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1、动物健康养殖管理专家系统与决策支持解决方案妊娠母猪电子饲喂站我国是养猪业大国，目前每年出栏的商品猪数量已达7亿头 以上，居世界第一。而繁殖母猪的数量经过不断的结构性调整, 目前存栏大约在4000万头左右，大约占生猪存栏数量的10%左 右，这意味着在我国需要饲养较多的繁殖母猪才能保证出栏商 品猪的数量。总体而言，我国生猪养殖水平有一定程度的提升, 生产力日益提高，但是整体水平仍远远落后于欧美等兴旺国家。 据Agri-stats 2010年提供的母猪生产力行业基础报告，在国际 上母猪繁殖力即生产力较高的国家如荷兰、丹麦、爱尔兰、法 国等，一头繁殖母猪，年产窝数在2.32.5之间，一年能够提供 的断
2、奶活仔数高达2426头，母猪死亡率为6.8%,断奶日龄提 前到18.7天，断奶仔猪重量也能到达5.6kg。在如此高的母猪生 产力水平下，断奶均匀度基本一致的仔猪在其后的饲养过程中， 饲喂管理方便，发育健康，发病率及淘汰率低，保证了最终上市猪 只数量及猪肉数量的稳定供给，维护了猪肉价格的稳定。目前我国的母猪繁殖力相比存在巨大的差距。据农业部有关部门统计，目前母猪年产窝数一般为2, 一头母猪年产活仔数 大约为1520头，但能够提供的断奶活仔数仅为14头左右，为 欧洲兴旺水平的56%左右，最终能提供出栏的商品猪头数大约 在12头以上。这就意味着要提供相同数量的出栏猪只数量，那么需 要饲养的繁殖母猪的
3、数量大约是高繁殖力国家的1.7倍以上，不 仅需要多耗费大量的人力、物力及饲料资源，而且由此造成 的排放及污染问题更加严重。提高繁殖母猪的生产力，提供健康 及体重均匀度较好的断奶仔猪，是保证商品猪饲养的关键，不仅 是养殖场的核心竞争力,也是一个国家养殖业水平的关键性指标。目前，我国饲养的商品猪都是经过遗传改良后的大三元 杂交品种，如杜洛克、长白、大约克等品种杂交而来，在遗传 潜力上几乎同质化而无差异，引起母猪生产力差异的根本原因在 于对母猪的精细饲喂与管理、护理上。而对规模化母猪场的精细 饲养，随着劳动力本钱的增加，也越来越离不开自动智能化设备 的采用。为此，在现代养殖领域，尤其是针对母猪的饲喂
4、技术上, 智能化、精确化的饲喂技术已经成为必然开展的趋势，尤其是随 着我国劳动力的结构及本钱悄然发生了颠覆性变化,生猪养殖模式 已经从散养、家庭饲养迅速向集约化及规模化、标准化的模式转 变，具有智能化、自动化及精细化的养殖技术成为行业开展的迫 切需求初。妊娠母猪电子饲喂站利用母猪采食行为特性与接近传 感器的协同工作，控制饲喂器的精确下料，只有当母猪采食完 预设的初次下料量并继续具有采食需求时，通过传感器的距离感 知，才能继续驱动下料装置下料，一是保证系统计算的或设定的采 食量能采食完，二是严格保证基本不出嘛U余料的状况发生，防止 不同猪只采食量计量的相互干扰，从而保证不同个体一次或多 次实际采
5、食量累计计量的准确性，同时提高设备的利用效 率。同时还采用低频RFID技术实现对母猪个体的自动识别； 通过全机械式通道，实现对母猪单头进入与离开的连锁控制； 通过饲喂控制器的模块设定、无刷电机的单圈旋转与接近传感器 的协同控制，实现对定量饲喂剩余料量的最小化控制。该智能设备的先进性在于采用了针对动物行为的感知 技术与饲喂电子精确控制技术的有效结合，实现基于母猪个体营养需求的差异性饲喂。创新性在于:(1)母猪采食量的设定与采食量的动态模型结合起来， 最大限度满足妊娠胎儿生长对养分需求的动态变化；(2)拨弃了过去的进入门为纯机械门，以及出口门与进 入门连锁工作的思路，采用进口处传感感知与电动门结合
6、的协 同模式，控制进口猪只的依次有规律进入，提高设备的利用效率, 为智能设备的实际推广应用解决技术控制屏障问题。整个设备在剩 余料的智能控制及如何提高设备的利用效率上到达国际同类产品的 先进水平。3.4.1 哺乳母猪精准饲喂系统研究发现，通过饲喂设备的研发，最大程度的发挥哺乳母猪 的采食量,与提高仔猪的成活率及断奶重量有直接的关系。因此, 研究解决母猪饲喂系统的一些关键问题具有实际意义。哺乳母猪精准饲喂系统利用哺乳母猪采食曲线与中央 控制器的协同工作，控制下料装置的精确下料，只有当母猪采 食完预设的上次的下料量后，才能在规定的时间间隔内继续下次 采食，一是保证系统计算的或设定的采食量能按一定的
7、程序采食, 较少或根本不出现剩余料，二是均匀地采食，最大限度促进哺乳 母猪的采食潜力，满足哺乳母猪及仔猪的营养需求。采用预设的 个性化的采食量模型与雨刷电机的精确旋转电子控制技术,实现对 预设饲喂量的准确投料；通过储料仓的料位空制设备及设置的人工 观察孔，可倜寺缓冲料仓日粮的新鲜度及减少结拱。智能饲喂系统 采用4次/天的饲喂频率及与采食曲线的协同工作，与人工饲喂 比照，能显著促进采食量的增加和显著提高平均日增重(p0.05)系统采用机电协同工作可行，无需传感器及电子识 别系统，设备控制简单，维护方便，可视化性能好，对环境适 应性强，与进口设备比拟本钱具有明显优势，适合在我国中、小 型的种猪繁育
8、场的哺乳车间推广应用。该智能设备的先进性在于结合了不同哺乳母猪个体及 哺乳仔猪的数量，动态计算个体日粮供给量，与饲喂电子精确控制 技术相结合，实现基于哺乳母猪个体营养需求的差异性饲喂。创新 性在于：(1)母猪采食量的设定与采食量模型及抚养的小猪数量结合起来，最大限度满足哺乳母猪对养分需求的动态变化;（2）系统自动记录每台哺乳的采食量及采食量的节律， 为今后开启哺乳母猪的采食行为大数据分析提供了数据在线 平台。整个系统通过智能设备控制与母猪的采食内在规律结合， 最大限度实现哺乳母猪采食量最大化的技术实现上到达国际 先进水平。3.4.2 个体奶牛精准饲喂系统在进行泌乳奶牛的精细饲喂和性能测定的研究
9、中，需要准 确计量每头奶牛每天的实际采食量，甚至每次的采食量与采食的 时间。在获得每头牛的采食量后，结合每天计量的泌乳牛的产量， 才能评价测定对象一泌乳牛的生产性能及产乳潜力，并获得完整的 DHI （奶牛性能）数据，为制定泌乳牛的营养调控及品种改 良计划提供基础数据支撑。但是，国内外一直以来只是通过对 奶牛的单笼饲喂，人工称量每天每头牛的剩余采食量，计算单头 奶牛每天的采食量。这种最为传统的饲喂量的计量方法，当饲喂的 奶牛头数较多时，工作量大，难免会出现人为的错误，其次，也无 法记录每头奶牛每天的采食规律。随着现代信息技术，包括个体电子标识技术，自动感知（如近红外、RFID技术等）技术及自动控
10、制技术的快速开展，为 研究基于奶牛个体的自动饲喂及自动计量技术提供了可能 。假设能结合上述技术，提供一种能够自动识别奶牛身份并记 录其采食量的饲喂装置，那么可以大大提高数据准确性，为科研生 产提供助力。个体奶牛精准饲喂系统能够根据奶牛身份编号和服务器通信，获取奶牛进食情况，以此判定是否开放阻挡单 元，允许奶牛进食，满足科学饲养、个性化饲喂的要求。 在研究国际同类装置的基础上，集成物联网核心技术，即 电子标识技术、无线感知技术与自动控制技术，实现了对 奶牛个体的自动识别、自动计量饲喂，并能获得个体采食量 规律曲线，为奶牛的精准饲喂技术的创新提供了基础的研究 平台。3.4.3 畜禽养殖环境监测系统
11、畜禽养殖环境监测系统将计算机技术与多种传 感器数据融合技术，对畜禽舍内温度、相对湿度、光照 强度、氨气和硫化氢等五种数据进行实时采集，通过 Socket方式实现对服务器的实时监控，实现多传感器的 集成应用；当感知的环境数据超过系统预设值时，系统 可自动开启相应的通风设备、降温设备等；用户可通过手 机远程对畜禽舍内各种数据进行实时监测、比照分析，并 可通过移动手机端APP软件远程修改环境参数预设值， 实现畜禽舍环境智能化管理62。畜禽养殖环境监测系统 基于ARM M3单片机智能化猪、奶牛养殖环境监测和控 制系统，系统主要由环境控制箱、系统服务器端和移动软 件端。环境控制箱由单片机、铁电、SIM卡模块、继电 器、显示屏、电子变频器等多种硬件组成，主要实现三 个功能，分别是采集功能、控制功能和通讯功能。畜禽养殖环境监测系统创新性在于：(1)实时采集并保存畜禽养殖环境的五种环境参数，自动生成数日内不同监测指标数据曲线比照图；(2)系统对环境参数进行了预设值设定，当实际 采集的数据到达预设值时，系统将通过自动翻开或关闭 风机等装备对畜禽舍环境进行智能化控制。整个设备在畜禽养殖环境监测数据的采集及智能控制相关 设备从而改变畜禽舍环境方面到达国际同类产品的先进水 平。