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“数云端”模式赋能智慧猪场建设
孟祥宝 汪洋
广东省现代农业装备研究所广州市健坤网络科技发展有限公司
2019年以来，受环保整治、禁养区清理和非洲猪瘟疫情等多重因素影响，养猪行业总体信心不足，补栏积极性较低，恐慌性出栏、恐惧性空栏问题突出，生猪产能下降幅度较大。去年，省农业农村厅会同省直12个部门，联合印发了促进生猪生产保障市场供应十条措施，全省生猪产能有逐步恢复迹象。当下小散养殖向规模化标准化养殖转型、传统粗放养殖向绿色科学养殖转型势在必行，建设现代化猪场增强畜牧业综合生产能力、市场竞争能力和持续发展能力的紧迫性正日益突出。
AI人工智能作为新一轮产业变革的核心驱动力，已成为养殖行业发展的新引擎和国际竞争的新焦点。在蓬勃发展的科技浪潮中，当最传统的生猪养殖与最新潮的AI技术相遇，“数云端”模式将为养猪行业带来翻天覆地的变化，将养猪行业变得更高效，更有可控性。
何谓“数云端”模式？“数”就是大数据，“云”就是云计算，“端”就是各种智能终端。打个比喻：如果用人来做比喻的话，这个“端”就相当于是人的四肢，“云”就相当于人的躯干，而“数”就相当于人的大脑，这三者形成一个联动，形成一个互动、完整的体系。“数云端”协同的智慧农业模式，已在广东现代农业产业园和智慧猪场建设中发挥重要作用。一
智慧猪场顶层规划
围绕信息化技术集成、一二三产业融合、先进生产示范等功能建设，融合AI、IOT、GIS、大数据、虚拟现实、电子商务等高新技术，以“数云端”应用模式形成数据闭环，打通生猪养殖过程中的个体监测、环境监测、环境控制、自动饲养，以及加工、收储、物流、溯源和园区大数据可视化环节，创建标准化、精细化的养殖模式，提高生产和运营效率，保障生猪产品品质、带动合作农户增产增收。端-猪场智能终端：主要包括温湿度传感器、氨气浓度传感器、C02传感器、RFID耳标读写设备、光照传感器、自动化喂养设备、视频监控、体温监测、网关等，用于精准感知养殖环境和设备自动化控制。云-农语云平台：对猪场关键环境数据、行为数据、食量数据进行管理和智能化设备远程控制，核心是连接传感器与控制设备，实现养殖环境、生猪成长全流程管理。
数-大数据平台：现代化猪场养殖分析大脑，将数据管理下沉到执行层，及时解读数据、发现猪场问题，用数据指导生产，不断提高养殖水平。二
智慧猪场功能设计
1、自动化精准环境监控每栋猪舍内环境自动化精准监控系统包含：环境监测系统、智能控制器、电源和环境控制系统。环境监测系统包括温湿度、光照探测器、有害气体（氨气、硫化氢、甲烷）检测器，环境监测系统通过与智能控制器相连；环境控制系统根据猪舍饲养阶段的不同配置有轴流风机、水帘、循环风机、湿帘冷风机等，环境控制系统由智能控制系统的控制策略进行调控开关；智能控制器综合温湿度和有害气体的控制策略进行调控；每栋猪舍设置一个独立的电源装置为各设备供电。多栋猪舍的智能控制器通过路由器接入同1个管理平台，可以采用本地终端或者远程终端对猪舍内环境进行集中管理。
2、数字化精准饲喂
猪场数字化精准饲喂，应用于肉猪、母猪、公猪等全养殖过程，利用群饲设备可对每头猪实施智能化精准饲喂，替代传统人工饲喂方式。采用精准饲喂系统时，首先根据每头猪的生长阶段和体况制定针对性的饲喂计划，生猪进入群饲设备后自动识别其佩戴的RFID电子耳标，群饲设备将按照饲喂计划规定的日采食量投放饲料供站内生猪采食，同时还可以利用对应的软件管理平台对生猪采食情况和采食量进行系统管理和统计，实现对生猪的精细化饲喂管理。
3、猪场移动巡检
基于猪场顶部的轨道式智慧摄像头巡检系统，定时或不定时采集养殖数据，包括清点猪只、体温数据、状态数据、异常行为数据等，实现技术与管理人员在巡场过程中对生猪、种猪健康状态观察数据的采集，在可以访问集成数据系统的基础上，及时发现并记录饲养、疫病、管理等方面的问题。
4、猪场自动喷淋
通过系统规划和安装猪场喷淋系统软件和硬件，通过手机或现场PLC设备即可定时或定量打开喷淋系统给猪只降温或冲洗，以达到猪舍整体降温和冲洗效果。猪场自动喷淋可规模化操作，经济效益和管理效益较为明显。
5、猪场三维建模
猪场整体建模，需要用到猪场全景数据、猪场三维地理数据等。通过无人机倾斜摄影或全景航拍，制作猪场三维立体的全景图。通过三维建模软件，融合猪场物联网、智能化装备监测数据，猪场养殖环境发生异常时，实时将异常猪舍在建模软件中以红色预警的方式标注出来，达到更好的服务于猪场宏观管理与高效分析预警。
三
猪场大数据可视化分析系统
应用嵌入式软硬件开发技术、多传感器多通道数据采集技术、智能硬件通信协议以及信息融合等技术，通过在猪场内科学布设传感器（硫化氢、氨气、温度、湿度、PM2.5、噪音、其它异味气体）、智慧摄像头（统计数量、监测行为、体温监测、母猪发情监测）、自动化喷淋系统、投喂系统等设备；实时读取、分析规模养殖场，以及猪场废弃物处理、堆肥应用等设备的运行和资源化利用数据，实现猪场感知监测数据的分析、应用图层展示、设备状态的管控、语音报警、设备远程控制等功能。
1、大数据管控
畜禽养殖中，自动数猪、自动测温、生长天数、运动量、发情监测、环境监测等信息在“一张图”上综合分析展示。
2、多样化呈现
数据显示界面满足多种数据显示形式，包括文字、图标、动画和视频等显示在同一个画面内。
3、养殖升级
以畜禽养殖信息化应用为出发点，通过AI人工智能和物联网技术，提高生产效率、降低养殖成本。
4、分析与应用
通过大数据汇聚，直观反映个体实时追踪，还实现了群体的健康和环境检测，为养殖用户决策提供数据支持。
5、设备控制
管理人员通过手机或电脑就能对猪场光温水气、投料设备进行远程控制，也可设定好控制逻辑，实现智能控制。
6、智能报警
当发现断电故障、设备故障和环境条件监测异常的时候，自动进行报警。
四
综述
“数云端”模式赋能智慧猪场建设的核心就是推动猪场数字化转型和精准养殖管理。将猪场环境、生猪行为、养殖过程数据化，结合精准感知、统计分析算法进行大数据分析，建立智慧猪场的异常预警、环境调控、过程记录、选种育种等数字化流程机制，打造智慧猪场数据闭环，帮助及时解决以智慧养殖为核心的现代化猪场建设，真正实现降本增效。
作者：孟祥宝
教授级高级工程师、广东省现代农业装备研究所副所长、广州市健坤网络科技发展有限公司董事长、国家农业农村信息化示范基地负责人、农业人工智能委员会主任委员、广东省农机化科技创新专家组专家。长期从事农业信息技术与智能装备研发、应用推广和成果转化工作，社会经济效益显著。
来源：《猪业》2020年第5期【万物互联 智慧养猪】专题系列文章原标题：“数云端”模式赋能智慧猪场建设
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