基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)解決方案-V174187

1、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng) 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)解決方案設(shè)計(jì)單位：天津物聯(lián)智慧科技有限公司設(shè)計(jì)日期：2013年11月目錄 TOC o ”1-4” h z u HYPERLINK l _Toc373112031” 第一章 概述 PAGEREF _Toc373112031 h 3 HYPERLINK l _Toc373112032 1。1禽類養(yǎng)殖及溯源的現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc373112032 h 3 HYPERLINK l _Toc373112033” 1.2禽類智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)的總體目標(biāo) PAGEREF _Toc373112033 h 4 H

2、YPERLINK l _Toc373112034 1.3設(shè)計(jì)原則 PAGEREF _Toc373112034 h 4 HYPERLINK l ”_Toc373112035” 第二章 禽類智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng) PAGEREF _Toc373112035 h 6 HYPERLINK l _Toc373112036 2。1禽類智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容 PAGEREF _Toc373112036 h 6 HYPERLINK l _Toc373112037” 2.2全程溯源系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容 PAGEREF _Toc373112037 h 7 HYPERLINK l ”_Toc373112038” 2。3體系結(jié)

3、構(gòu) PAGEREF _Toc373112038 h 7 HYPERLINK l _Toc373112039 第三章 禽類智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)解決方案 PAGEREF _Toc373112039 h 8 HYPERLINK l _Toc373112040” 2.1 禽類智慧養(yǎng)殖系統(tǒng) PAGEREF _Toc373112040 h 8 HYPERLINK l ”_Toc373112041” 2。1。1 禽舍內(nèi)環(huán)境信息的采集與自動(dòng)控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc373112041 h 9 HYPERLINK l ”_Toc373112042” 2.1.2 通信組網(wǎng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc3

4、73112042 h 13 HYPERLINK l _Toc373112043 2。1。3 禽類智慧養(yǎng)殖應(yīng)用系統(tǒng) PAGEREF _Toc373112043 h 13 HYPERLINK l _Toc373112044” 2。14 禽類智慧養(yǎng)殖信息管理平臺(tái) PAGEREF _Toc373112044 h 15 HYPERLINK l _Toc373112045 2.15 禽類智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)與全程溯源系統(tǒng)接口 PAGEREF _Toc373112045 h 18 HYPERLINK l _Toc373112046” 2。2 全程溯源系統(tǒng) PAGEREF _Toc373112046 h 19 HYP

5、ERLINK l ”_Toc373112047” 2.2。1 業(yè)務(wù)系統(tǒng)概要流程 PAGEREF _Toc373112047 h 19 HYPERLINK l ”_Toc373112048” 2。2。2 主要模塊建設(shè) PAGEREF _Toc373112048 h 19 HYPERLINK l _Toc373112049” 2.2.3 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc373112049 h 20 HYPERLINK l _Toc373112050 2。2.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc373112050 h 21第一章 概述1。1禽類養(yǎng)殖及溯源的現(xiàn)狀我國(guó)現(xiàn)代禽類養(yǎng)殖是一種“高投入、

6、高產(chǎn)出、高效益”的集約化產(chǎn)業(yè)。資本密集型和勞動(dòng)集約化是其基本特征。這種集約化的產(chǎn)業(yè)耗費(fèi)了大量的人力和自然資源，并在某種程度上對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。使用物聯(lián)網(wǎng)可以有效降低資源消耗，并減少對(duì)環(huán)境的影響,使禽類養(yǎng)殖成為管理科學(xué)、資源節(jié)約、環(huán)境友好、效益顯著的產(chǎn)業(yè)。加快物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在當(dāng)下禽類養(yǎng)殖建設(shè)中的應(yīng)用已成為我國(guó)禽類養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的必然選擇.目前,我國(guó)針對(duì)新時(shí)期不斷出現(xiàn)的食品安全新問(wèn)題,已提出了構(gòu)建安全戰(zhàn)略框架的構(gòu)想,其中一個(gè)重要的構(gòu)建原則就是可追溯性原則。建立禽產(chǎn)品安全性全程可追溯系統(tǒng)是確保食品安全的關(guān)鍵。以物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)為載體，以現(xiàn)在信息化技術(shù)為手段，實(shí)現(xiàn)禽產(chǎn)品從養(yǎng)殖場(chǎng)到屠宰場(chǎng)，從屠宰場(chǎng)到超市，從

7、超市到市民餐桌的全程、有效監(jiān)管.食品安全關(guān)系到國(guó)民最基本的生存需求，利用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)提升禽產(chǎn)品安全的管理意義重大.1。2禽類智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)的總體目標(biāo)本項(xiàng)目由禽類智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)和全程溯源系統(tǒng)構(gòu)成。禽類智慧養(yǎng)殖建設(shè)目標(biāo)是：禽類飼養(yǎng)場(chǎng)環(huán)境的智能化監(jiān)測(cè)是當(dāng)今禽類養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的重要方向,它推動(dòng)著粗放式、低效的養(yǎng)殖業(yè)向知識(shí)型、技術(shù)型、現(xiàn)代化的高效禽類養(yǎng)殖業(yè)轉(zhuǎn)變。與此同時(shí)也必然對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境特別是禽舍環(huán)境方面提出了更高的要求。采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過(guò)智能感知、識(shí)別與普適計(jì)算、泛在網(wǎng)絡(luò)的融合，來(lái)大幅提升禽類飼養(yǎng)效率、能源節(jié)約、防疫檢疫水平,在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能及安全管理的同時(shí)創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益.禽產(chǎn)品全程

8、溯源體系建立的總體目標(biāo)是:以新型的禽類“電子標(biāo)簽”為載體，利用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、成熟的計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，在科學(xué)合理的管理規(guī)范與完備通用的技術(shù)規(guī)范下,建立食品安全數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)標(biāo)識(shí)編碼、標(biāo)識(shí)佩戴、身份識(shí)別、信息錄入與傳輸、數(shù)據(jù)分析和查詢，給禽類食品配一個(gè)唯一的“電子身份證,使禽類養(yǎng)殖場(chǎng)中的養(yǎng)殖、防疫檢疫、監(jiān)督與后期加工、銷售有機(jī)結(jié)合，完成禽類食品從“養(yǎng)殖場(chǎng)到餐桌各環(huán)節(jié)的一體化全程追蹤和追溯，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)禽類疫情和產(chǎn)品安全事件的快速處理.1.3設(shè)計(jì)原則禽類智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)的建設(shè)須堅(jiān)持“先進(jìn)性、實(shí)用性、開(kāi)放性、標(biāo)準(zhǔn)化、可靠性、穩(wěn)定性、安全性、易維護(hù)性、可管理性”的設(shè)計(jì)原則. 先進(jìn)性：采用先進(jìn)的思

9、想、成熟的技術(shù)與設(shè)計(jì)方法，符合當(dāng)前潮流與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),以便跟上信息技術(shù)的發(fā)展，具有較強(qiáng)的生命力,具有長(zhǎng)期使用價(jià)值。 實(shí)用性：建設(shè)的核心目的就是“應(yīng)用”，須堅(jiān)持實(shí)用的設(shè)計(jì)原則，緊緊圍繞市場(chǎng)食品安全的實(shí)際需求。在能夠滿足禽類智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)建設(shè)要求的前提下，以盡可能以少的投入，取得盡可能大的效益. 開(kāi)放性：具有良好的開(kāi)放性和兼容性.通過(guò)信息門戶、唯一身份標(biāo)識(shí)和公共數(shù)據(jù)交換，整合、集成各環(huán)節(jié)應(yīng)用系統(tǒng)和各種信息資源，建立完善多級(jí)互聯(lián)互通的可追溯網(wǎng)絡(luò)。 標(biāo)準(zhǔn)化：應(yīng)符合業(yè)界主流標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，包括基礎(chǔ)架構(gòu)與各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)集成與標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)整合，均遵循標(biāo)準(zhǔn)化原則，不依賴特定的網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)軟件與硬件，能夠部署

10、并運(yùn)行在各種主流的軟硬件環(huán)境中,解決目前該領(lǐng)域系統(tǒng)軟件不兼容的問(wèn)題。 可靠性：禽類智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)支撐著整個(gè)食品生產(chǎn)銷售鏈的管理與監(jiān)督，必須具有高可靠性、高容錯(cuò)性和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，以確保不間斷運(yùn)行、確保局部出錯(cuò)不影響整體、確?？焖夙憫?yīng)。 穩(wěn)定性：必須具有良好的穩(wěn)定性,保證持續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、故障間隔大、無(wú)故障時(shí)間長(zhǎng)。 安全性：禽類智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)涉及到從“養(yǎng)殖到餐桌”的大量敏感數(shù)據(jù),安全運(yùn)行至關(guān)重要.必須構(gòu)建全方位、多層次、完善的安全保障體系，在保證物理安全和網(wǎng)絡(luò)安全的基礎(chǔ)上，保證數(shù)據(jù)安全。 易維護(hù)性:禽類智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)涉及從養(yǎng)殖、防檢疫、加工、銷售到餐桌食用眾多環(huán)節(jié),數(shù)據(jù)

11、量、信息量巨大，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性有重大考驗(yàn)，因此必須堅(jiān)持易維護(hù)的設(shè)計(jì)原則，確保結(jié)構(gòu)清晰、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便。 可管理性：應(yīng)具有高可管理性,使得系統(tǒng)管理員和運(yùn)行維護(hù)人員的管理簡(jiǎn)便快捷，降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。 綜上，禽類智慧養(yǎng)殖與全程追溯涵蓋食品安全的諸多方面,應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、承前啟后、分步實(shí)施。第二章 禽類智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)禽類智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及物聯(lián)網(wǎng)及信息技術(shù)的各個(gè)層面。建設(shè)應(yīng)遵從“頂層設(shè)計(jì)，分步實(shí)施，邊建邊用邊完善”的原則。首先提出總體解決方案，確定禽類智慧養(yǎng)殖的體系結(jié)構(gòu),制定全程溯源的信息標(biāo)準(zhǔn)，以及各系統(tǒng)之間的接口規(guī)范。2。1禽類智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容基于物聯(lián)網(wǎng)

12、技術(shù)的禽類智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容包括：禽舍內(nèi)環(huán)境信息采集和自動(dòng)控制建設(shè)（傳感層）：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)禽舍內(nèi)溫度、濕度、光照強(qiáng)度、氨氣濃度、硫化氫濃度和二氧化碳濃度。布置監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、構(gòu)建無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、安裝禽舍內(nèi)自動(dòng)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)；通訊組網(wǎng)連接（傳輸層）：搭建有線通信和無(wú)線通信相結(jié)合的綜合組網(wǎng)方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的短距離傳輸和長(zhǎng)距離中繼功能；禽類智慧養(yǎng)殖應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)（應(yīng)用層）:由精細(xì)飼養(yǎng)子系統(tǒng)、能耗控制子系統(tǒng)、疾病防檢子系統(tǒng)和糞便清理子系統(tǒng)組成；禽類智慧養(yǎng)殖信息管理平臺(tái)建設(shè)：進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、處理、分析、接口、運(yùn)維。具備海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和大規(guī)模計(jì)算性能。支撐遠(yuǎn)程及智能終端的查詢、管理和控制；設(shè)立禽類智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)與全程溯

13、源系統(tǒng)接口：基于物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)構(gòu)建覆蓋禽類從生產(chǎn)、養(yǎng)殖、屠宰或生產(chǎn)加工、流通到消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)的，統(tǒng)一且唯一的“電子身份”，作為禽類智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)與全程溯源系統(tǒng)的硬件接口.禽類智慧養(yǎng)殖信息管理平臺(tái)為禽類智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)與全程溯源系統(tǒng)提供軟件接口。2。2全程溯源系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容建立統(tǒng)一的信息標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范禽產(chǎn)品全程溯源的管理標(biāo)識(shí)規(guī)則，為確保數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性與一致性提供依據(jù)；建立一個(gè)從養(yǎng)殖到最終消費(fèi)品，覆蓋食品生產(chǎn)各個(gè)階段資料的中心數(shù)據(jù)信息庫(kù)，集中信息資源管理、應(yīng)用服務(wù)管理和內(nèi)容整合；構(gòu)建統(tǒng)一的“電子身份認(rèn)證系統(tǒng)，集中養(yǎng)殖場(chǎng)禽類及其產(chǎn)品的生產(chǎn)、防檢疫、加工、銷售過(guò)程中電子信息的管理，產(chǎn)品電子身份的唯一性、真

14、實(shí)性，實(shí)現(xiàn)全程可追溯；構(gòu)建安全可靠的公共數(shù)據(jù)交換系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)國(guó)家、省、市、縣、企業(yè)、消費(fèi)者等各個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換與數(shù)據(jù)共享;利用3G網(wǎng)絡(luò)和RFID技術(shù)，開(kāi)發(fā)基于手機(jī)的可追溯終端。2。3體系結(jié)構(gòu)通過(guò)以上分析，結(jié)合天津物聯(lián)智慧產(chǎn)品線及專業(yè)的項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，本方案給出先進(jìn),完善的禽類智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和應(yīng)用解決方案，如圖所示：第三章 禽類智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)解決方案2。1 禽類智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)禽類智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn):禽舍內(nèi)環(huán)境信息的采集與自動(dòng)控制；禽舍內(nèi)的信息及數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)線傳感網(wǎng)、有線傳輸方式、無(wú)線傳輸方式進(jìn)行匯集、存儲(chǔ)；再由禽類智慧養(yǎng)殖信息管理平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一地分析、處理，支持遠(yuǎn)程查

15、詢、管理和控制；從而實(shí)現(xiàn)禽舍內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)、精細(xì)飼養(yǎng)、節(jié)能減排、疾病檢防和糞便清理等功能；建立統(tǒng)一且唯一的“電子身份”，奠定覆蓋從養(yǎng)殖到消費(fèi)的全程質(zhì)量安全追溯的基礎(chǔ)。具體如下：禽類智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)水、電、飼料節(jié)能、糞便再利用溯源管理系統(tǒng)RFID電子標(biāo)識(shí)系統(tǒng)綜合管理中心數(shù)據(jù)信息中心無(wú)線網(wǎng)絡(luò)布置有線網(wǎng)絡(luò)布置內(nèi)部環(huán)境自動(dòng)監(jiān)圖1.系統(tǒng)主要構(gòu)成2.1.1禽舍內(nèi)環(huán)境信息的采集與自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)禽舍環(huán)境的特點(diǎn)，本方案主要對(duì)以下幾個(gè)對(duì)雞生長(zhǎng)影響較大的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行重點(diǎn)的自動(dòng)化監(jiān)控：溫度、濕度、光照度、二氧化碳濃度、硫化氫濃度、氨氣濃度、粉塵控制和視頻圖像。ZigBee傳感器節(jié)點(diǎn)采集前七項(xiàng)環(huán)境參數(shù),在禽舍內(nèi)構(gòu)建

16、無(wú)線傳感網(wǎng)，由禽舍內(nèi)環(huán)境信息控制器(根據(jù)禽舍內(nèi)具體設(shè)備情況由天津物聯(lián)智慧科技有限公司基于嵌入式技術(shù)進(jìn)行專項(xiàng)開(kāi)發(fā)）進(jìn)行各傳感器數(shù)據(jù)的匯總與分析,并根據(jù)預(yù)先設(shè)定參數(shù)閾值對(duì)禽舍內(nèi)風(fēng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制,調(diào)節(jié)禽舍內(nèi)環(huán)境.圖2. 禽舍內(nèi)環(huán)境信息的采集與自動(dòng)控制子系統(tǒng)一、溫度監(jiān)測(cè)溫度在雞的生長(zhǎng)過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用.如果溫度過(guò)低,雞容易受涼而引起拉稀或產(chǎn)生呼吸道疾病等；小雞為了取暖容易造成扎堆，影響采食和活動(dòng),造成傷殘，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成大量死亡。雛雞生長(zhǎng)的最適溫度，隨日齡的增加而下降，1日齡為34.435,此后有規(guī)律的下降,到十八日齡為 26。7,32 日齡為18。9。因此，適宜的溫度控制是養(yǎng)雞場(chǎng)成敗的關(guān)鍵

17、?？紤]到禽類養(yǎng)殖場(chǎng)特殊的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，傳感器應(yīng)該滿足以下條件：傳感器的特性參數(shù)與被檢測(cè)量的線性相關(guān)程度好，易于測(cè)量,精度高；誤差小,老化慢,對(duì)檢測(cè)信號(hào)以外的物理量不敏感;耐機(jī)械、化學(xué)和熱作用；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，體積小。擬定測(cè)量范圍：-55+l25攝氏度，測(cè)量精度:士0.5攝氏度。二、濕度監(jiān)測(cè)養(yǎng)雞場(chǎng)不僅要保持合適的溫度，適宜的濕度也同樣重要,濕度太高，有利于病原性真菌、細(xì)菌和寄生蟲(chóng)的生長(zhǎng)繁殖。在高濕的環(huán)境下，雞的機(jī)體抵抗力下降,發(fā)病率增加，容易傳染病得蔓延，死亡率升高。高溫高濕的環(huán)境還容易使飼料霉敗，可使雛雞群爆發(fā)曲霉菌病。濕度過(guò)低,容易造成雞的羽毛生長(zhǎng)不良。本方案在畜舍現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境采用陶瓷濕度傳感器.

18、它利用微細(xì)孔分布的金屬氧化物陶瓷主體吸附水分后，導(dǎo)電性質(zhì)發(fā)生變化的原理制成的,具有性能穩(wěn)定、體積小、靈敏度高和測(cè)量范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，特別適合在畜舍惡劣的環(huán)境下使用。擬定測(cè)量范圍：O100RH，測(cè)量精度:2%RH（01OORH，25攝氏度），非線性誤差士0.5RH,響應(yīng)時(shí)間:155（25攝氏度及空氣緩慢流動(dòng)環(huán)境下）.三、光照度監(jiān)測(cè)光照的強(qiáng)度和畜禽的健康息息相關(guān)，自然光中含有紫外線，適量的光照能夠殺死細(xì)菌病毒等，而且還能促進(jìn)畜禽對(duì)鈣、磷的吸收，保證骨骼的正常發(fā)育等等。然而,如果過(guò)強(qiáng)的光照會(huì)使動(dòng)物身體溫度過(guò)高,影響動(dòng)物正常的新陳代謝等活動(dòng)，可見(jiàn)光照度的監(jiān)測(cè)是必要的.選用具有較高靈敏度、測(cè)量精度高、安裝方

19、便、價(jià)格低廉的感光探測(cè)器。四、二氧化碳濃度監(jiān)測(cè)雞舍中二氧化碳濃度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致雞舍中氧濃度過(guò)低,雞舍缺氧，引起慢性毒害作用，使雞食欲下降，體質(zhì)減弱。因此,實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)雞舍內(nèi)二氧化碳，構(gòu)建雞舍二氧化碳信息采集網(wǎng)系統(tǒng)，對(duì)于提高蛋雞的生產(chǎn)能力、降低發(fā)病率和死亡率具有重要的意義.考慮到禽舍中二氧化碳?xì)怏w的濃度比較大,根據(jù)系統(tǒng)氣體采樣的要求，采用根據(jù)比爾定律和氣體對(duì)紅外線的選擇性吸收原理設(shè)計(jì)的二氧化碳分析儀進(jìn)行二氧化碳監(jiān)測(cè)。五、硫化氫濃度監(jiān)測(cè)禽舍內(nèi)空氣中的硫化氫主要來(lái)自含硫有機(jī)物（墊草、糞尿和飼料等）的分解。較高的硫化氫對(duì)禽類和人都有危害。因此對(duì)畜舍養(yǎng)殖環(huán)境進(jìn)行硫化氫濃度的監(jiān)測(cè)顯得尤為必要.根據(jù)本方案的

20、整體要求，本方案選擇電化學(xué)氣體傳感器。要求具有良好的靈敏度、簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電路、長(zhǎng)使用壽命、易于標(biāo)定、安裝和調(diào)試。六、氨氣濃度監(jiān)測(cè)氨氣屬于堿性物質(zhì)，其溶解度很高。它常被吸附或溶解在畜禽的黏膜、潮濕的墻壁和地面上，對(duì)皮膚組織有強(qiáng)烈的刺激和腐蝕性，它會(huì)破壞細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)。雞在短期內(nèi)吸入少量的氨氣,可以被體液所吸收，最終變成尿素被排出體外，但在一定程度上會(huì)降低雞的體質(zhì)；雞若生長(zhǎng)在高濃度氨氣環(huán)境中,身體組織會(huì)直接受到強(qiáng)烈的刺激，引起皮膚組織灼傷,使組織溶解、壞死，還能引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)麻痹，中毒性肝病、心肌損傷等病癥.由于本方案氨氣傳感器主要用于畜舍內(nèi)部，環(huán)境濕度較大,又要考慮到成本問(wèn)題，因此，將選用電化學(xué)式

21、氨氣傳感器。要求驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、良好的靈敏度和長(zhǎng)使用壽命、數(shù)據(jù)易于傳輸讀取，適合多數(shù)場(chǎng)合的安裝和拆卸。七、粉塵控制禽舍內(nèi)的粉塵來(lái)源于谷物,墊料，羽毛,排泄物和微生物等，是病毒、細(xì)菌、真菌孢子等有機(jī)物質(zhì)的載體,同時(shí)可能攜帶有害氣體和臭氣.粉塵微粒過(guò)多會(huì)影響雞的采食、增重和生產(chǎn)性能，使機(jī)體的免疫力降低，患上各種呼吸系統(tǒng)疾病,嚴(yán)重影響畜禽生產(chǎn)效益。粉塵危害工作人員的健康，研究表明，粉塵會(huì)引起呼吸困難、哮喘、粉塵中毒綜合癥和支氣管炎,嚴(yán)重的情況會(huì)導(dǎo)致肺功能衰竭。另外,粉塵通過(guò)氣體交換傳播到雞舍外，會(huì)使周邊環(huán)境在一定范圍內(nèi)受到污染。為此，采用畜禽舍電凈化防疫系統(tǒng)這一綜合性技術(shù)裝備。該系統(tǒng)既可降低有害氣體濃

22、度又可除去粉塵。它可在禽舍內(nèi)建立空間電場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)，而空間電場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)是由一定數(shù)量的絕緣子依據(jù)禽舍結(jié)構(gòu)對(duì)空間電場(chǎng)強(qiáng)度影響規(guī)律而合理地懸置在棚梁上的，絕緣子之間由電極線連接在一起，該空間電極網(wǎng)絡(luò)由主電源供電.空間電極與地面和建筑結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng)、高能帶電粒子、微量臭氧能非常有效地除塵、除霧、除濕和殺滅空氣中和物體表面的病原微生物。八、視頻圖像監(jiān)控視頻監(jiān)控不僅可以監(jiān)控進(jìn)入養(yǎng)雞場(chǎng)的人,包括外來(lái)人員和雞場(chǎng)養(yǎng)殖工人，而且還可以對(duì)雞場(chǎng)的環(huán)境和雞本身進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，例如監(jiān)控死雞病雞等。監(jiān)控?cái)z像系統(tǒng)采用可變焦攝像頭，根據(jù)需要可隨時(shí)變焦，通過(guò)監(jiān)控平臺(tái)或手機(jī)等遠(yuǎn)程智能終端查看各養(yǎng)殖場(chǎng)的狀況了解雞的狀態(tài),有利于對(duì)雞

23、場(chǎng)進(jìn)行更加及時(shí)、細(xì)致地管理。圖3. 禽舍內(nèi)視頻圖像監(jiān)控2。1。2 通信組網(wǎng)設(shè)計(jì)將根據(jù)禽舍養(yǎng)殖場(chǎng)建設(shè)具體情況，采用無(wú)線傳感網(wǎng)、有線通信、無(wú)線通信相融合的綜合組網(wǎng)設(shè)計(jì)。在禽舍內(nèi)部采用無(wú)線傳感網(wǎng)；有線通信性能可靠,前提投入低；無(wú)線通訊覆蓋范圍大、后期維護(hù)方便?；?ZigBee的無(wú)線傳感網(wǎng)基于RS485或光纖的有線通信基于3G/4G/ GPRS 的無(wú)線通信圖4.禽類智慧養(yǎng)殖通信組網(wǎng)2。1。3 禽類智慧養(yǎng)殖應(yīng)用系統(tǒng)由精細(xì)飼養(yǎng)子系統(tǒng)、能耗控制子系統(tǒng)、疾病防檢子系統(tǒng)和糞便處理子系統(tǒng)組成。一、精細(xì)飼養(yǎng)子系統(tǒng)包括兩個(gè)主要模塊：自動(dòng)投喂模塊，根據(jù)不同畜（禽）的生長(zhǎng)模型，結(jié)合畜(禽）個(gè)體的體重和月齡等情況，計(jì)算該

24、個(gè)體（或小群體）的天進(jìn)食量，分時(shí)分量自動(dòng)投喂；自動(dòng)投喂設(shè)備，根據(jù)自動(dòng)投喂模塊的分析結(jié)果,完成自動(dòng)投喂控制，當(dāng)發(fā)生異常情況時(shí)自動(dòng)報(bào)警。二、能耗控制子系統(tǒng)將普通的白熾燈換成led節(jié)能燈,LED照明系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)化效率高，是白熾燈的5倍左右；LED燈具壽命長(zhǎng)、發(fā)熱低，雞場(chǎng)能耗可以大大降低;還可防止白熾燈破滅引起雞的猝死；最主要的是，LED照明系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)控，可根據(jù)禽類生長(zhǎng)的光需求特性來(lái)選擇不同的光色、光強(qiáng)和光周期參數(shù)，定制禽類生長(zhǎng)所需的最佳光源。安裝乳頭飲水器。它是一種自動(dòng)化的供水系統(tǒng)，可以很好的解決真空飲水器和普拉松飲水器易受到污染、不利于疫病的預(yù)防和控制、增加飼料消耗、不利于糞便處理等缺點(diǎn)。

25、三、疾病防檢子系統(tǒng)基于視頻圖像監(jiān)控技術(shù)，將由可變焦攝像頭構(gòu)建的視頻監(jiān)控系統(tǒng)與紅外攝像儀相結(jié)合，對(duì)雞舍內(nèi)的死雞、病雞進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。可采用基于紅色區(qū)域提取及二值邏輯與運(yùn)算和基于物體輪廓提取和支持向量機(jī)的死雞探測(cè)算法對(duì)死雞進(jìn)行探測(cè)，還可使用紅外攝像儀對(duì)整個(gè)禽舍溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如圖5所示。圖5。禽類智慧養(yǎng)殖通信組網(wǎng)四、糞便處理子系統(tǒng)人工清糞與糞便處理機(jī)相結(jié)合，建立沼氣池對(duì)禽舍內(nèi)的糞便統(tǒng)一管理。沼氣池發(fā)酵后的沼渣、沼液,發(fā)酵充分是很好的有機(jī)食品的理想肥料，同時(shí)沼渣又是一種很好的魚(yú)料這樣不僅實(shí)現(xiàn)環(huán)境的保護(hù)而且變廢為寶實(shí)現(xiàn)資源的再利用。同時(shí)沼氣可以用來(lái)發(fā)電，節(jié)省電力資源。2。14 禽類智慧養(yǎng)殖信息管理平臺(tái)養(yǎng)殖

26、管理主要對(duì)種雞苗的育雛期、育成期、產(chǎn)蛋期、孵化期等飼養(yǎng)情況進(jìn)行管理,可記錄、統(tǒng)計(jì)各期的用料、用藥、防疫、體重、產(chǎn)蛋、孵化情況及各種實(shí)際指標(biāo)，并與標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)進(jìn)行比較分析，做到科學(xué)養(yǎng)殖.本方案提出的禽類智慧養(yǎng)殖信息管理平臺(tái)由養(yǎng)殖ERP管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、養(yǎng)殖環(huán)境數(shù)據(jù)采集軟件和數(shù)據(jù)查詢軟件構(gòu)成。一、養(yǎng)殖ERP管理軟件功能模塊設(shè)計(jì)養(yǎng)殖ERP管理系統(tǒng)功能模塊如下圖所示：圖6。 養(yǎng)殖ERP管理系統(tǒng)功能模塊二、數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的好壞直接影響到前期系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)部署和后期的系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，因此數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)尤為重要.在禽類智慧養(yǎng)殖信息管理平臺(tái)中的數(shù)據(jù)種類包括實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、用戶登錄日志等，

27、這些數(shù)據(jù)問(wèn)有可能重復(fù)，為了把這些數(shù)據(jù)信息合理的保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中,更好的組織起來(lái)，必須以某種的特定形式將這些數(shù)據(jù)加以關(guān)聯(lián)。在本系統(tǒng)數(shù)據(jù)中關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)如圖7所示。圖7。 養(yǎng)殖ERP管理軟件功能模塊本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)按不同的功能分為以下幾個(gè)部分：區(qū)域表,本系統(tǒng)可以同時(shí)監(jiān)控多個(gè)區(qū)域,區(qū)域表記錄著區(qū)域名稱、地址等信息，區(qū)域最大；養(yǎng)殖環(huán)境表,在一個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)中可能有多個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)，每個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)都有自己的環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備，區(qū)域表定義相關(guān)的名稱和地址等相關(guān)信息，是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的中心表；用戶表，是為遠(yuǎn)程查詢系統(tǒng)設(shè)計(jì)的,只有登陸信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息匹配上才能登陸到遠(yuǎn)程查詢系統(tǒng)，增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性;日志信息表，記錄用戶每次登陸的相關(guān)信息

28、，例如登陸時(shí)間、操作記錄等等.當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)安全問(wèn)題的時(shí)候，能夠溯源問(wèn)題的源頭，及時(shí)解決問(wèn)題；最新數(shù)據(jù)表，記錄最近一次采集回來(lái)數(shù)據(jù)的信息，包括溫濕度、二氧化碳濃度、氨氣濃度、硫化氫濃度、光照度和采集時(shí)間等等;歷史數(shù)據(jù)表，存儲(chǔ)所有采集回來(lái)的數(shù)據(jù)，方便用戶統(tǒng)計(jì)信息;報(bào)警上下限表，存儲(chǔ)相關(guān)環(huán)境信息報(bào)警的上下限值，當(dāng)環(huán)境信息超過(guò)此值時(shí)會(huì)報(bào)警,提示用戶采取相應(yīng)措施;錯(cuò)誤信息表，存儲(chǔ)相關(guān)的錯(cuò)誤信息，例如采集器無(wú)法采集數(shù)據(jù),或者網(wǎng)絡(luò)通訊異常等錯(cuò)誤信息，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況后，方便查找問(wèn)題來(lái)源,快速解決問(wèn)題.三、養(yǎng)殖環(huán)境數(shù)據(jù)采集軟件該軟件基于C/S架構(gòu)，主要負(fù)責(zé)禽舍養(yǎng)殖環(huán)境相關(guān)信息的錄入、數(shù)據(jù)的采集、超限報(bào)警、數(shù)據(jù)

29、存儲(chǔ)和本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、查詢、修改等工作,并判斷環(huán)境參數(shù)是否處于合理范圍內(nèi).四、數(shù)據(jù)查詢軟件該軟件基于B/S架構(gòu)，是對(duì)外數(shù)據(jù)發(fā)布的平臺(tái),查詢相關(guān)的禽舍環(huán)境信息，并提供相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)和趨勢(shì)圖等。該軟件利用WWW技術(shù)，在計(jì)算機(jī)服務(wù)器中安裝Web服務(wù)軟件，通過(guò)Web站點(diǎn)和動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)行Internet遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)查詢,監(jiān)測(cè)禽舍養(yǎng)殖環(huán)境信息的狀態(tài)，系統(tǒng)日志和操作記錄等。圖8. 登錄頁(yè)面2。15 禽類智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)與全程溯源系統(tǒng)接口分為軟件和硬件接口，其中軟件接口由禽類智慧養(yǎng)殖信息管理平臺(tái)提供。硬件接口采用電子腳環(huán)作為覆蓋禽類從生產(chǎn)、養(yǎng)殖、屠宰或生產(chǎn)加工、流通到消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)的,統(tǒng)一且唯一的“電子

30、身份”。選型決定因素包括：電子腳環(huán) 必須應(yīng)用直徑不大于3。5CM的小腳環(huán) 腳環(huán)需支持讀寫(xiě)功能 腳環(huán)容量不小于256bit通道式讀寫(xiě)器 遠(yuǎn)距離讀卡器有效識(shí)讀距離達(dá)到50CM 根據(jù)雞通過(guò)時(shí)的特點(diǎn),遠(yuǎn)距離讀卡器可以覆蓋雞的通過(guò)范圍手持設(shè)備 手持機(jī)具備讀寫(xiě)腳環(huán)功能，讀寫(xiě)距離不低于5CM 手持機(jī)可通過(guò)串口或藍(lán)牙方式與PC進(jìn)行通訊 手持機(jī)提供編程接口，可支持應(yīng)用開(kāi)發(fā)圖9. 電子腳環(huán)2。2 全程溯源系統(tǒng)2。2。1 業(yè)務(wù)系統(tǒng)概要流程圖10。 全程溯源系統(tǒng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)概要流程2.2.2 主要模塊建設(shè)統(tǒng)一信息標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)、統(tǒng)一身份認(rèn)證系統(tǒng)、過(guò)程跟蹤模塊、數(shù)據(jù)中心、預(yù)警自動(dòng)上報(bào)模塊、數(shù)據(jù)信息管理模塊、公共數(shù)據(jù)交換平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)

31、安全體系是禽類產(chǎn)品全程溯源系統(tǒng)建設(shè)的重要內(nèi)容。具體如下：統(tǒng)一的信息標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)的建設(shè)：規(guī)范禽類養(yǎng)殖及食品溯源的管理標(biāo)識(shí)規(guī)則,為確保數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性與一致性提供依據(jù)；統(tǒng)一身份標(biāo)簽認(rèn)證系統(tǒng)建設(shè)：建立統(tǒng)一的身份認(rèn)證中心。集中進(jìn)行禽類身份認(rèn)證,保證禽類及其產(chǎn)品的電子身份的唯一性與真實(shí)性，提高整個(gè)產(chǎn)品鏈條系統(tǒng)的安全性；過(guò)程跟蹤模塊建設(shè)：對(duì)某個(gè)檢驗(yàn)活動(dòng)從開(kāi)始到結(jié)束完整的狀態(tài)跟蹤及反饋處理；數(shù)據(jù)中心建設(shè):建設(shè)一個(gè)為整個(gè)養(yǎng)殖、生產(chǎn)、加工和銷售鏈條服務(wù)的數(shù)據(jù)中心，保證數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新和高度一致；預(yù)警自動(dòng)上報(bào)模塊建設(shè):根據(jù)數(shù)據(jù)中心獲得的檢測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)與信息標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)的相關(guān)判定法則相比較,自動(dòng)判斷某過(guò)程是否出現(xiàn)異常情況并及時(shí)上報(bào)處理;數(shù)據(jù)信息管理模塊建設(shè)： 日常檢測(cè)數(shù)據(jù)、監(jiān)管數(shù)據(jù)（包括正常、異常數(shù)據(jù))錄入系統(tǒng)，供數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)研究之用 各類檢測(cè)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)功能 某個(gè)獨(dú)立過(guò)程的跟蹤查詢，確保各環(huán)節(jié)溯源的可行性和可靠性公共數(shù)據(jù)交換平臺(tái)建設(shè)：建立一個(gè)跨網(wǎng)段、跨路由、突破地域限制和軟硬件不兼容問(wèn)題的溯源產(chǎn)品數(shù)據(jù)上傳、交流和共享的平臺(tái)， 將分散、異構(gòu)的信息和數(shù)據(jù)資源進(jìn)行聚合，通過(guò)統(tǒng)一的訪問(wèn)入口，實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)溯源數(shù)據(jù)資源和互聯(lián)網(wǎng)資源、各種應(yīng)用系統(tǒng)跨數(shù)據(jù)庫(kù)、跨系統(tǒng)平臺(tái)的無(wú)縫接入和集成；網(wǎng)絡(luò)安全體系建設(shè)：建立溯源產(chǎn)品全鏈條的網(wǎng)絡(luò)安全和信息安全體系,保證溯源網(wǎng)絡(luò)的安全,保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)、關(guān)鍵應(yīng)用模塊的安全,實(shí)現(xiàn)溯源系