物联网技术在畜牧业中的应用

简述了物联网的技术特点,并结合畜牧业养殖、生产、加工和畜产品安全的特殊环境和条件,介绍了物联网技术在畜牧业各主要环节应用情况和注意事项;分析了物联网技术在现代畜牧业发展的应用前景,以及目前推广物联网技术所存在的问题和建议。     

基于改进型支持度函数的畜禽养殖物联网数据融合方法

物联网技术已广泛应用在畜禽养殖中,针对畜禽养殖物联网中数据异常实时检测以及多源感知数据融合的需求,该文提出了一种畜禽养殖物联网数据融合模型。首先对传感器采集到的原始数据进行一致性检测,确保数据准确性;其次针对来自同类型传感器的多源同构数据,采用基于改进型支持度函数的加权算法进行数据融合处理,提高融合数据准确度;最后根据畜禽养殖物联网编码规则和数据组织格式,对畜禽养殖过程中的异构感知数据进行统一描述并转换为标准数据格式,为数据分析和应用提供数据基础。该文采用实际生产中的生猪养殖物联网数据进行试验,结果表明:在数据一致性检测阶段,异常数据检测率为96.67%,保证了数据质量;在多源同构数据融合计算中,该文提出的改进型支持度函数与高斯型、新型2种支持度函数相比融合方差最小,为0.192 5,能够有效提高数据融合准确度,满足畜禽养殖物联网数据分析要求。     

北京市设施农业物联网应用模式构建

该文围绕北京市农产品质量安全和生态环境安全问题,结合北京市"菜篮子"工程要求,按照设施农业产前、产中、产后全产业链条,采用生物、传感器、无线通信和自动化控制等技术,研究构建符合北京市设施农业现状和发展需求的物联网应用模式,主要包括利用具有自主知识产权的物联网技术,建设基于设施农业的感知环境,搭建低成本无线自组织传输网络,建设北京设施农业物联网云服务平台、智能决策服务和反馈控制系统,实现病虫害远程诊断、监控预警、指挥决策,实现肥、水、药智能控制和设施农产品质量安全监管与追溯等,并制定出配套的相关技术标准,为中国设施农业物联网技术标准制定提供参考。北京市设施农业物联网应用模式的成功构建将为国内外其他地区设施农业物联网体系建设提供可借鉴模式。     

设施大棚生产物联网应用系统研究与开发

设施大棚生产物联网应用系统是将物联网技术应用到设施大棚生产当中,通过传感设备、传输设备和管理服务平台共同组成一套设施大棚的＂物联网＂,农户可以实时得到大棚内外各项指标的准确数据,也可以借助物联网技术实现对大棚的远程控制以及专家远程诊断,从而充分解决上述问题,对指导设施大棚生产有重要意义。     

基于物联网的内河小型渔船动态信息监控系统设计

为规范内河流域渔业生产秩序,保障渔船作业安全,该文设计了基于物联网的内河小型渔船动态信息监控系统。该系统集成了无线传感器网络、远程信息传输、远端后台监控等多种技术方法。其中,无线传感器网络主要用于获取包括渔船位置、电捕鱼违法监测信息和渔船超载检测信息等渔业现场数据。依靠Zig Bee技术,该网络实现了对不同类别传感器数据的汇聚、判断以及远程播发。远程信息传输是利用GPRS/GSM移动通信网络与互联网传输技术,实现了多渔船作业信息向后台监控中心的实时传输。后台渔政监控中心,具有渔船在电子地图上的识别与定位,渔业生产的实时监控以及渔政执法的决策辅助等功能。该系统经测试,可满足内河流域作业渔船在实时监管和安全保障等方面的需求,提高了农业渔政管理的水平。     

规模化兔场生产监管系统的设计与实现

针对规模化兔场易产生的环境恶化快、配种繁殖乱、近交衰退、管理效率低等问题,该文基于无线传感器网络、网络通信等物联网技术,设计了规模化兔场生产监管系统。在实现生产过程管理的同时,重点实现了规模化兔场的远程环境监测与亲缘关系分析功能。设计研制了低功耗兔舍环境监测节点,利用多传感器采集兔舍内氨气浓度、空气温湿度等环境数据,通过节点间自组网的形式构建了兔舍环境监测无线传感器网络,实现了兔舍养殖环境参数的远程传输与在线监测;基于近交系数与亲缘系数的公式模型,对种兔的遗传信息进行存储、计算与分析,实现了种兔亲缘关系的自动分析,最大限度的降低兔体质量受近交影响的风险。该系统已在广东骏威农业有限公司应用,结果表明与人工监管兔舍相比,系统监管兔舍仔兔存活率提高了5.15%,种兔死亡率下降了3.33%,均达到差异显著水平(P0.05),企业生产效率和经济效益也得到全面改善。     

转基因产品可追溯管理及溯源技术研究进展

家畜生产链中的转基因技术作为改善农业技术,提高农业经济效益的新技术,是21世纪不可回避的并需要积极应对的技术领域。鉴于转基因食品、动物饲料及其动物产品的安全与风险并存,本文阐述了转基因生物及转基因动物的概念内涵,总结了世界各国及其消费者对转基因技术及其产品的接受态度,其中欧盟对于GM食品、饲料及GM动物的开发持谨慎的态度,在相关标识及立法上起步早,并随着技术进步不断完善立法。对于食品和饲料的GM的标识阈值欧盟为0.9%,澳大利亚和新西兰则为1%,日本与韩国则对此标识未作要求,美国、加拿大和阿根廷等则对GM产品标识采取自愿的方法,而我国目前的相关立法着重于对转基因产品安全审批,但对终端产品管理和标识尚无界定。其次,本文总结了中国在转基因动物溯源技术方面所开展的工作,一是基本构建了基于基因改良的转基因动物数据库及溯源网络平台(www.gmanimal.com.cn);二是提出了转基因动物产品溯源的全程标识技术路线;三是使用Net及网络数据库技术开发了转基因动物(猪)及其产品全程溯源模式系统,可实现从是否使用转基因饲料和(或)使用转基因动物及其产品生产的正向跟踪及方向溯源,为满足政府的监管及消费者的知情权和选择权在技术上做好了储备。     

分布式多源农林物联网感知数据共享平台研发

由于农业和林业传感器种类繁多、数据传输协议多样,在各个物联网数据应用系统之间形成了信息孤单现象,难以实现物联网传感器数据的交互共享。因此,该文以农林领域常见传感器数据为研究对象,针对不同类型传感器节点及采集数据差异性等特点,采用符号表示法表达传感器节点数据,设计了通用数据交互格式;针对其海量性特点,采用分布式面向服务的结构方法及成熟的开发技术,设计了分布式多源农林物联网感知数据共享平台。该平台由数据中心子系统、数据适配子系统、数据存储子系统、数据发布子系统及数据传输总线5部分组成,分别实现了传感器节点注册、多源差异数据的接入适配、数据的分布式存储、数据标准化发布及数据传输等功能,为农林领域不同物联网设备与数据应用系统之间架起了数据桥梁,实现了农业和林业物联网感知数据的统一管理。目前,平台分别接入了顺义、新疆、杨凌、通州等17个合作单位的550个传感器节点数据,接入数据量每天超过10 000条,运行状态良好。     

基于RFlD技术的动物标识及疫病可追溯体系

研究旨在通过基于RFID技术的动物标识及疫病可追溯体系的建立,提供可靠真实的相关信息,帮助国家对重大动物疫病防控和动物产品安全问题进行有效追踪、溯源并及时解决。在介绍RF1D技术原理及其主要特点的同时,提出了RFID技术在动物的饲养和屠宰中的应用设想,并对RFID在动物标识及疫病可追溯体系中的技术应用进行了展望。     

家禽健康养殖营养调控技术研究进展

近年来家禽业在规模化、商业化上得到了很大发展，越来越多的人开始关注行业的安全和可持续发展，健康养殖问题已成为人们关注研究的焦点。健康养殖应该包括饲养条件、选种、疾病控制、饲料营养、饲养管理、产品质量、动物福利、生态系统，以及工作管理等。该文通过国内外相关文献的调查分析，着重阐述了当前阻碍家禽健康养殖可持续发展的主要营养性问题（如动物食品质量安全、饲料安全、环境污染、生态环境恶化、动物源性耐药菌增多等。）及家禽业健康养殖营养调控技术（如禽产品品质的营养调控技术、生态环境的营养调控、饲料配方、添加剂及饲养方式等），指出畜牧业必须主动生产适应人们现代健康安全膳食所需要的畜产品，这是畜牧业可持续发展的关键所在。     

哺乳母猪自动饲喂机电控制系统的优化设计及试验

随着中国规模化、集约化种猪场数字化智能饲喂需求的快速增加,为解决哺乳母猪少吃多餐且随哺乳日龄变化采食量动态增加的饲喂控制需求,该研究以哺乳母猪为试验对象,将机电系统、无线网络技术、Android技术、SQL Lite网络数据库、电子数据交换与哺乳母猪的营养供给模型集成起来,设计了一种哺乳母猪自动饲喂控制智能系统。研究结果表明,组成一个哺乳母猪智能系统的主要部件包括供料线、缓冲料仓、料位控制筒、料位调控杆、下料控制线管、螺旋输送机、中央控制箱、下料触发器、料槽及下料管道等,而且通过在系统的微处理器内存预设的采食量模型与雨刷电机精确旋转的电子控制技术相结合,实现了对预设饲喂量的准确投料;还通过储料仓的料位控制机构及设置的人工观察孔,可控制缓冲料仓的合理贮料量,尤其对泌乳早期(0~10 d)母猪的存贮料量最佳为大约10 d单头母猪的理论采食量,以保持日粮的新鲜度及减少结拱;预设的采食量的动态投料控制量基本符合哺乳母猪实际采食变化规律,且实际采食量的变化轨迹收敛于对数曲线。基于智能自动饲喂系统中采食量模型计算出不同泌乳日期的预测采食量,按4次/d的饲喂频率及变化的投料比例(30%,25%,25%及20%)进行定时与定量投喂,与人工饲喂对比,能显著促进哺乳仔猪采食量的增加(P0.05),以及极显著提高哺乳仔猪的平均体质量日增加量(P0.01)。此外,考虑安装、清理料槽及母猪采食的方便性,建议母猪饲喂器的触发器安装高度大约为10 cm。总之,该文设计的哺乳母猪电子自动饲喂系统无需传感器及电子标识技术的应用,适合在中国中、小型的种猪繁育场的哺乳舍推广应用,且系统设备及相应的软件系统的部署方便。进一步指出,母猪自动饲喂器除需要验证哺乳母猪的采食特性及哺乳的仔猪的断奶性能外,在未来还需要观察母猪的返情率甚至断奶商品猪的成活率等指标,从整个母猪的利用年限评价智能饲喂设备的优劣。     

地理信息系统在畜牧养殖与防疫方面的应用

介绍了地理信息系统在畜牧养殖与防疫中应用的设计思想、结构和功能。系统集三维地图定位、养殖信息统计和应急指挥防控于一体,图文并茂地展示出畜牧兽医行业各方面地理信息技术的研究应用,对畜牧兽医信息化管理具有指导意义。     

论我国现代城郊养殖加工企业的再布局

随着我国城郊畜禽饲养量和规模的不断增加，畜牧场所产生的排泄物对环境的污染越来越严重，已对人类的生活和健康造成严重威胁。受城郊人口流动的影响，畜牧场自身的生物安全、城市发展与畜牧场生产之间的矛盾等问题日益突出。城郊畜牧企业实施再布局，将养殖场与屠宰加工业迁移到远离城郊的边缘地区，对保障安全食品的生产、建立畜禽生物安全体系具有重要作用。该文建议政府部门应给予更多的政策扶持，加强宏观调控，加大投入力度，建立完善的法规制度，做好科学布局和规范畜禽产品销售流通体系，以加快城郊养殖加工企业的再布局。     

规模化畜禽养殖粪便主要污染物产生量预测方法研究进展

合理估算和预测畜禽粪便中有机质、氮、磷等主要污染物的浓度及产生量对于有效预防和控制畜禽粪便对环境的污染,实现其资源化和无害化利用具有重要意义。通过综述近几年国内外关于畜禽粪便主要污染物产生量预测方法的研究进展,分别对产污系数法和数学模型法进行了归纳,重点讨论了各预测方法的主要特点、预测精度及适用范围,提出了今后我国畜禽粪便主要污染物产生量预测方法需要加强的几方面内容。     

家畜体尺自动测量技术研究进展

家畜体尺参数是评价家畜生产性能的关键指标之一,可为选取优良品种提供重要参考依据。人工测量家畜体尺费时费力、主观性强、有损动物福利。随着计算机技术的应用普及,家畜体尺自动测量技术发展较快,取得了较好的研究成果。该研究从家畜数据采集与预处理、家畜直线体尺测量、家畜围度体尺测量3个方面,阐述了家畜体尺自动测量技术的一般流程、常见技术、研究现状及方法优劣。首先,数据采集与预处理是家畜体尺自动测量的重要步骤,包括家畜图像数据的采集、分析与处理,输出便于体尺测点定位的数据,为家畜直线与围度体尺测量奠定基础;其次,家畜直线体尺测量技术基于数字图像处理和计算机视觉等方法,提取直线体尺测点并计算体尺测量值,是目前家畜体尺自动测量领域的主要研究内容;最后,因家畜围度体尺测量难度较大,其测量方法也是近年来相关领域研究的难点,胸围、腹围等体尺参数是家畜体质量和肉产量的重要参考指标,围度体尺测量主要包括体尺测点定位、围度体尺曲线拟合与尺寸计算。该研究还探讨了目前家畜体尺自动测量领域存在的成本高、自动化程度低、实时性与普适性差等问题,展望了未来该领域发展趋势,以期为开展家畜体尺自动测量技术与方法研究提供参考。     

安徽省畜牧业环境承载力及粪便替代化肥潜力评估

为评估安徽省畜牧业粪便的环境影响及其节肥潜力,该文利用统计学的方法,借助ArcGIS软件进行数据处理和表达,从土壤对养分需求的角度,分析了安徽省16市77县(区)畜牧业粪便的氮磷钾养分资源总量及其对耕地的环境风险,基于安徽省当前化肥施用现状,评估了粪便资源作为有机肥对化肥的替代潜力。结果表明,2016年安徽省粪便资源总量为5 804万t,主要集中在皖北6市25个县(区),占全省资源总量的61%,粪便养分总量为70.75万t,可替代安徽省同期化肥施用量的21.83%,若充分还田,可使单位农作物播种面积化肥施用强度由346降至270 kg/hm2。畜牧业废弃物对安徽省农用地环境污染风险不高,50%化肥施用比例条件下,有6个县(区)的畜禽粪便环境污染风险指数大于1,这些地区属于环境污染高风险地区。研究结果可为安徽省畜牧业产业合理布局、粪便资源化利用和实现化肥零增长目标提供研究基础。     

中国东北地区畜禽粪污处理技术与资源化利用模式分析

为摸清东北地区畜禽粪污处理技术与资源化利用模式应用现状,该研究采用问卷调研与现场评估相结合的方式,对黑龙江、吉林和辽宁3省272个规模化养殖场进行了调研,分析了养殖畜种与存栏量、粪污产生量、粪污处理技术、粪污处理设施设备以及粪肥还田参数等数据,总结了东北地区畜禽粪污处理技术应用现状和资源化利用模式特点。结果表明：东北地区主要粪污收集工艺为干清粪,占比达94.35%。固体粪便以堆沤肥工艺为主,占所调研养殖场的86.93%,各畜种粪便存储设施面积符合畜禽规模化养殖场粪污资源化利用设施建设规范要求。液体粪污主要处理方式为粪水贮存,占所调研养殖场的68.18%;奶牛养殖场粪水贮存设施小于建设规范要求。东北地区粪肥还田主要种植作物为玉米,占所有种植作物的78.13%,现有配套土地面积普遍低于畜禽粪污土地承载力测算需求面积。固体粪肥主要施肥方式为人工施肥,占比达88.00%;液体粪肥主要施肥方式为漫灌和喷灌,占比分别为54.17%和37.50%。整体来看,东北地区粪污处理与资源化利用主要技术模式为“干清粪+粪便堆沤+粪水贮存”。研究结果可为东北地区粪污处理和资源化利用模式推广和政策制定提供参考。     

加快我国畜牧兽医标准化工作的思考

标准化是产业化的基础。畜牧业的标准化可使畜牧生产达到最优化状态，提高畜牧产品质量，实现畜牧业产业化。目前我国畜牧兽医标准化工作还是处于比较落后的位置。因此实现我国畜牧兽医标准化具有很重要的意义。该文介绍了我国畜牧兽医标准化的内容，实施畜牧兽医标准化的意义，以及实施畜牧兽医标准化应注意的问题和采取的有效措施，提出了做好标准化工作必须要抓好的十个方面的工作，以及重点环节。并对推进畜牧兽医标准化的动力进行分析，包括行政推动力、市场拉动力、示范带动力和社会促动力。