奶牛精细化养殖管理系统技术方案(zc)

奶牛精细化养殖管理系统

技术方案

天津闪联科技有限公司

TIAN JIN SHINELINE TECHNOLOGY CO., LTD.

一、应用背景

牛奶以其营养丰富、容易消化吸收、物美价廉、食用方便而被誉为“最接近完美的食品”，其相关产业渐已成为朝阳产业。随着世界畜牧业的迅速发展，乳业发展水平的高低已成为现代农业特别是畜牧业发展水平的重要标志。没有养殖规模就不可能有规模效益。随着科技的不断发展，奶牛业正从传统的生产方式向现代化的管理方式转变，标准化规模养殖的比重不断提高。

奶业在发展模式快速转变的同时，也面临公共卫生、经济技术、食品安全等一系列问题亟待解决：

① 频发的动物疫病给我国的奶牛养殖生产和公共卫生安全带来严重威胁。口蹄疫、结核病、布氏杆菌病等奶牛疫病不仅降低了原奶产品的数量与质量，造成我国奶业生产每年100亿元以上直接经济损失，而且某些动物疫病是人畜共患病一旦传染到人类，将直接威胁到人民生命健康安全。

② 奶牛养殖业总体上面临养殖技术落后、单产水平低的局面。据中国奶业协会统计数据，我国奶牛存栏数量约1400万头，奶牛平均每年单产为3.9吨，仅为世界平均水平的70%，发达国家平均水平的40%，美国的奶牛单产达到9吨，以色列的奶牛单产更达12吨。影响我国奶牛单产水平的因素涉及良种、养殖方式、技术装备和管理模式。近年来，我国实行奶牛良种补贴和标准化规模养殖等多项行业扶持政策，成效显著。目前，奶牛养殖普遍缺乏替代人工的高效养殖设备以及精细化科学管理模式。

③ 食品安全问题给奶牛养殖业造成的负面影响。2008年爆发的“三聚氰胺”事件为食品安全敲响了警钟，“三聚氰胺”事件一方

面是我国少数企业社会责任的缺失，忽视产品质量管理而造成的严重后果；另外一方面也反映出原奶生产、收购、加工等链条上监管技术薄弱；不仅如此，兽药残留是奶牛养殖业存在的另外方面的问题。牛奶中若含有抗生素，对长期饮用者来说无疑是等于长期服用小剂量的抗生素，易产生耐药性，一旦患病再用同种抗生素治疗很难奏效。同时牛奶中抗生素残留会抑制细菌的发酵，影响奶制品品质，使产量和质量降低。因此，原奶生产过程中牛奶质量自动监测和产品分级成为奶牛养殖企业亟待解决的问题。

通过上述对我国当前奶牛养殖业现状和问题的分析，本项目提出一整套基于物联网技术的符合国内规模养殖企业的奶牛养殖精准化管理系统方案。

二、技术架构

奶牛精准化养殖管理系统综合运用当前先进的物联网技术，针对奶牛繁殖、饲喂、疫病控制、产奶等生产环节,采集并分析奶牛个体指标数据，深入挖掘奶牛生产潜力，解决传统养殖生产中存在的粗放管理漏洞及效益损失问题，实现奶牛养殖管理的科学化、精准化与高效率。

牧场牧场牧场图1 总体架构

系统基本架构由以下部分组成：（1）基于Internet 建立网络化的集团业务应用。集团总部建立数据中心,下属公司牧场内部建设局域网，形成本地数据分中心，下属公司通过Internet 与总部数据中心相联。（2）奶牛场内部构建一个物联网络，通过电子耳标和传感器技术，使防疫管理和生产管理的对象——奶牛成为物联网终端节点，系统通过自动化设备/设施监控奶牛生产过程，采集繁殖、泌乳、饲喂、疾病防治等业务数据，实时汇总到企业内数据中心。（3）养殖场和总部分别建立数据分析平台，实时处理生产活动的各种业务数据，为牧群、饲喂、防疫、繁殖、泌乳提供分析服务。（4）提供养

殖场内关键业务数据接口（如疫病监测数据），支持与畜牧兽医主管部门信息服务平台联网对接，服务于动物疫病预防控制及疫情监测。

通过本项目，将在规模场内建立电子标识识别系统的信息基础设施，包括支撑平台、网络系统、主机系统、存储系统、安全系统和奶牛场防疫管理应用系统组成。对奶牛场养殖生产管理主要通过奶牛场防疫管理应用系统来完成。行业主管部门和技术服务机构通过该平台及时获取疫病专业信息，制订针对性的精确防控措施，提高科学养殖和高效疫病防控的综合信息管理水平。

三、软件组成与功能

图2 奶牛养殖信息管理系统功能结构

1、牛号自动识别

本产品通过给奶牛脚踝佩戴RFID电子标识，与奶牛计步器集成一体。电子耳标芯片采用超高频频段，内部存储了代表牲畜惟一身份的企业编码和国家牲畜编码，用于建立奶牛个体电子养殖档案。电子耳标以高级材料外塑封，产品防水、防污，耐受长期户外使用，产品设计使用寿命达到5年以上。电子标识识别系统采用挤奶单元固定式RFID阅读器，当奶牛进入挤奶单元时，系统自动识别牛号。RFID阅读器内置通过RS总线与中控台连接，可将现场采集的奶牛牛号、活动量数据传到数据中心。应用无线射频技术，可以对奶牛群体进行实时的状态监控，并及时、准确采集电子标识记录下的各种数据信息，实现奶牛个体的自动识别，替代以往的手工标记和肉眼识别，提高了工作效率和识别准确率。

本产品实现了奶牛养殖档案的追踪功能，利用奶牛电子标识的唯一性，管理者可以对奶牛场中每头奶牛的流动过程进行密切跟踪监控，一旦发现传染性疫病，可以迅速发现源头并及时隔离相应个体和接触群体，减少疫病扩大的可能。

图2 挤奶厅牛号自动识别系统示意图

主要功能:

✓牛号分配

新引进奶牛或犊牛分配管理编号，并写入电子芯片。

✓牛号绑定/解除绑定

软件实现管理编号与芯片ID号在数据库绑定。也可通过修改

功能，解除绑定关系。

✓挤奶台牛号自动识别

当奶牛进入挤奶单元时，系统自动识别牛号并通过中控台输

出奶牛信息（月龄、胎次、平均产奶量、患病史）等信息✓牛号人工输入/修改

当由于耳标掉标或漏读等因素引起无法识读，软件支持人工

输入或修改耳标号码的功能。

✓支持低频/高频/超高频等电子标识

软件支持符合ISO11784/11785、ISO14443、ISO18000－6C等

主要电子耳标协议标准，兼容国内外大多数符合该标准的产

品。

2、发情自动监测

传统上发情监测完全依靠兽医观察，做到及时发现奶牛发情是件非常困难的事情，尤其在夜间更是无法观察奶牛的发情行为，因而时常错过奶牛的发情期而不能及时配种，从而导致泌乳牛和青年牛的生产潜力得不到有效利用，极大地降低了生产效率。佩戴在奶牛腿部或颈部的电子计步器，自动采集奶牛站立、静卧、行走、爬跨等活动数