物联网智能称重及计数系统在种猪场的应用试验

瞿文学，郑国卫，金耀忠，范 卫，孔广欢，孙福华，李步社，张和军，宋团伟，朱小平，姜红菊，陈日富，农栩安

(1.上海市浦东新区动物疫病预防控制中心，上海 201300；2.上海祥欣畜禽有限公司，上海 201302；3.上海种猪工程技术研究中心，上海 201302)

近年来，随着物联网技术的发展，畜牧养殖业尤其是养猪业逐步将物联网技术和设备引入生产中。这些新技术的引入极大地促进了养猪生产的智能化、标准化，提高了生产效率和经营效益，得到了行业的广泛认可。

1 试验背景

在规模化猪场中，哺乳仔猪群、保育仔猪群、育成育肥群一般按生长阶段实行大栏舍饲群养，全进全出。为了计算猪群规模即群体大小以及评估和计算猪群生长速度与料肉比，需要在每次转群时对猪进行计数和称重。在转群过程中，猪处于移动状态，人工计数需要消耗大量的劳力，整个过程十分烦琐和耗时，而且很容易重复或漏点猪数。同时个体称重的工作量很大，需要抓猪或赶猪，容易使猪产生应激反应。因此猪场需要一种能自动计数和称重的系统来解决这个问题，提高工作效率。

2 试验方法

2.1 试验技术路线

为解决猪称重和计数的问题，提升猪场的自动化管理水平，本试验在华东某种猪场研发组装了一套高精度电子称重地磅(即过道称)及群体大小自动计数系统，该系统的工作技术路线如图1 所示。

2.2 试验材料及方法

试验材料有射频识别(radio frequency identification，RFID)耳标、智能电子地磅、4G 通信技术、云平台技术，以及试验猪562 头。系统采用屏蔽线连接RS485 通信，屏蔽现场电器对通信的干扰；试验中对4G 通信数据进行加密，可以保证数据的网络安全性。

系统开发采用C#语言，应用sql server 2015 数据库，后端开发框架采用ASP.NET、asp.core MVC，前端框架采用recat、vue，缓存技术采用redis。

该系统采用物联网架构，将采集的硬件数据传送至云端并进行分析，云端数据通过移动APP 软件实时呈现，可实时监控猪群转群重量及群体大小。

3 结果与分析

3.1 高精度电子过道称的开发应用

通过对比试验，本研究选取了具有RS485通信功能的高精度地磅做过道称，选用抗腐蚀性强、抗冲击结构、双层坚固缓冲平台秤，采用国际先进的不锈钢柱式数字技术称重传感器，能对温度系数、非线性、滞后和蠕变等进行数字技术自动补偿，并自带防浪涌冲击(并联式)、防水性能强的防水RS485 联网通讯串口连接盒，连接了4 颗高精度感应器生成并传输数据。秤台外形美观、长期稳定性好、坚固耐用，可方便地与可编程控制器(programmable logic controller，PLC)等计算机设备联结，实现累计、查询、打印、数字上传等多种功能(图2)。

图2 高精度电子过道称

3.2 猪群自动计数盘点系统的开发应用

通过智能高清摄像头，以及猪的自动捕捉识别技术，实现群体大小的自动计数盘点。与人工点数、称重相比，新系统和设备的生产效率比人工方式提高5 倍以上，可为试验猪场节约4 个以上用工，年节约生产用工成本30 万元以上(图3)。

图3 智能视频自动计数系统

3.3 试验结果记录

记录人工称重与过道称称重的耗时、人工计数与自动盘点系统的计数系统的耗时，结果如表1 所示。

从表1 可见，过道称称重系统称重耗时比人工称重缩短80%，计数系统计数的耗时比人工计数的缩短84%，而且仪器称重和点数的准确率接近100%。相比之下，该系统比人工称重、计数在时间和准确性方面更有优势。

3.4 物联网应用软件APP 开发

为便于数据分析和监控，还开发出了物联网云平台APP，通过RS485 通信线收集耳标识别器和电子磅秤的数据，再通过4G 模块将数据解析加密后发至云平台。云平台通过统计这些数据对猪的状况进行分析，并将统计和分析结果存档或通过手机、电脑端查看(图4)。

图4 物联网云平台APP

本试验结果表明，该系统可以提高生产效率，降低生产中的人力成本，后续将在试验场扩大应用，并在养猪业内进行推广。