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。

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。

基于物联网的病死猪无害化处理山区运输监控系统设计

目前,大多数无害化处置运输车辆使用全球定位系统(global positioning system,GPS)来确定病死猪的消毒站位置和运输路线。然而,当车辆在偏远山区运行时,定位信息传递不连续和不完整。为了解决这个问题,设计了一套病死猪无害化处理监控系统,系统结合北斗导航系统、全球定位系统、无线射频识别技术(radio frequency identification,RFID)、通用分组无线服务技术和地理信息系统等技术。利用北斗/GPS 双模用户机双模定位和双向通信的功能,一方面,它可以解决单一定位时出现的定位信息不稳定的问题;另一方面,当BDS导航定位系统数据似乎显示出偏差,将 WGS-84坐标系的GPS定位数据转换为BDS定位系统的CGCS2000坐标系,以提高运输车辆位置信息采集精度的目的。利用GAMIT软件计算观测点的三维坐标,并对组合导航和单导航的定位精度进行分析。采用Floyd算法对运输路线进行优化,寻找最短的运输距离。利用北斗卫星的信息通信功能代替全球移动通信系统(global system for mobile communications,GSM),短消息业务,实现无害化运输车辆与控制中心之间的信息远程传输。控制中心通过对接收到的数据进行分析,得到病死猪收运车的运输路线和定点消毒监测信息。系统试验表明:采集的数据能够准确及时地传输到控制中心,北斗/GPS 双模接收机定位精度比北斗卫星定位精度高 55.13%,比GPS卫星定位精度高 52.71%。北斗通信的网络丢包率为0.26%,消毒点的车辆定点识别误差率 0.97%,结果表明,满足病死猪无害化处理监控管理的要求,系统运行可靠、稳定。该系统的构建与应用,为其他病死动物无害化处理的综合管理与监控提供参考。

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。

我国禽产品追溯技术构建与进程分析

为加快我国禽产品追溯技术的研究、建设与应用进程,根据我国公开和发表的禽产品追溯方面的相关文献,概述了我国禽产品追溯技术研究、建设与应用进程,从追溯技术研究和应用进程两个方面对我国禽产品追溯体系进行了分析;指出我国追溯技术方面存在信息获取和共享难度大、追溯技术研究覆盖面窄等问题;提出在完善追溯技术标准体系的基础上,以强化企业主体责任和创新商业发展模式为建设重点,以标准化为基础进行追溯技术顶层设计和追溯模型构建,为追溯技术研究核心的发展策略。

母猪心脏外胸自动测温替代手工直肠测温方法研究

本研究目的是探讨母猪可佩戴的心脏外胸自动测温方式替代直肠测温方法的可行性。本研究利用稻盛弘2无线体温发射器,对经产母猪进行体温连续远程监测,实验在普通养殖环境下进行,动物无线体温发射器每两分钟自动发射记录一次母猪外胸心脏的体温数据,连续8天测定14头经产母猪,每天早中晚固定时间进行手工直肠测温记录,将手工测量数据与自动采集数据进行比较。结果显示,经产母猪心脏外胸测温范围为37.5℃～39.8℃,与直肠体温范围重合,且两种方式下差异小于0.5℃的数据量为70.91%,表明母猪心脏外胸自动测温方法可替代传统的直肠手工测温方法。

Digital Barcode Development for Single Nuclotide Polymorphism (SNP) Identification of Suzhong Swine Individuals

Suzhong swine is a hybrid breed derived from Taihu sows and Landraee boars. To identify Suzhong swine individuals and trace the source of pork products, single nucleotide polymorphisms （SNPs） identification of Suzhong swine individuals was studied. A total of 29 pairs of primers were designed and sev- en pairs of primers were used for identification of Suzhong swine individuals. The products amplified by seven pairs of primers could be directly sequenced, with clean sequencing map background and no ambiguity in sequence read. Totally 52 SNPs loci were amplified by seven pairs of primers, and 41 SNPs loci were reserved for identification of Suzhong swine individuals through correlation analysis and heterezygosity filtration （ H ≥0.1 ）. Meantime, the digital barcodes for SNP identification of 96 individuals of Suzhong swine derived from seven boars and 12 sows were developed, which well distinguished 96 individuals of Suzhong swine. Theoretically, 41SNPs amplified by seven pairs of primers could be used for identification of 5.0 × 10^6 pig individuals. Therefore, digital barcode devel- opment method for SNP identification of Suzbong swine individuals can be used for individual identification of Suzhong swine in scale pig farm and meat product traceability.