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农业物联网:奶羊物联网养殖与追溯系统解决方案

来源:中国智慧农业网 作者:智慧农业研究院 人气: 发布时间:2018-02-20
农业物联网:奶羊物联网养殖与追溯系统解决方案
 奶羊智能养殖与追溯系统体系架构祥释。
(1)基于传感器和RFID标识的奶羊管理系统
  对整个牧场6000余头奶羊实施与构建无线射频识别技术(RFID)电子标识,采集动物的个体信息,数据采集内容包括:羊只识别、体重、采食量、体况、产奶量、运动量、环境温度和湿度,还包括养殖场的饲料存储数据。利用专家知识系统,判断羊只的生理状态,调整饲料结构和供给数量。既能满足独立奶场数据采集、管理、分析,面向养殖过程的需要,也能满足分布式数据源采集调度、生产管理全过程的需要。包括羊只日粮自动配给、羊奶产量统计分析,奶羊个体识别、疫病监测防控、产品质量控制。
1)奶羊物联网养殖与追溯系统架构
本智慧农业养殖系统主要由相关的硬件产品和网络数据库平台组成。硬件是指基于RFID与无线传感技术的动物生物特征传感器产品和相关具有互联网接入功能的读写设备产品,同时建立基于信息平台的SAAS网上数据库管理平台,对于系统内的RFID和PDA节点设备进行有效的在线管理;最终建立一个完整的信息应用平台,并运营这个平台,为最终用户提供数据存储和增值服务。
2)奶羊物联网养殖与追溯系统功能及流程
企业建档:在系统中需要为企业登记注册,建档后的企业将会在云平台中获得数据空间,并获得系统使用权限。
标签及设备发放:标签及设备由信息平台统一登记和发放,只有经过系统认可的设备才允许与系统对接,这样可以起到很好安全防范效果。
奶羊建档:养殖企业负责给奶羊挂标(包括电子耳标和计步器),挂标后详细登记奶羊档案信息。
   养殖信息登记:养殖信息包括饲喂量登记、称重照相、专栏等信息。
奶羊活动量检测系统以及羊场环境监测:在羊场架设Zigbee传感网络;通过计步器自动上传奶羊活动量信息;通过温湿度传感器,自动实时上传养殖场环境信息,便于管理人员进行现场决策。
   疫病登记与申报:当发生疫病时,应详细登记疫病信息,并向上级单位申报。上级单位发布防疫通知后, 相关养殖场依据防疫通知执行防疫操作,操作后在系统中登记相关信息。还信息能够帮助上级单位实时追踪防疫执行情况,并能够生成统计报表
鲜奶生产登记:记录鲜奶生产过程中的基本信息。
溯源查询:溯源分两个方面:一是依据电子耳标查询对应的奶羊饲养情况,二是依据鲜奶溯源条码查询鲜奶的生产数据
政府监控与信息发布
本奶羊物联网养殖与追溯系统中,政府可以依据网上的数据及时稽查奶羊场的生产质量状况。
(2)全自动羊奶冷缸智能温度监控系统
羊奶从挤奶器中出来以后,直接输送到冷缸中保存。冷缸要求必须将鲜奶的储存温度控制在0-4摄氏度以内。提供安装全自动羊奶冷缸智能温度监控系统,系统可以实时监控奶缸中的温度变化情况,并且当温度超过4度时,会通过内置的GPRS模块自动发送报警短息给奶羊场管理人员,这样可以避免由于奶缸制冷系统故障或者人为疏忽造成的鲜奶报废,或者避免变质奶混入生产流程。 
   与此同时,通过对于奶羊场机械挤奶设备进行智能化改造,与奶羊场的挤奶设备相结合,集成传感器技术、信息采集技术及网络数据库技术,实现对奶羊个体日产奶量的自动记录与分析。在每个挤奶位置上加装RFID奶羊电子标识感应器和识别系统,加装感应式奶量自动计量设备。配合专业数据库软件系统建立挤奶厅数字管理平台,该系统可以自动采集每头奶羊的电子ID、挤奶时间、挤奶量等数据,并自动通过无线网络传送到数据中心。每次奶羊进入挤奶厅,挤奶设备会自动扫描该奶羊的RFID标签,读写器能根据RFID识别每一头奶羊,每头奶羊的产量将会自动地被记录并自动地分析其奶量变化,从而得出每头奶羊的产奶性能,泌乳曲线和健康情况等等。
(3)自动称重和分栏系统
在奶羊通道上,加装RFID识别设备和自动称重设备和自动分栏门禁系统。该系统可以实现对于每头奶羊的自动称重,称重信息和奶羊电子ID号一一对应,并自动通过无线网络传送到数据中心。管理员也可以通过系统设定需要特殊照顾的奶羊的ID,当这头奶羊经过感应识别系统时候,控制设备就会报警,提示管理员,自动将它分离出羊群。这样管理员或者兽医可以方便的从羊群中找出生病或者是需要人工配种的奶羊。
 通过每天监控羊的体重变化,我们可以知道羊的能量平衡情况。产后羊从能量负平衡向能量正平衡转变的时间可以通过观察羊的体重曲线找到。能量正平衡时输精妊娠的可能性大于能量负平衡时输精。同样,体重的突然下降说明奶羊出现健康问题。 
(4)基于传感器技术的奶羊发情监测系统
应用无线传感网技术,建立奶羊发情监测系统。给每头奶羊加装的生命特征传感器主要由计步器和感应器组成。计步器很小,但是这种耐用的装置同时具备三种功能,即身份识别和奶羊活动量记录和温度记录。研究表明奶羊的正常发情直接表现为活动量的增加。富华科技研发的计步器能够记录奶羊在每个班次所走的步数,从而得出一个正常情况下活动量的平均值。如果在某个班次,羊的活动量比平均值高很多,说明羊奶可能发情。同时,如果活动量下降,则说明这头羊可能出现肢蹄病或消化疾病等。该系统由固定在羊腿上的计步器和固定在挤奶位上的感应器组成,每次挤奶时计步器与感应器自动发生感应,从而实现羊号的自动识别。同时,计步器上记录的羊的活动量信息自动通过无线网络传输到数据中心。
(5)奶羊自动饲喂TMR系统
应用信息技术和TMR技术建设奶羊自动饲喂系统。全自动饲喂系统日夜不停地自动装载、切割、混合和分配饲料。它可根据奶羊在哺乳期所处的阶段,确保每头羊或整个羊群的能量获得适当的平衡。采用这套新系统,可以控制饲喂成本,使日常工作变得灵活,并且最大程度的减少浪费和能源消耗。饲喂成本占总营运成本的50%,成为奶羊场上最大的一项开支。饲喂也是仅次于挤奶的一个最耗时的工作。确保定时精准的饲喂对于动物健康、良好的繁殖力和经济效益至关重要。而通过全自动系统执行这项工作对于改善牧场管理人员的生活方式和优化牧场管理起着不可或缺的重要作用。饲喂的数据自动通过无线网络传输到数据中心。
   这种新的饲喂解决方案是智能化牧场的一部分,智能化牧场就是一种行之有效的方法,可以“利用既有的决策工具和自动化科技,促进从挤奶管理到全球牧场盈利管理的转变,实现羊奶质量及牧场利润的提升。”
(6)智慧养殖场环境监测系统。
开发基于无线传输的智能环境调控系统,整个系统由上位机、测控终端及外设等组成。测控终端由微处理器、无线传输模块及诸检测模块等组成,是测控系统的核心。为解决养殖环境非线性、测量参数滞后等问题,采用模糊控制算法,通过模拟人的思维方法并借鉴人工操作经验实现畜禽养殖环境的智能控制。畜禽养殖环境的优劣对于畜禽生产潜能的发挥有着重要影响,直接影响着畜产品的产量和质量。
   整个智慧养殖系统由上位机和现场测控单元2 个部分组成。上位机负责信息的接收、存储、分析与处理,还可对现场智能终端进行远程控制。测控单元由智能终端及多种外设组成,主要完成温湿度、氨气及气体粒子浓度等信息的检测任务,并按预设模式进行自动调控。既可通过智能终端键盘预设参数及工作模式,也可由上位机遥控操作完成。每栋羊舍可设置一个测控单元,测控单元总数量可根据禽舍实际数量决定。风机是调控温湿度及粒子浓度等的重要设备,通过变频器驱动便于靠转速调整实现这些参数的智能调控。由畜禽养殖环境测控系统的结构图可以看出,智能终端是本系统的核心,其性能的优劣直接决定着整个系统的性能。
(7)羊奶产品的全程冷链控制系统与质量安全与溯源系统。
完善的配送系统决定了奶品供应的效率和品质。能否及时、高质量的向城市消费者提供新鲜、营养的羊奶也成为考验乳品供应商的重要标准。
所谓“冷链”,就是指羊奶在生产、运输、销售、储存的全过程中,始终将羊奶温度控制在0℃-4℃的范围内,以此最大限度地保持羊奶的新鲜口味和营养价值。众所周知,马山羊奶厂是一家专业生产低温鲜奶、酸奶的企业,因此,“冷链配送”是否完善对其来说显得格外重要。
   从某种意义而言,冷链又是鲜奶市场的发展瓶颈。尤其在炎热的夏季,冷链在鲜奶竞争中的关键作用就更加突出,可以说,具备了这一优势的企业完全可以把它当成一道竞争壁垒。
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