國(guó)外信息化生豬養(yǎng)殖模式研究

1、國(guó)外信息化生豬養(yǎng)殖模式探究1  概況       隨著計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)、光纖和衛(wèi)星通信技術(shù)為特征的信息化浪潮席卷全球，當(dāng)代世界經(jīng)濟(jì)正在由工業(yè)化時(shí)期進(jìn)入信息化時(shí)代，現(xiàn)代信息技術(shù)也正在向各個(gè)領(lǐng)域滲透。尤其在畜牧業(yè)中，信息技術(shù)將上升到重要的地位。其整體趨勢(shì)是，生豬養(yǎng)殖戶數(shù)減少，生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，養(yǎng)殖模式逐漸走向集約化、工廠化。目前，在世界生豬養(yǎng)殖行業(yè)中，荷蘭、美國(guó)等國(guó)處于領(lǐng)先地位。荷蘭國(guó)土面積并不遼闊，但其生豬養(yǎng)殖業(yè)卻很發(fā)達(dá)，尤其是對(duì)母豬的飼養(yǎng)與管理取得了舉世矚目的成就。到1996年，荷蘭已經(jīng)擁有 24 000 家豬場(chǎng)，養(yǎng)豬業(yè)總產(chǎn)值為 75

2、66 萬(wàn)荷盾，占整個(gè)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的  55.1%。荷蘭全國(guó)共有 32 家屠宰場(chǎng)，年屠宰生豬 2000 萬(wàn)頭，其中 75% 的生豬都會(huì)出口，位居世界首位 。       美國(guó)也是已經(jīng)走上現(xiàn)代化生豬養(yǎng)殖道路的國(guó)家，2007 年，全國(guó)有繁殖母豬 609 萬(wàn)頭，出欄肉豬 1.07 億頭，產(chǎn)肉 984.3萬(wàn)噸。生豬存欄 6050 萬(wàn)頭，僅次于中國(guó)，居世界第 2 位。2  國(guó)外采用的主要生豬養(yǎng)殖模式      2.1  荷蘭 Velos 智能化母豬管理系統(tǒng)  

3、    2.1.1  工作原理：1）在 Velos 系統(tǒng)中，在所有母豬的耳牌中安裝了芯片，芯片中存有該母豬所有的個(gè)體生物檔案信息。系統(tǒng)可以根據(jù)每頭母豬的識(shí)別信息（耳牌號(hào)、背膘、胎次、胎齡等），甚至根據(jù)季節(jié)因素設(shè)置每頭母豬的采食曲線。2）Velos 系統(tǒng)配置的自動(dòng)精確飼喂器，它通過(guò)識(shí)別電子耳標(biāo)，按照相應(yīng)的飼喂曲線給每頭母豬精確飼喂，避免人工飼喂造成的應(yīng)激以及飼料浪費(fèi)和由于飼喂不準(zhǔn)確造成的母豬體況不均，從而確保每頭母豬得到最準(zhǔn)確的飼喂。3）Velos 系統(tǒng)配置的發(fā)情監(jiān)測(cè)器可以實(shí)現(xiàn)24 h 不間斷監(jiān)測(cè)公母豬交流的時(shí)間和頻率，當(dāng)達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的發(fā)情值系統(tǒng)確認(rèn)該母豬

4、發(fā)情并噴墨標(biāo)記，這有別于傳統(tǒng)豬場(chǎng)靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)判定母豬發(fā)情。4）Velos 系統(tǒng)配置的自動(dòng)分離器，可將豬場(chǎng)需要處理的母豬，如發(fā)情母豬、臨產(chǎn)母豬、生病母豬、打疫苗的母豬等分離到待處理區(qū)域，并分類標(biāo)記出來(lái)，方便豬場(chǎng)工作人員及時(shí)處理。即使豬場(chǎng)管理人員在外地，也可以通過(guò)電腦遠(yuǎn)程了解豬場(chǎng)信息，真正做到豬場(chǎng)管理信息化與現(xiàn)代化。       2.1.2  Velos 智能化母豬管理系統(tǒng)的特點(diǎn)      目前，Velos 智能化母豬管理系統(tǒng)在荷蘭以及歐美許多國(guó)家已經(jīng)得到了廣泛運(yùn)用，其主要特點(diǎn)有：1）自動(dòng)供料

5、：系統(tǒng)采用儲(chǔ)料塔 + 自動(dòng)下料 + 自動(dòng)識(shí)別的自動(dòng)喂養(yǎng)裝置，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)供料過(guò)程。2）自動(dòng)管理：通過(guò)計(jì)算機(jī)控制中心實(shí)現(xiàn)了對(duì)母豬發(fā)情的鑒定、豬場(chǎng)內(nèi)的溫度、濕度、通風(fēng)、采光等的全自動(dòng)化管理。3）自動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸：在母豬生產(chǎn)管理過(guò)程中的所有數(shù)據(jù)都可以實(shí)時(shí)的傳輸?shù)接?jì)算機(jī)控制中心和豬場(chǎng)管理人員的手機(jī)上，這樣管理人員可以實(shí)現(xiàn)對(duì)豬場(chǎng)的遠(yuǎn)程管理。4）自動(dòng)報(bào)警：在Velos 智能化母豬管理系統(tǒng)中，豬場(chǎng)配置有完全由計(jì)算機(jī)控制的報(bào)警機(jī)制，可以對(duì)豬場(chǎng)出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)報(bào)警。   圖 1 Velos 自動(dòng)精確飼喂系統(tǒng)      2.2 

6、美國(guó)全自動(dòng)種豬生產(chǎn)性能測(cè)定系統(tǒng)      2.2.1 工作原理：由美國(guó)奧斯本工業(yè)公司首先生產(chǎn)提供的全自動(dòng)種豬生產(chǎn)性能測(cè)定系統(tǒng) FIRE（feed intake recording equipment）也是利用 RFID 電子耳牌的識(shí)別技術(shù)，F(xiàn)IRE 系統(tǒng)的主要任務(wù)是能從一個(gè)群體中識(shí)別出每個(gè)個(gè)體，并對(duì)個(gè)體進(jìn)行測(cè)定和記錄。FIRE 測(cè)定系統(tǒng)中每個(gè)測(cè)定欄安裝一臺(tái)測(cè)定站，每個(gè)測(cè)定站可以飼養(yǎng)十幾頭測(cè)定豬。當(dāng)佩帶 RFID 電子耳牌的生豬進(jìn)入測(cè)定站采食時(shí)，測(cè)定站可以立即記錄該豬的耳牌號(hào)碼，并記錄該測(cè)定豬進(jìn)入 / 退出測(cè)定站的時(shí)間和測(cè)定豬進(jìn)入前 / 退出后料

7、槽的重量，其中料槽的重量差即為該測(cè)定豬此次的采食量，在測(cè)定豬采食的同時(shí)，測(cè)定豬站立于一個(gè)個(gè)體稱重秤上，個(gè)體稱重秤將記錄該測(cè)定豬本次采食時(shí)的體重值。由于自由采食的緣故，每頭測(cè)定豬每天將進(jìn)入 FIRE 測(cè)定站進(jìn)行采食約10 15 次，F(xiàn)IRE 系統(tǒng)將每頭測(cè)定豬每次的采食量自動(dòng)累加成為每天的采食量記錄，并從當(dāng)日測(cè)定的體重值中取一個(gè)中間值作為該測(cè)定豬當(dāng)天的體重，以此作為計(jì)算日增重和飼料報(bào)酬的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。      2.2.2   FIRE系統(tǒng)的特點(diǎn)：1）FIRE 系統(tǒng)完全是通過(guò)被動(dòng)方式獲取測(cè)定數(shù)據(jù)，系統(tǒng)在獲得測(cè)定豬采食量和體重?cái)?shù)據(jù)時(shí)完

8、全不干擾測(cè)定豬的正常生活方式，因此所獲得的測(cè)定數(shù)據(jù)非常接近于實(shí)際生產(chǎn)狀況下的豬生長(zhǎng)模式。   2）FIRE 獲得的測(cè)定數(shù)據(jù)可以認(rèn)為是實(shí)際生產(chǎn)狀況下發(fā)生的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，F(xiàn)IRE的測(cè)定數(shù)據(jù)也可直接用于生產(chǎn)實(shí)際，如種豬選擇或選育、或用于計(jì)算生產(chǎn)中豬生長(zhǎng)發(fā)育曲線。3）由于 FIRE 系統(tǒng)能取得連續(xù)的體重記錄，因而為種豬選育提供了一個(gè)新的重要的選擇指標(biāo)，即任何生長(zhǎng)階段的日增重和飼料報(bào)酬。育種工作者現(xiàn)在可以通過(guò)FIRE 系統(tǒng)所獲得的測(cè)定數(shù)據(jù)，對(duì)不同測(cè)定豬的任何生長(zhǎng)階段的日增重和飼料報(bào)酬數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從中選擇理想的種豬。  圖 2 全自動(dòng)種豬生產(chǎn)性能測(cè)定系統(tǒng) &

9、#160;    2.3  自動(dòng)分階段飼養(yǎng)系統(tǒng)      2.3.1  工作原理：1）豬場(chǎng)分為2個(gè)部分：采食區(qū)和飲水區(qū)，并且在采食區(qū)和飲水區(qū)之間安裝了具有體重分類功能的個(gè)體秤。采食區(qū)的生長(zhǎng)肥育豬可以自由進(jìn)入飲水區(qū)，但飲水區(qū)的生長(zhǎng)肥育豬必須通過(guò)個(gè)體秤才能進(jìn)入采食區(qū)。2）個(gè)體秤可以根據(jù)豬的體重將豬分為2 4 欄，并根據(jù)測(cè)定秤獲得的數(shù)據(jù)，可以清楚知道每欄有多少頭豬，以及其真實(shí)的平均體重，并給不同體重的豬欄投放不同生長(zhǎng)階段的飼料，從而實(shí)現(xiàn)精確的分階段飼養(yǎng)。    

10、  2.3.2  系統(tǒng)特點(diǎn)：1）自動(dòng)分階段飼養(yǎng)系統(tǒng)   使在分階段飼養(yǎng)中飼料轉(zhuǎn)換更有效。飼料完全配合生豬的生長(zhǎng)速度，既不會(huì)因?yàn)轱暳蠣I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不足而影響豬生長(zhǎng)發(fā)育速度，也不會(huì)因?yàn)轱暳现袪I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過(guò)多而造成的飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)浪費(fèi)，這大大節(jié)省了飼料成本和減少對(duì)環(huán)境的污染。2）對(duì)不同體重的豬喂以不同營(yíng)養(yǎng)的飼料，這樣可以使體重較輕的豬增加生長(zhǎng)速度，對(duì)體重較大的豬則追求更好的飼料報(bào)酬。通過(guò)調(diào)整飼料中的營(yíng)養(yǎng)成分，我們更容易使生豬達(dá)到預(yù)計(jì)出欄重量，從而實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確飼養(yǎng)的目的。3）自動(dòng)分階段飼養(yǎng)系統(tǒng)還提供了豬的生長(zhǎng)曲線，管理員可以獲得各欄的平均日增重?cái)?shù)據(jù)，由此可以預(yù)計(jì)達(dá)到出欄體重的

11、天數(shù)和頭數(shù)，為經(jīng)營(yíng)銷售工作做好長(zhǎng)期或短期的計(jì)劃。根據(jù)各欄平均日增重?cái)?shù)據(jù)，可比較不同豬欄之間或不同豬舍之間的平均日增重，判斷飼養(yǎng)管理水平，研究豬的行為以及環(huán)境因素對(duì)豬重量的影響。4）自動(dòng)分階段飼養(yǎng)系統(tǒng)能夠幫助篩選出體重更一致的出欄豬。因?yàn)樵谟赏涝讏?chǎng)定價(jià)系統(tǒng)中，送宰的生豬在體重上越一致，其價(jià)格就越高。       2.4  豬場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)      豬場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控的目標(biāo)是維持良好的豬場(chǎng)內(nèi)部環(huán)境，使豬場(chǎng)能夠保持通風(fēng)、溫濕度適宜、空氣質(zhì)量狀況良好。   

12、   2.4.1 工作原理：1）首先給豬場(chǎng)裝上恒溫調(diào)控系統(tǒng)，通過(guò)溫度感應(yīng)器將豬舍是否需要通風(fēng)告訴計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，如果超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)溫度，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，通風(fēng)量與風(fēng)速是變頻控制的，啟動(dòng)一個(gè)風(fēng)機(jī)還是全部啟動(dòng)也根據(jù)需要進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)風(fēng)機(jī)全符合運(yùn)轉(zhuǎn)仍然不能降溫到標(biāo)準(zhǔn)，水簾自動(dòng)啟動(dòng)配合風(fēng)機(jī)降溫。同時(shí)，當(dāng)冬季需要增溫的時(shí)候，地暖與熱風(fēng)配合工作。最終實(shí)現(xiàn)溫控與通風(fēng)可以完美結(jié)合。2）每個(gè)豬場(chǎng)都裝有 2 個(gè)風(fēng)機(jī)，豬場(chǎng)上方兩邊是風(fēng)槽，風(fēng)槽用一個(gè)平面板遮擋，上面布滿通氣孔，新鮮空氣從走廊進(jìn)入風(fēng)槽，再?gòu)耐饪拙鶆蜻M(jìn)入豬場(chǎng)，污濁空氣則被風(fēng)機(jī)抽出。這樣使豬場(chǎng)內(nèi)空氣清新。    

13、;  2.4.2  特點(diǎn)：1）可以實(shí)現(xiàn)在任何地點(diǎn)任何時(shí)間控制通風(fēng)系統(tǒng)，也可以遠(yuǎn)程監(jiān)視和調(diào)節(jié)多豬場(chǎng)的制熱、制冷和空氣循環(huán)。2）可完成日夜之間和季節(jié)之間的自動(dòng)調(diào)節(jié)和過(guò)渡，能自動(dòng)對(duì)豬場(chǎng)溫度、濕度、空氣質(zhì)量進(jìn)行控制和管理，無(wú)須費(fèi)時(shí)費(fèi)力的人工介入。圖 3 豬場(chǎng)溫度控制系統(tǒng)       3  關(guān)鍵技術(shù)      3.1  RFID      RFID(radio frequency  identif

14、ication)技術(shù)即射頻識(shí)別，是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸傳遞信息的一種技術(shù)。RFID主要包括 3 部分組成。      1）電子標(biāo)簽，它是 RFID 的核心，并且每個(gè)電子標(biāo)簽具有全球唯一的識(shí)別號(hào)。2）天線，在標(biāo)簽和閱讀器之間傳遞射頻信號(hào)。它既可以內(nèi)置于讀寫器中，也可以通過(guò)同軸電纜與讀寫器天線接口相連。3）閱讀器，其主要功能是讀取 ( 或?qū)懭?) 電子標(biāo)簽信息，它分為手持式或固定式。閱讀器通常與計(jì)算機(jī)相連，標(biāo)簽信息可以及時(shí)傳送到計(jì)算機(jī)上。讀寫器通過(guò)發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)佩戴有電子標(biāo)簽的生豬進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時(shí)就會(huì)產(chǎn)生

15、感應(yīng)電流。電子標(biāo)簽憑感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在電子標(biāo)簽內(nèi)置芯片中的識(shí)別信息?；蛘唠娮訕?biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率信號(hào)，讀寫器對(duì)接收天線接收到的電子標(biāo)簽發(fā)送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼后，送到數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的處理：數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該電子標(biāo)簽的合法性。然后做出相應(yīng)的處理和控制。圖 4 RFID 系統(tǒng)       3.2  電子標(biāo)簽      3.2.1  類型      實(shí)際上，電子標(biāo)簽是 RFID 技術(shù)的俗稱，用它來(lái)表示生豬屬性

16、的一種具有信息儲(chǔ)存和處理能力的射頻標(biāo)簽。在生豬養(yǎng)殖過(guò)程中，通常把電子標(biāo)簽安裝于動(dòng)物體表或體內(nèi)，進(jìn)行跟蹤識(shí)別處理。其主要類型有以下幾種：1）耳牌式電子標(biāo)簽，耳牌式電子標(biāo)簽不僅存儲(chǔ)的信息數(shù)據(jù)多，而且抗臟物、雨水和惡劣的環(huán)境，其應(yīng)用范圍較廣。2）項(xiàng)圈式電子標(biāo)簽，該種電子標(biāo)簽可移動(dòng)性大，能夠非常容易地從一頭動(dòng)物身上換到另一頭動(dòng)物身上，但標(biāo)簽的成本較高。主要用于自動(dòng)飼料配給。3）注射式電子標(biāo)簽，即是利用一個(gè)特殊工具將電子標(biāo)簽放置到動(dòng)物皮下，使其與軀體之間建立一個(gè)固定的聯(lián)系，這種聯(lián)系只有通過(guò)手術(shù)才能撤銷。4）藥丸式電子標(biāo)簽，即是將一個(gè)電子標(biāo)簽安放在一個(gè)耐酸的圓柱形容器內(nèi) ( 多為陶瓷的 )，通過(guò)動(dòng)物的食道

17、放置到反芻動(dòng)物的瘤胃內(nèi)。一般情況下，藥丸式電子標(biāo)簽會(huì)終身停留在動(dòng)物的胃內(nèi)。這種方式操作簡(jiǎn)單牢靠，并且可以在不傷害動(dòng)物的情況下將電子標(biāo)簽放置于動(dòng)物體內(nèi)。      3.2.2  應(yīng)用     電子標(biāo)簽系統(tǒng)可準(zhǔn)確而全面地記錄生豬的飼養(yǎng)、生長(zhǎng)及疾病防治等情況，同時(shí)還可對(duì)其產(chǎn)品品質(zhì)等信息進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)物及動(dòng)物產(chǎn)品從飼養(yǎng)到最終銷售的可跟蹤管理。      1）電子標(biāo)簽在養(yǎng)豬日常管理中的應(yīng)用     

18、;例如荷蘭 Velos 母豬管理系統(tǒng)、美國(guó)奧斯本公司設(shè)計(jì)的全自動(dòng)種豬生產(chǎn)性能測(cè)定系統(tǒng) (FIRE)、生豬分階段飼養(yǎng)系統(tǒng)。電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)，除了企業(yè)內(nèi)部在飼料的自動(dòng)配給和產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)等方面的應(yīng)用之外，還可以用于動(dòng)物標(biāo)識(shí)、疫病監(jiān)控、質(zhì)量控制及追蹤動(dòng)物品種等方面，它是掌握動(dòng)物健康狀況和控制動(dòng)物疫情發(fā)生的有效的方法之一。      2）電子標(biāo)簽在產(chǎn)品追溯中的應(yīng)用       由于電子標(biāo)簽內(nèi)部存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不易更改和丟失，且電子標(biāo)簽的 ID 具有全球唯一性，這樣既可以用來(lái)追溯動(dòng)物的品種、來(lái)源、免疫、治療

19、和用藥情況以及健康狀況等重要信息，從而為動(dòng)物防疫和獸藥殘留監(jiān)控工作服務(wù)。另外，當(dāng)生豬被屠宰時(shí)，電子標(biāo)簽中的信息與屠宰場(chǎng)的數(shù)據(jù)一起被儲(chǔ)存 。它可以提供豬肉的來(lái)源，并且可以對(duì)豬肉制造階段進(jìn)行跟蹤。一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，可通過(guò)計(jì)算機(jī)追溯查找問(wèn)題的源頭，這有利于對(duì)生豬行業(yè)的管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，保障豬肉食品質(zhì)量安全。       3.3  廣角網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控       3.3.1  介紹      廣角視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有強(qiáng)大的用戶管理功

20、能、良好的兼容性、方便的可擴(kuò)展性、分布式管理等眾多優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)ωi場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控。它主要由監(jiān)控前端、網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)、管理服務(wù)器、監(jiān)視系統(tǒng)組成。      1）監(jiān)控前端包括模擬攝像機(jī)、視頻編碼器、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、報(bào)警輸入設(shè)備等。廣角監(jiān)控系統(tǒng)可以支持多種云臺(tái)編碼協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)議，支持多廠商視頻編碼器。      2）網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)由路由器、交換機(jī)、無(wú)線網(wǎng)橋、防火墻、通信線路等設(shè)備組成。通信線路可以采用多種方式：雙絞線、光纖、有線電纜、專線、幀中繼、xDSL、無(wú)線局域網(wǎng)、GPRS、CDMA 等。 

21、;     3）管理服務(wù)器由監(jiān)控管理軟件、服務(wù)器硬件、存儲(chǔ)服務(wù)器等組成。廣角監(jiān)控管理軟件提供了完整的監(jiān)控中心管理、錄像管理、報(bào)警管理、用戶認(rèn)證和權(quán)限管理、服務(wù)器集群管理等功能。廣角監(jiān)控管理軟件基于流媒體分布式處理技術(shù)，能夠在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中優(yōu)化視頻流的傳輸控制，提供大容量、高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸和處理。      4）監(jiān)視系統(tǒng)由監(jiān)控終端和顯示系統(tǒng)組成。監(jiān)控終端可采用普通的 PC 機(jī)，無(wú)需安裝客戶端軟件，只要以 Web 方式訪問(wèn)監(jiān)控管理服務(wù)器，輸入用戶名和口令登陸就可以使用或管理監(jiān)控系統(tǒng)。在中心監(jiān)控室，通常配置高性能的 PC 機(jī)作為終端，并建立電視墻系統(tǒng)。      3.3.2  應(yīng)用      廣角視頻監(jiān)控系統(tǒng)能對(duì)視頻服務(wù)器、鏡頭等設(shè)備分組管理；用戶資料、控制權(quán)限等資料集中管理；多畫面顯示 / 全屏顯示，支持?jǐn)z像機(jī)、預(yù)置位輪巡；用戶可根據(jù)優(yōu)先級(jí)別控制攝像機(jī)、云臺(tái)動(dòng)作；圖像移動(dòng)偵測(cè)報(bào)警、錄像；可通過(guò)電子地圖查找設(shè)備、還具有放大、縮小、跳轉(zhuǎn)等功能；支持自動(dòng)、手動(dòng)錄像，屏幕抓拍；支持遠(yuǎn)程報(bào)警、報(bào)警策略