奶牛智慧养殖关键技术研究与应用

奶牛养殖业是我国农业产业的重要组成部分,也是支撑我国乳制品加工企业发展的关键产业。然而,传统的粗放式养殖模式下,需要大量的人力和物力投入,导致奶牛生产效率低下,牛奶质量也无法保证。随着物联网、人工智能等新一代信息技术的快速发展,中国的奶牛养殖业正逐步从过去的粗放型养殖模式向规模化、集约化、智能化的养殖模式发展。本文通过查阅文献,结合生产实际,综述了智能环境控制、个体识别、精准饲喂、生理和行为监测等智慧养殖关键技术的研究进展及其在奶牛生产中的应用,并为本文提到的关键技术绘制了一幅智慧养殖模式图,以期为我国奶牛养殖业提高生产效益和转型升级提供理论和技术支持。

奶牛场污染物处理方法浅谈

随着奶牛规模化养殖的发展,养殖污染更趋集中和严重,本文通过对奶牛场污染源的调查分析,提出了减少挤奶厅污水、夏季喷淋污水及奶牛粪尿排放的源头减量;推广生物降解养殖及干粪回用的场内消纳;干粪生产有机肥,污水好氧结合厌氧处理降解排放等奶牛场污染物处理途径,并提出了从奶牛场设计的源头就综合考虑奶牛场动物防疫条件和污染物减排设施,降低奶牛场微生物和排泄物污染,减少奶牛养殖过程中的污染物排放,改善生态环境,推进奶牛养殖的可持续发展。

奶牛精量饲喂系统研究

精量饲喂系统的核心技术是奶牛个体识别技术。系统采用了非接触式的无线射频识别(RFID)技术,奶牛佩带符合ISO11785标准的电子标签。采食开始前,系统核对奶牛信息后按照饲喂要求进行自动投料。系统各测量数据将通过以ZigBee为核心建立起来的无线网络传输到主控计算机,同时主控计算机将奶牛饲喂规则的相关控制指令也通过无线网络传送到饲喂装置,控制饲喂装置工作。系统预留相关扩展接口方便后续升级使用。

智能化个体奶牛精确饲喂机设计与实验

要实现奶牛高产必须保证奶牛瘤胃pH值的稳定,要实现瘤胃pH值稳定必须对个体奶牛精饲料量进行精确饲喂,精饲料的数量对瘤胃pH值波动具有重要影响。设计了基于射频识别技术和单片机技术的个体奶牛精确饲喂机,可以实现个体奶牛精饲料量的精确饲喂。通过一个月饲喂实验表明,个体奶牛日产量提高了4 kg。

奶牛个体智能化精料变量补饲系统设计与试验

设计了一种以槽轮为计量机构、以嵌入式系统为控制系统的奶牛个体精料变量补饲系统。该系统利用无线射频识别技术识别奶牛身份,根据个体奶牛的基础日粮采食量及其产奶量的差异,实现4种精饲料的精准配料、自动计量、混合与投放。检测结果表明,该系统的投料响应时间为1.47 s、同步投料时间为15.15 s、门禁栏杆开启时间为3.92 s、系统读卡距离为52.3 cm、报警料位高度为21.5 cm,系统射频识别正确率为100%,并且4种饲料的混合质量良好,计量误差小于5%,能够满足奶牛的饲喂要求,同时具有奶牛补料数据在线查询和打印功能。

双模自走式奶牛精确饲喂装备设计与试验

基于射频识别技术,设计了以计算机为信息管理平台,以单片机为控制平台,利用无线传输技术进行数据传输的双模自走式奶牛精确饲喂装备,实现了饲喂装备的双模行进、个体牛只饲喂信息无线传输以及精确饲喂。通过一个月的饲喂试验表明,该技术及装备可显著提高奶牛产奶性能,个体奶牛平均日单产奶量提高3.0 kg,平均蛋白质质量分数为3.1%～3.3%。

基于Internet/Intranet集约化奶牛场精细养殖技术平台的构建

在windows 2000 advanced Server环境上,利用SQL Server2000网络数据库系统,通过将集约化奶牛场生产管理过程基本要素数字化并建成奶牛场精细养殖数据库体系框架后,结合了B/S与C/S两种结构的优点,构建了基于Internet/Intranet集约化奶牛场精细养殖技术平台。按预设的奶牛生命周期各种基本参数,利用技术平台自动产生的模拟数据,全面验证了平台开发的预期目标,即建成的平台系统能按奶牛个体跟踪至少5代以上的祖先系谱,能监测可能出现的子代近交系数,能动态反映由不同类型牛只组成的牛群结构,尤其在采集奶牛个体体况信息的基础上,根据系统设置预测养分需要的模型,精准计算个体奶牛的日营养需要并优化日粮配方,基本实现了以个体信息为基础的奶牛精细饲养。最后指出该技术平台的发展方向是建立以构件技术为基础的三层体系结构,为Web Server应用提供更大的空间。

智能化双侧奶牛个体精量饲喂装置的设计与试验

针对当前我国个体奶牛单产水平低的问题,设计了双侧双螺旋投喂饲料的智能化个体精确饲喂装置。试验结果表明:该装置投喂效率高,平均每头奶牛投喂时间<7 s、投喂精度≤3%。通过单片机、PLC控制,实现了投喂精确化和智能化。