智慧养殖新技术、新产品应用研究

樊 平,颜邦斌

南充职业技术学院,四川 南充 637100

0 引言

近年来,随着科学技术的发展,特别是人工智能和物联网等的广泛应用,我国智慧养殖业快速迭代升级,越来越多的养殖场(户)开始应用新一代智慧养殖技术与产品,包括智能饲喂、智能环控、智能检测、智能管理等。当前也有越来越多的互联网企业、科技创新公司,特别是一些平台生态型企业,为养殖业提供了更多更新的技术、服务、平台和方案,推动着传统养殖业向智慧养殖业快速转变。文章总结当前生产上推广应用较多的智慧养殖新技术新产品,并对其进行逐一探讨。

1 智能饲喂技术

智能饲喂技术是以精准、高效、个性化定制为主要特征,根据动物营养、生长状态、生长环境、效益目标等多种因素,形成针对不同养殖对象的饲喂配方和饲喂方案。全新的智能饲喂系统包括控制器主体、报警指示灯、数码管显示、下料主体、功能按键、迅速清仓端盖等,具有智能下料、智能加水、智能控制、迅速清仓、异常报警等功能。通过设备联网,智能饲喂信息(包括异常报警)可实时推送到电脑、手机和微信等,实现了猪场管理的及时、便捷和高效。多功能饲喂管理系统可实现限位栏母猪、产房母猪、后备母猪、保育猪、育肥猪等各阶段的智能饲喂,其一键式下料的优点,减少了大量人力,避免了人工投料给猪只带来的喂料应激和消耗。该系统性价比高,投入产出效益好,因此,常常成为很多规模猪场智慧养殖的首选。

2 液态智能饲喂技术

①液态智能饲喂技术除具有上述智能饲喂系统的优点外,它可选择的饲料原料更加广泛,包括当地的农副产品,如玉米秸秆、大豆秸秆、牧草、豆渣等都可以经过发酵后形成优质饲料,以满足猪群的营养需求。发酵后的饲料中含有益生菌,可以有效促进猪的肠胃消化和吸收,增加饲料的转化率,实现降本增效,也不失为一种解决人畜争粮局面的较好方式。②液态饲喂可以有效减少饲料粉尘,改善猪舍空气质量,减少猪只呼吸道疾病的发生,这在寒冷季节规模猪场的大群饲养时,效果更加明显。③液态饲喂系统避免了饲料的残留和霉变,可有效防止霉菌毒素的产生和危害。④断奶仔猪在断奶前后使用液态饲料,可降低断奶应激,确保断奶仔猪顺利过渡等。因此液态饲喂方式更简单更有效,可大大提高养殖效益,开启智能养猪新时代。

3 人工智能(AI)技术

①在养猪行业中,人工智能的应用也日益普及,该技术可以帮助农场主更好地管理猪群,提高生产效率和养殖质量,帮助农场一线员工更轻松有效地工作,提高员工福利;同时,人工智能技术有助于建立统一的养殖标准,减少人为原因导致的生产成绩波动。②人工智能可用于监测猪的生长和健康状况,为养殖者提供更为准确和及时的信息。如养殖者可以在猪舍内安装摄像头、巡检机器人以及各种传感器,通过人工智能技术来识别和追踪每头猪的生长情况以及预测猪的疾病风险等信息。③可监测猪舍内的温度、湿度、有害气体浓度等环境指标,并通过预测和识别这些指标来提高养猪效率[1]。例如可以根据猪的日龄绘制猪群各个阶段所适宜的温湿度曲线范围,当猪舍的温湿度高于最高设定值或低于最低设定值时,人工智能可以辅助启动设备自动调节猪舍内的温度和湿度,从而保证猪只生产环境的稳定和舒适。④可用于管理饲料的供应和质量。如养殖者可以通过智能技术来预测猪的饮食需求和饲料消耗量,并及时补充饲料,避免猪只因为缺乏营养而影响其生长和健康状况。同时,可监测饲料的质量和存储情况,保证饲料的安全和营养价值。⑤可用于评估猪肉的品质和营养价值。如可通过图像识别技术来分析猪肉的外观和质地,判断其品质是否符合标准要求,并分析猪肉的营养成分,从而为消费者提供更为准确和详细的营养信息。⑥借助物联网、区块链等技术,可以实现养殖过程的全程监管和信息化管理,进而实现养殖过程的可追溯性和数据共享,提高养殖行业的透明度和信任度。

4 推行ID猪

ID猪是指有“身份”的猪,是基于互联网、物联网、区块链、大数据技术等前沿技术,通过使用现代化机械设备,链接“权威检测、场景可视、防篡改、在线支付、责任到人、品牌背书”6个维度进行管控,进而实现每一头猪,甚至每一块猪肉都拥有自己的“身份”和“档案”。ID猪可通过连接上下游的客户,积极运用先进的互联网科学技术,推动生猪及猪产品的高质量、透明化、可溯源,帮助生猪产业实现健康可持续发展,帮助优质的养殖户做出有品牌溢价的产品。ID猪的推行不仅从源头上解决了猪肉安全问题,同时也推动了生猪流通各个环节的规范化、可视化。生猪养殖企业、屠宰企业还可依托不可篡改的追溯数据,打造出透明化、有质量的生猪品牌、肉食品品牌,提升企业在行业内的综合竞争力。

5 物联网应用技术

物联网应用技术与养猪的结合,简单的讲就是通过传感器和射频识别等技术来实现自动化监控,通过信息化平台来实现智能养猪。管理者通过远程监控掌握猪场动态,会大大提高生产管理水平,种猪的意外伤亡率也会随之下降,很适合中大型养殖场。①通过物联网养猪,由安装在猪场内的传感终端,对温湿度、空气质量等数据能实时监测,当出现异常时,系统会自动报警,例如当二氧化碳超标时,系统就会自动发送报警信息,管理者只需点击鼠标就能实现排风,如果一定时间内无人为操作就会自动开启。②基于物联网平台,公猪站的精液生产和质量控制系统能够达到对公猪精液生产以及质量控制环节的自动化采集和分析,同时也能了解猪的进食、活动等数据是否异样,从而帮助养殖户及时调整养殖措施。③当前流行放养猪,但是自然环境下放养对管理是一个挑战。由于养殖面积大、环境复杂等因素,猪的定位和救助是个问题,若结合射频识别技术的定位识别就能解决问题。放养时,给每个猪安装一片芯片,在养殖区的各个区域配置相应的感应装置和视频监控装置等,通过物联网构建定位系统,就能够对猪的活动情况进行精确定位以及视频监控。④食品安全问题一直都是社会的头等问题,食品溯源一直都是现代农业物联网的热门话题。通过物联网技术、移动通信技术、射频识别技术的结合,这些工具能够记录生猪养殖中的各类信息,消费者通过扫描猪肉上的二维码,就能了解所购猪肉的产地、饲养情况、用药情况等,改善了用户的消费体验。借助电商平台,养殖户还可以获得用户反馈的猪肉品质评价,及时地调整猪肉品种和饲养方案。

6 智慧养殖管理系统

智慧养殖管理系统由环境监测系统(包括二氧化碳传感器、有害气体传感器、空气温湿度传感器、光照度传感器等)、控制系统(包括智能阀门、智能控制柜等)、管理云平台及通信网络组成。应用智慧养殖管理系统的养猪场,养殖户通过安装了管理云平台的智能手机、电脑端查看养猪场各部分的环境实况,如温度、氨气含量等数据信息,了解其是否超过适宜范围、是否需要在界面上开启相应设备进行平衡等。也可以设定养殖管理策略,把原本需要人工判断、执行的问题交给云平台,管理者只需要在接收到报警信息后,根据报警内容去排查对应设备有无异常即可,同时结合监控视频与历史数据,优化养殖方案[2]。对牛(羊)群的智能化管理,可利用电子耳标和智能项圈等设备,实现牛群24 h体温监测、运动量监测、电子围栏、远距离识别和卫星定位、静止报警、计数上传等功能。结合智联网数据平台和智能AI分析系统构建牛群放牧管理系统、牛群溯源质量追踪系统和肉牛产业信息管理系统等。

7 疫病防控智能决策技术

利用健康巡检机器人、防疫消毒机器人等可实现疫病远程诊断,收集的数据还能通过大数据分析及时发现问题,宏观上也有助于疫病防控监管。

7.1 猪场智能巡检机器人

猪场智能巡检机器人采用智能算法和信息传输处理进行实时数据采集和智能体况分析,可实现智能盘点、图像估重、种猪体况评分、病弱猪检测、运动量检测等功能。智能盘点是通过特定摄像头及不同场景下的合理架设,利用人工智能算法快速精准地统计出猪群中猪只个数;图像估重-测膘是通过特定摄像头获取猪群的体积数据,利用人工智能算法快速计算猪只运动量监测体质量,参照标准体质量生长曲线,实现辅助猪只精准饲喂;病弱猪检测是指24 h监测猪群的体温及姿态数据,利用红外摄像技术获取猪群体温,并基于图像切割和图像去重技术及时发现死猪,再利用人工智能算法快速捕捉异常姿态的病弱猪,并及时通知饲养员进行相应处理;运动量检测是指24 h监测猪群的运动数据,利用人工智能算法快速地计算出不同个体的运动指数以及不同区域的猪群活跃程度,实现生长评估和体况评估。

7.2 AI消毒灭菌机器人

AI消毒灭菌机器人采用全地形履带底盘,适用于室外多种不同路面路况。机器人一般宽0.9 m,高0.55 m,可“自由”进出猪舍的狭窄道路;机器人搭载60 L大容量药箱,可以达到连续喷洒15～30 min的作业时长,方便管理人员灵活制定作业计划,并有效避免作业人员被有毒有害气体侵害。

7.3 咳嗽管家

咳嗽管家是一款以人工智能大数据算法为基础的猪呼吸系统疾病的创新解决方案。它能24 h全天候在猪舍中监测猪群的呼吸道健康状况并且及时发送预警,提醒相关管理人员进行针对性的干预,达到改善生产成绩、增效降本的目的。此外,该系统将现场呼吸道状况可视化,用数据呈现助力管理及决策,做到更客观、精准,可追溯的过程管理。在数智化健康管理这个领域不断探索。

8 智能高温好氧发酵粪便处理技术

智能高温好氧发酵粪便处理技术可以利用活性微生物对畜禽粪便等有机废弃物进行高温好氧发酵处理,废弃物中的有机质进行生物分解、腐熟后,可生产有机肥,促进有机废弃物无害化、稳定化、减量化以及资源化利用。智能高效好氧发酵技术主要应用立式好氧发酵罐,该设备主要由发酵室、主轴传动系统、液压动力系统、上料提升系统、高压送风系统、除臭系统和控制系统组成。其工作原理是利用锯末、稻壳、玉米秸秆、玉米芯、花生壳等生物物质作为辅料,对猪粪含水量和碳氮比(C/N)进行调整,然后加入菌种进行混拌,送入密闭的发酵罐中发酵。通过高压风机送风系统向物料输送氧气,液压驱动系统带动桨叶旋转进行搅拌,在好氧发酵菌的作用下,有机物不断分解,产生大量高温,促进物料中的水分蒸发,同时可杀灭病原体、寄生虫以及杂草种子,最终生成优质有机肥,达到无害化、减量化、稳定化的处理目的。

9 猪脸识别系统

猪脸识别技术是一项以人工智能技术为基础,运用面部识别技术来识别猪只身份、健康状况、品种分类、以及追溯的技术。猪脸识别技术的应用将大大提升猪养殖场主在管理猪只时的便捷性。①通过对猪的面部特征的识别,猪只的身份可以被快速准确地识别。这一过程的效率远超传统的猪耳标识别方法,而且更为安全、便捷。②运用猪脸识别技术,猪只的健康状况可以得到更及时的发现。通过对猪的面部特征的识别,病症的初期表现可以被迅速捕捉到,便于管理者及时采取相应的措施,以防疾病的扩散。此外,通过对猪的面部特征的识别可以对猪只的品种进行分类,这样,养殖场主可以更为便捷地管理不同品种的猪只,从而更好地调配养殖资源。③运用猪脸识别技术,猪只的追溯也变得异常简单。通过对猪的面部特征的识别,可以实现猪只的全程追溯,方便养殖场主进行管理和监控。当然,猪脸识别技术在实际应用中还面临着一些问题,例如猪只的面部特征随着生长过程会发生变化,数据采集难度大等。但是,这些问题都可以通过不断的技术优化和数据积累来解决。 可以预见的是猪脸识别技术有望成为猪养殖管理的新利器,为养殖业的发展注入新的活力。

10 结束语

养殖场实行智能化养殖,建设以数字为基础的养殖管理方式是未来养殖业的发展方向,也是发展养殖物联网的必由之路。随着传统养殖业向智能化、信息化、标准化转型升级,我国畜牧业必将成为融合多学科的高科技新型行业,未来智慧养殖将更加致力于推动畜牧业数智化发展,进一步推动我国畜牧业的高质量发展。