监控的管理,为病虫害物联网监控提供参考。