农业物联网技术在畜禽养殖环境监测中的应用

农业物联网技术在畜禽养殖环境监测中的应用

前言

当下，随着农业结构调整和相关国家政策的扶持，我国农林牧渔发展迅速，特别是畜牧养殖业正逐渐向着现代化、规模化的方向发展，封闭式的畜禽养殖场被广泛运用于禽类的饲养管理。但与此同时，规模化养殖场的养殖风险也在增加。养殖过程中的粗放管理方式，通风、排污、取暖等设施不完备，导致牲畜生长环境恶劣，容易引起动物疾病、死亡，畜牧产品质量不过关等问题。因此实现现代有效的养殖场环境监控措施,不仅可以及时防止传染疾病的发生,还有利于畜禽的健康生长和提升产品品质。

随着4G无线网络的逐步普及，传感器网络技术的发展，智慧农业具体到养殖业，农业物联网技术为现代养殖场环境监控的智能化提供了新的解决方案。

一，设计智能畜禽养殖环境测控系统意义重大

当前国内对畜禽设施养殖环境的监测手段主要是靠养殖人员的经验进行人工观测，人工调节，调节有滞后性，生产效率低，占用人力资源多，这一做法

基本无法适应现代化的养殖要求，导致我国的畜禽业生产水平处于落后水平。

而环境因素对家禽养殖的重要性已被国内外大量的科学研究和生产实践所证实，尤其是封闭式的畜禽舍，光照有限，温度、湿度波动比较大，有害气体不容易散发，这些均对畜禽的生长繁殖影响比较大。畜禽舍内的环境质量已经上升为影响畜禽健康状态与生产性能、人类安全和维护社会稳定的首要问题。因此，根据畜禽养殖环境的特点，利用智慧畜禽养殖环境测控系统对温度、湿度、有害气体浓度等主要环境参数准确和实时监测是十分有必要的，以监测数据为参考依据，对畜禽舍养殖环境进行调控，能大大提高畜禽舍管理效率。

二，系统概述

SQ-XY智能化畜禽养殖环境监控系统，是利用物联网技术，基于4G无线传输，以ＰＬＣ机电控制技术和运用组态软件开发，通过智能传感器在线采集畜禽养殖场的环境信息，如二氧化碳、氨气、硫化氢、空气温湿度等，同时集成改造现有的养殖场环境控制设备，实现畜禽养殖的智能生产与科学管理。

养殖户可以通过手机、计算机等信息终端，实时掌握养殖厂环境数据信息，

及时获取异常报警信息，并可以根据监测结果，远程控制相应设备，实现健康养殖、节能降耗的目的。

另外，该系统引进禽畜养殖自动化技术，可定时定量喂料，喂食，照明，取蛋，清粪等自动控制。的平台为监控终端的畜禽舍环境监控系统研究，建立畜禽舍养殖环境监控系统基本框架，实现远程实时监控畜禽舍内部环境因子（包括温湿度、光照度、二氧化碳、硫化氢、氨气等），从而获得畜禽生长所需的最适环境状，确保畜禽的健康成长。

三，系统组成

SQ-XY智能化畜禽养殖环境监控系统主要由畜禽舍环境信息智能采集系统、通讯网络系统、智能养殖管理平台、养殖舍环境自动调控系统四部分组成。

1、畜禽舍环境信息智能采集系统

---实现养殖舍内环境参数（包括CO2、氨氮、H2S、温度、湿度、光照

强度、视频等）信号的自动监测、采集与传输。

---采集层一般有空气温湿度传感器，二氧化碳传感器，氨气传感器，硫化氢传感器，实时采集舍内的环境数值，并上传至采集终端。

2、通讯系统

可选数传电台、工业以太网、RS485总线、光纤、GPRS/3G网络通讯、短消息通讯、卫星终端等，支持与多中心进行数据通讯。

3、智能养殖管理平台

----实现对养殖舍内各路信息的显示、存储、分析、管理；提供阈值设置功能；提供智能分析、检索、告警功能；提供权限管理功能；提供用户监控平台，可远程监控各舍内的环境情况；

4、养殖舍环境自动调控系统

----实现养殖舍内环境（包括照度、温度、湿度等）的集中、手动、自动、远程、联动控制。

----控制层主要包括温度控制，湿度控制，通风控制，光照控制以及定时喂食，喂水，掏粪等。

四，养殖舍内环境参数采集与控制功能

1、温湿度调节，营造舒适的温湿度环境

实时监测采集养殖舍内外的温湿度数值，通过舍内、外的温度对比，在炎热夏季，当室内温度高于室外温度时，启动风机进行空气交换、通风排湿；在寒冬，需要进行保温处理，适当进行送暖措施（如太阳能、电热炉、锅炉供暖）等。

2、通风换气，保持养殖舍内空气清新

系统联动控制通风换气设备，可以及时排出污浊空气，不断吸收新鲜空

气。通过对养殖舍内的氨气、硫化氢、二氧化碳等进行实时监测，自动调节换气设备。同时考虑到对舍内温湿度的影响，冬天选择温度较高时通风换气，夏天选择凉爽的夜晚或早晨通风换气。

3、光照度调节，保证充足的光照时间

充足的光照时间是保证动物健康、快速成长的重要因素。对于阴天养殖舍内光线阴暗或冬季日照时间不足的情况，适当增加辅助照明，弥补光照度的不足。

4、养殖舍内压力的监测

由于某些时候通风差等原因，会造成养殖舍内外压力存在差异，不利于气体流通，导致舍内有害气体浓度过高。该系统可以实时监测采集养殖舍内外压力，当出现压差时，系统可联动控制相关设备运行，以保证空气流通。

5、视频监控，随时掌握现场实况

在养殖舍内安装视频监控，以便随时查看动物生长情况，减少人工现场巡查次数，提高效率。从科学养殖、提高养殖管理水平，实现智能养殖的角度来看，视频监控是现代化养殖业发展的必然趋势。

第四部分：智能化畜禽养殖环境监控系统优势

---采用先进准确的数字传感器，可精准的检测畜禽养殖场内的各项环境数据。---采用物联网技术，利用无线通讯，用户可远程监控。

---自动化控制，可自动控制通风机，光照装置，定时自动喂食，喂水，大大降低人工成本。

---自动报警装置，当某项环境指标不达标或超标时，自动发出报警信息。

---人性化的触摸屏/文本屏人机界面，简便易懂，操作方便。

五，计算机监测软件平台

打开控制柜触摸屏，首页界面为“进入系统”，石家庄圣启科技有限公司的首页面，用手指轻触“用户登陆”，进入下一个操作界面。

SQ-XY智能化畜禽养殖环境监控系统，可以实现对如温度、湿度、气体浓度、光照度等参数的自动监测、采集、调节与控制，同时预留手动控制模式，通过手动与自动的完美结合，达到理想的控制效果，为动物营造舒适、健康生长环境，实现更好的经济效益。系统软件具有人机界面友好、结果可视化的特点。

1、提供每个监测点的温湿度、氨气、二氧化碳浓度、光照度、大气压力等环境参数；

2、支持历史数据查询，可对一些突发事件提供数据依据。

3、历史曲线、统计报表功能，通过观察变化趋势，可以总结出相应的规律，进而总结出一些养殖管理经验。

4、实时报警功能，当监测到的某个参数数值超限时，监测软件会发出报警信息，及时提醒管理人员。

5、数据自动存储、记录，并可导出Excel表格形式，方便日后查找和参考。