奶牛智慧养殖技术装备及其数字孪生系统构建

数字孪生被视为智慧农业新的发展阶段。通过建立农业生产的物理系统和数字空间,数字孪生技术实现了“连接-感知-决策-控制”一体化,可以通过更高水平的智能控制应对农业生产系统的复杂性。我国农业数字孪生系统发展相对较晚,相关研究与技术装备整体处于探索和起步阶段。本文基于奶牛养殖多维信息采集、数据分析和生产仿真模型的研究,面向饲喂管理、繁殖管理、健康管理和环境调控等关键生产场景,建立奶牛场在虚拟空间的数字化映像,构建了奶牛养殖数字孪生系统,实现了对养殖技术流程与生产装备的数据驱动、实时反馈、模拟推演和以虚控实的智能管控,并在江苏省某千头规模奶牛场进行了具体应用和初步验证。

基于数字孪生技术的奶牛场养殖监控平台设计

为应对动物疫情以及非牧场人员对奶牛养殖生产的不利影响,结合奶牛场的需求,采用数字孪生技术,提出构建数字孪生奶牛场养殖监控平台的方案。此平台基于数字孪生奶牛场模型(DDTM)搭建,DDTM由三部分组成,分别为数字奶牛场的几何模型GM、信息模型IM和预测模型PM。对于GM采用3ds MAX三维建模软件对奶牛场内的建筑、奶牛以及设备进行几何建模,最终实现奶牛场的三维可视化效果;对于IM通过特定孪生标识体系、远程数据上传以及解析等方法,实现数字孪生奶牛场与实际物理奶牛场之间的映射;对于PM利用预测模型预测养殖舍内温湿度变化趋势,指导奶牛的养殖健康和生产。这一综合方案为数字孪生奶牛场的建设提供创新的思路和实践参考,将促进数字畜牧的可持续发展、提高奶牛养殖的效益。

基于数字孪生的奶牛场三维可视化平台研究与实现

目的:为提升奶牛场生物安全等级,设计一种基于数字孪生的奶牛场三维可视化平台。方法:利用数字孪生技术将物联网、大数据等技术进行融合,实现对奶牛场信息的实时监测。使用三维建模软件构建奶牛场三维模型,结合网页前端和场景渲染等技术,实现实体奶牛场与孪生奶牛场的互联互通,构建虚拟的奶牛场三维可视化平台,对奶牛场的养殖环境、奶牛健康、牛舍实时情况等进行监测。结果:本研究初步实现了奶牛场实时监测、数据实时传输、信息三维可视化等功能。结论:本研究构建的奶牛数字孪生三维可视化平台有助于提高奶牛场智能管理水平,加快奶牛养殖数字化方向发展。

蛋鸡规模化养殖场的自动监控系统

研制规模化蛋鸡场自动监控和监视系统 ,采用分布式智能数据采集与控制网络系统结构 ,以鸡舍为单元监测温度、湿度、光照和有害气体浓度等环境参数 ,自动调节通风、湿帘、照明 ,改善鸡舍环境 ;监视系统应用移动摄像技术和远程传输技术 ,对鸡舍全方位、多要素进行监视、监听 ,视频信息可通过调制解调器远程传输。全场测控信息通过控制网络传至监控计算机 ,进行存储、显示、分析、输出 ,管理者能实时监控生产现场。该系统作为鸡场生产管理系统的组成部分 ,在 2 0× 10 4 羽蛋鸡场实施 。

苏钟猪个体身份SNP识别的数字条形码编制

苏钟猪是江苏省农业科学院利用太湖猪为母本,长白猪为父本育成的品种。为苏钟猪个体身份识别及猪肉产品溯源之需,对苏钟猪个体身份SNP识别进行研究。本研究共设计29对引物,并从中筛选7对引物用于苏钟猪的个体身份识别。7对引物扩增产物能直接测序且测序图谱背景干净,序列阅读无歧义。7对引物共扩增52个SNP位点,经关联性分析及杂合度过滤(H≥0.1)后,选留41个SNP位点用于苏钟猪个体身份识别的数字条形码编制;同时,编制了7头公猪和12头母猪所生的96头苏钟猪个体身份SNP识别的数字条形码,数字条形码很好地区分了96头苏钟猪的个体身份。根据96头苏钟猪条形码编制时分离到的各引物对扩增片段的基因型数,7对引物扩增的41个SNP位点,理论上可用于近5.00×106头猪的个体身份识别。因此,本研究建立的苏钟猪个体身份SNP识别的数字条形码编制方法,可用于规模猪场苏钟猪的个体身份识别及肉产品溯源。

基于CF接口的奶牛电子耳标阅读器的设计

设计了一种CF接口的RFID阅读器,硬件由MCU、RFID协议收发芯片、CF接口转换芯片及外围电路组成,软件包括MCU子系统软件和Pocket PC驱动程序。CF接口RFID阅读器与Pocket PC集成,开发运行于Win-dows Mobile平台的支持移动数据库的Pocket PC软件,构成一套奶牛个体信息采集无线终端,提供奶牛场管理信息系统的移动解决方案。

加快智慧奶业建设,推进江苏奶业现代化

“十三五”期间,江苏省积极推进智慧奶业建设,在奶牛智慧养殖、乳品智慧生产与营销、乳业智慧监管及智慧奶业服务各方面,均取得显著成效。但江苏省奶业发展仍面临资源禀赋、环境保护、劳动力短缺、成本投入、市场竞争及科技水平等多方面挑战,加强以数字化、网络化、智能化为特征的智慧奶业建设,是江苏奶业高质量发展的关键举措与必由之路。建议从政策、产业与科技等方面采取举措,鼓励智慧奶业发展,支持智慧牧场建设,加快智慧奶业平台和体系建设,实施奶业智慧生产标准体系,增加奶业科技投入,推进奶业技术进步,发挥机械制造和信息技术优势,打造江苏省智慧奶业制造产业,从而推进江苏奶业振兴,实现奶业现代化发展目标。

智慧奶业关键技术与发展建议

发展以数字化、自动化和智能化为特征的智慧奶业,是完善现代奶业科技创新体系、实现奶业高质量发展的核心任务。本文对智慧奶业的概念和内涵进行定义,判断目前智慧奶业处于初级发展阶段,通过阐述奶牛养殖和乳品生产各环节数字化、智能化关键技术与装备的研究与应用情况,总结智慧奶业发展在技术装备层面和建设运行层面出现的阶段性问题主要源于资金投入、技术研发、人才队伍和行业规范4个方面的供给不足,据此提出针对性的发展建议。

基于物联网的母猪精细养殖管理平台的建立

借鉴畜牧业发达国家的经验,将传统养殖设施和技术与物联网技术结合,集成养殖设施监控、母猪生理参数监测的无线传感网系统、电子标签与阅读器等动物标识系统、移动终端技术、及基于SaaS的云平台架构技术,建立基于物联网的母猪精细饲养管理平台——"网上猪场"平台。

应用ASP.NET开发畜禽疾病远程诊断专家系统

本文介绍一个基于Internet的畜禽疾病远程诊断专家系统,对其体系结构和功能设计进行阐述。该系统可用于鸡、猪主要疾病的远程快速诊断。

奶牛个体信息采集无线终端设计

基于RFID芯片和MSP430微功耗单片机,研制出奶牛电子标签及阅读器,并与PDA集成,基于WindowsMobile开发支持移动数据库的PDA软件,提供了奶牛场管理信息系统的移动解决方案。

生猪及其产品可追溯体系的研究与建立

中国是世界生猪生产和消费第一大国。养猪业产值占畜牧业总产值的48%,是农业与农村经济的重要组成部分;人均猪肉占有量超过世界平均水平,猪肉是主要的动物源性食品之一。

一种牛动态称重系统的研发

目前家畜体重称量装备主要采用限位后测量静态体重的方法,该方法存在测量效率低、易造成应激等不足之处,难以满足家畜育种和生产过程中频繁测量体重性状的需求。该文主要介绍一种牛体重动态称量系统,由通道、地磅、控制器,及附着于牛身体上的无线传感器等部分组成,地磅和牛只传感器测量牛自然行走时的体重和三维加速度,通过神经网络学习算法,将牛运动造成的载荷冲击和振动干扰从地磅测量称重信号中分离,使称量结果更接近牛静态体重,从而实现牛的自动化动态称重。

母猪精细养殖管理物联网平台的建立

借鉴畜牧业发达国家的经验,将传统养殖设施和技术与物联网技术结合,同时集成养殖设施监控、母猪生理参数监测的无线传感网系统、电子标签与阅读器等动物标识系统、移动终端技术以及基于SaaS的云平台架构技术,建立了一种基于物联网的母猪精细饲养管理平台,也就是"网上猪场"平台。

全国动物卫生体系管理信息系统的设计与实现

基于地理信息系统建立全国动物卫生体系管理信息系统,将大大提高动物卫生管理决策工作的深度、广度、实时性与综合性。系统由GIS平台、MIS子系统、指标体系及评估模型有机组成。本文介绍GIS平台和MIS子系统的设计与实现,以及“动物防疫管理技术经济指标体系”和“基于效益和损失评估的动物流行病防疫检疫动态数学模型”的建立。

奶牛智慧养殖生态环境、生理健康与生长性能数字化表征指标体系研究

研发和应用面向奶牛智慧养殖的技术、装备与系统,首要关键是对养殖信息进行数字化表征与智能化感知,从养殖生态环境、奶牛生理健康与生长性能相关的诸多生产要素中,筛选出可感知、可预测、与奶牛繁殖、泌乳等生产性能紧密相关的指标,明确各指标的动态参考标准及其与生产性能之间的关联关系,建立数字化表征指标体系。本文建立的奶牛智慧养殖表征指标体系框架,分为3个指标类、7个指标层,28个指标项,参考现行国家、行业或地方标准,及部分行业研究成果,列出各指标项的含义、技术内容、感知方式及数值分布范围,并制定相关团体标准。

家畜和畜产品可追溯系统研究进展

阐述了构建家畜和畜产品可追溯系统对于食品安全和国际贸易的重要性和必要性,介绍家畜和畜产品可追溯系统的构成和特点,比较不同类型的畜体标识方法,归纳可追溯系统所涉及的信息网络等技术,回顾发达国家和地区可追溯制度建设和可追溯系统的实施情况,指出制约可追溯系统应用的主要问题。以及介绍中国进行可追溯系统试点研究的进展,提出家畜标识制作的新工艺与新方法,指出可追溯系统的发展方向和趋势,为建立适合中国国情的家畜和畜产品可追溯系统提供参考。

工厂化猪肉安全生产溯源数字系统的实现

综合应用动物个体标识、二维条码、RFID射频电子标识和一维条码标签技术,将网络技术和数据库技术与传统的养猪业和屠宰加工业结合,构建了一种适合中国国情的肉用猪和猪肉安全质量监控的可追溯系统。该系统可对工厂化猪肉安全生产进行全程信息的跟踪,为提高猪肉卫生质量,满足消费者获得安全肉的需求以及增强活猪或胴体国际市场竞争力提供了技术保障。同时该系统已在南京天环集团实现。