淺談智能紅外成像系統(tǒng)在現(xiàn)代生豬養(yǎng)殖中的應用

1、    淺談智能紅外成像系統(tǒng)在現(xiàn)代生豬養(yǎng)殖中的應用    詹燦偉摘 要 隨著科技的不斷發(fā)展，紅外成像測溫技術得到優(yōu)化和發(fā)展。生豬養(yǎng)殖更是朝著智能化，集成化，工廠化發(fā)展，智能化的生豬養(yǎng)殖需要更多先進的傳感技術應用，紅外熱成像技術是利用物體自身各部分紅外熱輻射的差異，把物體不可見的熱輻射情況轉換成可視熱圖技術。就此從生豬養(yǎng)殖的存欄管理、豬群病體監(jiān)控管理、豬舍環(huán)境控制監(jiān)控等3個方面入手，闡述目前紅外熱成像技術在生豬養(yǎng)殖中的應用及發(fā)展趨勢，以期望能夠在今后生豬養(yǎng)殖發(fā)展提供參考。關鍵詞 紅外成像；生豬養(yǎng)殖；技術應用趨勢紅外熱成像技術是一項通過紅外信息轉換與處理技術

2、，它研究紅外輻射的發(fā)射、傳輸及接受的原理和規(guī)律，利用景物自身各部分輻射的差異獲得圖像的細節(jié)1。紅外熱成像技術主要用于工業(yè)上。近年來，隨著機器視覺技術的迅速發(fā)展及熱成像精度的提高，紅外熱成像技術的研究與應用已逐漸擴大到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、生物、食品和醫(yī)療等領域，并取得了一定成果。利用紅外成像技術應用于生豬養(yǎng)殖過程中，將提高人工養(yǎng)殖的生產(chǎn)效率，可以代替部分人工勞力或者輔助人工做出養(yǎng)殖決策。然后通過信息傳輸技術傳送至計算機終端，能實時動態(tài)掌握生豬養(yǎng)殖的情況，并通過特定軟件進行情況分析，并建立生豬養(yǎng)殖數(shù)據(jù)庫。為生豬養(yǎng)殖在智能化控制提供數(shù)據(jù)依靠，降低養(yǎng)殖成本，提高養(yǎng)殖效益。1 紅外熱成像原理紅外（熱）輻射是自然界

3、存在的一種最為廣泛的電磁波輻射。一切高于絕對零度（-273）的物體，都不斷地發(fā)射紅外輻射，同時這種輻射都載有物體的特征信息，從而為利用紅外熱成像技術判別各種被測目標的溫度高低和熱分布場提供了客觀的基礎。人們可以利用它來對物體進行非接觸溫度測量和熱狀態(tài)分析，從而指導生產(chǎn)實踐。紅外熱成像系統(tǒng)的核心設備是紅外熱像儀，其成像原理如圖1所示。物體的紅外輻射經(jīng)過光學系統(tǒng)聚集到探測器上；探測器把入射的輻射轉換成電信號；電信號數(shù)字化到熱像儀的電子處理部分，再轉換成可見的紅外熱圖。運用這一方法能實現(xiàn)對目標物體的非接觸溫度測量和熱狀態(tài)成像，從而進行智能分析判斷2。2 紅外熱成像在生豬養(yǎng)殖應用場景及發(fā)展趨勢2.1

4、生豬養(yǎng)殖的存欄管理豬場生豬養(yǎng)殖存欄管理可以及時反饋豬場的生豬存欄數(shù)量，數(shù)據(jù)能及時反饋當季度豬場的生豬死淘率，反映當季度豬場的生產(chǎn)水平。通過統(tǒng)計和分析可以了解豬場在不同養(yǎng)殖季度的不同生豬死淘率，一方面可以引導豬場工作人員對死淘率較高的季度加強管理，另一方面可以讓公司管理人員清楚了解當前的豬場生豬存量與當前經(jīng)濟效益。比如：以2400頭母豬自繁自養(yǎng)場為研究對象，共有公豬舍、后備舍、配懷舍、分娩舍、保育舍、育肥舍等不同豬舍，整場總存欄約3，0300頭豬。并且不同豬舍中不同生長周期的豬群數(shù)量各不相同，如果使用人工盤點存欄量是一件辛苦并且難以完成的任務。特別是在保育欄舍和育肥欄舍中，欄架圈養(yǎng)一般為40頭/

5、欄。在人工盤點過程中豬群在不同的運動，根本無法做到每個欄架圈養(yǎng)的頭數(shù)清楚的記錄。利用紅外成像技術，在不同豬舍內上空鋪設紅外成像傳感器運行軌道，紅外成像傳感器借助運行軌道，對豬舍內部所有豬欄圈養(yǎng)豬群進行拍攝。拍攝得到的圖像信息通過通信技術傳輸?shù)诫娔X終端，通過電腦運行成像掃描軟件描繪豬只輪廓并計算豬舍存欄數(shù)量，并分類記錄和及時更新相應豬群存欄量的數(shù)量，并計算出豬場的存欄量、死淘率、豬群當下經(jīng)濟效益。2.2 豬群病體監(jiān)控管理由于規(guī)?；纳i養(yǎng)殖，在大群體中生豬發(fā)生疾病的情況是時常發(fā)生的，但是一般發(fā)現(xiàn)豬只生病都是在疾病的中后期。對于豬只的治療就產(chǎn)生了滯后性，豬只在前期感染疾病表現(xiàn)得不明顯，往往在此時容

6、易將疾病傳播給其他豬只，錯過及時治療和隔離的時間。當豬只在感染疾病的時候，由于疾病的作用，豬只的體溫會有明顯的升高或者降低的表現(xiàn)。通過熱成像技術，對豬群進行定時掃描拍攝，并實時將拍攝圖像通過通信技術傳輸?shù)诫娔X終端，通過電腦運行成像軟件分析排查感染疾病的體溫不在正常范圍的豬只，確定早期感染的豬只欄圈編號。并通過軟件告知管理人員，對相應的欄圈重點檢查記錄，通過排查疾病種類和熱成像匹配分析建立疾病檔案，通過不斷的記錄學習為疾病治療提供大數(shù)據(jù)的支持。2.3 豬舍環(huán)境控制監(jiān)控研究表明，生豬養(yǎng)殖的經(jīng)濟效益與生長情況在很大程度上與豬舍環(huán)境有很大的關系，如豬舍溫度、通風效果都是豬群生長的重要影響因素。豬舍溫度

7、過低會導致豬群躺臥時出現(xiàn)扎堆的現(xiàn)象，如果是體質弱小的哺乳豬和保育豬室溫過低會導致豬群的死淘率上升。通風效果是保證豬群正常換氣重要因素，通風效果差會導致豬舍內部空氣換氣不均勻，導致豬舍部分區(qū)域空氣質量下降，造成豬群患呼吸性疾病的概率上升。利用紅外成像技術對豬舍環(huán)境、豬群行為進行自動采集，通過分析豬群的熱成像圖像檢查豬群行為是否正常，同時分析換氣進風口熱成像圖像檢查換氣進風口冷風散布是否均勻。通過自動收集分析，并告知生豬養(yǎng)殖人員確保實時調控豬舍環(huán)境參數(shù)。3 結語根據(jù)本文對紅外成像三個應用場景的分析紅外成像技術在未來的生豬養(yǎng)殖中將有著巨大的潛力。一方面可以實時監(jiān)控收集豬群的生理行為，判斷豬群的健康狀態(tài)，另一方面可以利用紅外成像檢測豬舍建設和環(huán)境控制的合理性。為生豬養(yǎng)殖經(jīng)提供強大的大數(shù)據(jù)支持，促進生豬養(yǎng)殖的效益提升的。參考文獻：