CN103782954A - 基于rfid技术的奶牛精细化养殖方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于RFID技术的奶牛精细化养殖方法，包括下述步骤：S1、通过RFID技术与挤奶相结合的自动产奶量记录子系统来记录奶牛的产奶量；S2、通过基于RFID技术的奶牛自动隔离门来奶牛进行自动分群管理；S3、基于RFID技术的TMR监控子系统来为牛群调制合适的有营养的日粮；S4、在牛颈带上安装牛运动及发情传感器，时刻监控奶牛的活动情况。本发明奶牛的养殖管理业务涉及挤奶管理、饲料管理等诸多领域，而我们的精细化养殖方案则根据奶牛场不同的业务功能，主要从奶量自动统计、分群管理、饲料管理和发情配种管理这几个方面来进行应用与部署。
Description
技术领域
本发明涉及奶牛养殖的技术领域，特别涉及一种基于RFID技术的奶牛精细化养殖方法。
背景技术
现有的奶牛精细化养殖系统，其包括服务器，牛奶计量装置、体重称量装置、采食计量装置、体况自动评定装置和环境测控装置，自动分群装置和智能补饲装置以及PC客户端和手持终端，牛奶计量装置与牛奶成分检测装置连接，每个牛奶计量装置、采食计量装置、体重称量装置和体况自动评定装置的输入输出端均连接有RFID计步识别装置，环境测控装置输出端连接有风扇控制开关和喷淋控制磁阀。通过对各类数据的实时采集和精确计算，实现对奶牛各项基本信息的自动化实时监控，达到了精准养殖的目的。然而由于系统包含的设备众多，在实际投入运行时，涉及各个系统的联动，需要解决许多工程技术的实际问题，实施起来非常困难，如果使用单个设备的话，可能无法运行起来，牧场无法实现精细化养殖的目的。同时如果购买整一套设备的话，成本投入过大，对于规模比较小的牧场，根本无法投入使用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于RFID技术的奶牛精细化养殖方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
基于RFID技术的奶牛精细化养殖方法，包括下述步骤：
S1、通过RFID技术与挤奶相结合的自动产奶量记录子系统来记录奶牛的产奶量，奶牛经过安装于挤奶厅奶牛入口处的自动感应门时，自动感应门读取到奶牛身上的电子耳标身份识别信息后通过无线网络将其发送至上位机奶牛养殖管理系统中进行身份确认，识别奶牛后自动将奶牛编号输入到该牛挤奶位的挤奶设备上，上位机挤奶开始前确认奶牛已经套上挤奶杯组，并开始校正计量器的数据，然后开始下达挤奶指令，收集到的牛奶会通过基础管道运输到集乳罐中，并存储起来，系统会时刻检查牛奶的流速，当牛奶的流速下降到一定的程度，机器会将其确认为挤奶完毕，挤奶杯组会自动脱落，同时系统会将奶量数据和奶牛信息一起发送到上位机奶牛养殖管理系统中从而完成奶量记录，在再次开始挤奶操作前系统会自动清零并重新校正挤奶装置，然后开始下一次挤奶过程；
S2、通过分群管理子系统来管理挤奶后的奶牛；当奶牛在完成挤奶回自己牛群区的通道中，各个牛群的RFID读写器会时刻读取奶牛耳标上的奶牛信息，并通过无线网络将奶牛信息发送到奶牛养殖管理系统里进行识别，当该奶牛符合在奶牛养殖管理系统里设置的自动隔离条件时，隔离门将会自动打开，让奶牛进入自己所属的牛群区，当奶牛进入牛群区时，系统会自动关闭隔离门以等待下一只奶牛的识别；
S3、TMR监控子系统系统为每个牛群分配一个电子标签，后台服务器将该标签与牛群关联起来，同时系统里建立不同牛群的配方数据库；当TMR投料车经过不同的牛群区时，RFID读写器会识别牛群的标签并通过无线网络将牛群的信息发送到系统中，系统会根据牛群的标签从数据库中寻找合适的饲料配方，电脑自动将每车饲料的加工、投放计划通过无线方式发送到TMR车棚、铲车的显示屏上；牧场管理人员就可以通过使用铲车为TMR投料车添加饲料原料；当添加完所需要的饲料后，TMR投料机开始对各种饲料原料进行加工和搅拌，调制成一种适合该牛群的日粮；最后TMR投料车将调制好的饲料发放到牛群中进行饲喂；在投料过程中，系统会对投料量进行监控，当投料量不足或过量时，读写器给出声光告警，提醒投料员，实现动态配置投料量；
S4、通过奶牛发情探测子系统来监测奶牛的发情状况；在牛颈带上安装牛运动及发情传感器，传感器能传感任何方向的运动，它会定时地把奶牛活动情况发送到主机中去；遥感接收器接收到奶牛活动情况数据后，会将数据直接传输到奶牛养殖管理系统里面记录下来；奶牛养殖管理系统接收到数据后，会对数据进行过滤与分析，判断该奶牛是否处于发情状态，如果是的话，系统会直接对牧场管理人员发出提醒；牧场管理人员通过奶牛养殖管理系统知道奶牛发情信息后，会立刻对该奶牛进行观察与核实，一旦确认奶牛确实处于发情状态，他们会对该奶牛重新进行换群处理，将其换到相应的牛群中去；同时牧场管理人员通过该系统可以观察到那些授精后奶牛情况，如果这些奶牛长时间不发情的话，管理员会对这些奶牛重新进行授精处理。
优选的，步骤S1中，自动产奶量记录子系统共分为上位机和下位机两部分；上位机是在微软Windows操作系统环境下运行的牧场计算机管理视窗软件——奶牛养殖管理系统，用于负责奶牛身份验证、数据的存储、分析以及指令下达；在奶牛养殖管理系统中分类管理奶牛最新的和历史的各种数据，包括挤奶数据、繁殖与育种数据、饲喂/饲料数据、健康与疾病数据、活动量数据、隔离门数据、系统数据；奶牛养殖管理系统还提供多种常用的报告和表格。
优选的，下位机包括自动感应门和挤奶装置；自动感应门用于获取奶牛耳标上的奶牛信息；挤奶装置用于负责奶量数据信息的采集与上传、指令接收与执行；牧场是使用并列式的挤奶设备。
优选的，并列式的挤奶设备包括：
①真空系统及真空稳压系统：负责控制挤奶设备的气压，调节整个挤奶过程的速度；
②基础管路：负责牛奶的输送和气体的输送；
③挤奶杯组：负责对牛奶进行挤奶，奶杯内套采用了宽大口径的自由流动设计，奶杯内套直接与采用无入口接嘴设计的集乳器相连接，这样使得牛奶的流动不受任何限制；
④牛奶收集系统：由集乳罐、奶泵和牛奶过滤器组成；其负责牛奶的收集与存储；
⑤计量器、奶杯清洗座和清洗水槽：计量器是使用重要连续记录原理来记录牛奶的计量，与传统的容积计量相比，它不受牛奶中混入的气体或其它成份的影响，因此具有极高的精确度；奶杯清洗座和清洗水槽分别负责清洗挤奶杯组和管道；
⑥并列式挤奶台架：是一种快放型挤奶台，奶牛是并排站立进行挤奶，挤奶完毕后，前边的颈栏在几秒内全部抬起，台上的奶牛可以同时快速放出；
⑦电器系统：控制继电器，信号装置，电路保护器，真空泵、奶泵、清洗装置的启动装置。
优选的，步骤S1中，每个电子耳标都分配一个16位标识码，且该编码惟一，从而给牛只建立身分标识管理档案，再借助RFID技术和无线网络技术智能化地监测奶牛的体重、采食量、体况、产奶量、活动量、饲料与饲养信息，建立每一个奶牛的数字档案。
优选的，步骤S1中，挤奶的具体步骤为：
A、挤奶前期
S11、奶牛在挤奶前分批进入候挤间冲干净牛身吹风，保持待挤牛干净、干燥和舒适；
S12、挤奶员必须穿戴好工作服、鞋、帽和手套或用消毒液洗手浸泡不少于30秒钟，保持自身整洁，踩过消毒池进入工作区；
S13、检查挤奶真空，脉动频率和比率必须符合标准；
S14、乳头浸泡消毒药液10-20秒；
S15、用一次性纸巾彻底擦干净乳头浸泡消毒液及乳房下部未干的水，避免药液残留在牛奶当中及水带着微生物沿着乳头进入乳杯引起乳房感染；
B、挤奶期间
S16、挤头三把奶，检查奶牛是否有乳房炎，这部分奶绝不能挤到手上，而必须用专用的容器收集；
S17、乳房有炎症状或挤出的头两把奶中发现乳汁有凝块、絮状物、血奶等，应立即记录，绑上红色标记颈绳，隔离处理，不能混入健康牛群一起挤奶；
S18、挤完头三把奶后约一分钟，立即套杯；套杯动作要轻柔妥贴，防止空气进入挤奶系统；
S19、认真检查各奶牛的下奶情况及奶杯与奶头的吻合状况，如发现奶杯有漏气或不正常脱落，应及时纠正；
S110、当牛奶的流速下降到一定的程度，机器会自动脱杯，或观察下奶情况，及时脱杯，脱杯前应先关闭真空，再移走挤奶杯组，严禁下压挤奶机，避免过度挤奶；
C、挤奶后期
S111、挤完奶脱杯，立即对乳头进行药浴消毒，停留时间为3-5秒，能明显看到黄色的典消毒药残留；
S112、挤奶结束后，立即清洗挤奶机组和环境卫生；并按挤奶机的CIP清洗程序：预冲洗→碱洗→酸洗→消毒，做好挤奶机的清洗消毒工作；
S113、周期性的检查维护挤奶设施，确保下次正常挤奶；
S114、检查并确保贮奶罐装入牛奶后能正常制冷运作，定期检查各贮奶罐的奶温；
优选的，步骤S2中，所述分群管理子系统安装在奶台出口通道上，牧场管理人员首先在奶牛养殖管理系统里为每只奶牛分配好各自所属的牛群以及每个牛群所处的区域。
优选的，步骤S3中，TMR监控子系统包含的设备有TMR投料车、铲车设备、主机和RFID读写器，TMR监控子系统系统用于对奶牛的饲料原料进行TMR加工以及对每个牛群进行合理的发料和监控；TMR投料车按设计比例，将粗饲料切割成一定长度，并和精饲料及各种矿物质、维生素添加剂进行充分搅拌混合而调制成的一种营养相对均衡的日粮；铲车设备是负责把各种饲料添加到TMR投料车中；主机是安装了TMR监控系统的电脑，对各种饲料数据进行分析；RFID读写器是负责获取每个牛群的信息。
优选的，所述TMR监控子系统还有以下功能：
①实时监控：查看各TMR车辆当前工作情况、实时重量和操作曲线；
②误差分析：对统计选择一个时间段进行各类误差统计信息；
③用料分析：查看指定时间段的用料量情况；
④价格分析：可以查看指定时间段的用料价格情况；
⑤效率分析：查看指定时间段的饲养效率分析数据；
⑥日执行计划：生成每日实际执行各车次计划并打印出来。
优选的，步骤S4中，奶牛发情探测子系统是由牛运动及发情传感器、遥感接收器和主机组成；牛运动及发情传感器，负责为主机发送奶牛活动情况数据；遥感接收器是与安装了奶牛养殖管理系统的主机相联，24小时接收奶牛的活动情况，每小时将存储的数据输送一次；主机安装有奶牛养殖管理系统，负责记录与存储奶牛的活动数据，并负责对数据进行分析。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、自动化：无需过多的人力参与即可完成奶牛的挤奶操作和奶牛的饲料投放，并全程自动记录下每个环节的数据，节省了大量的人力成本，并大大提高了牧场的效率。
2、智能化：系统可以根据牧场管理员设置的分群条件和发情条件，智能地对奶牛进行分群和发情检测，实现牧场的精细化管理。
3、实时化：系统可以实时监控奶牛的活动情况、挤奶情况和饲料喂养情况，随时纠正配料问题，避免误差导致的损失。
4、简易化：无需复杂的培训就能够掌握系统的使用方法，牧场管理人员操作起来便捷迅速，分析数据起来也简单快捷，图形化的数据表使得整个牧场的情况一目了然。
5、信息完备：精细化管理系统涵盖了牧场大部分的业务，囊括的信息量大，奶牛的各种信息都被收集到奶牛养殖管理系统中，这非常有利于牧场实现精细化的养殖。
6、通过基于RFID技术的精细化养殖方法，可以实现对奶牛的自动挤奶，降低了牧场各种能源消耗，缓解了奶牛和挤奶员的压力，提高生产性能和工作质量，同时使挤奶过程更快速、有效和彻底；同时它也实现了TMR从配方到投发料自动化、智能化、精确化，减少了劳动力，降低了牧场奶牛养殖的成本，提高了产奶的质量。基于RFID技术的精细化养殖方法通过无线网络技术协助牧场实现了精准管理、数据管理和高效管理。
附图说明
图1是精细化养殖方法的挤奶操作流程图。
图2是基于RFID技术的精细化养殖的方案布置图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
基于RFID技术的精细化养殖方法，其主要是通过固定电子标签在牛只的左耳上，每一个电子标签都分配一个16位标识编码，且该编码惟一，从而给牛只建立起身分标识管理档案，再借助RFID技术和无线网络技术智能化地监测奶牛的体重、采食量、体况、产奶量、活动量、饲料与饲养等信息，建立每一个奶牛的数字档案，从而便于管理员对奶牛信息进行实时的监控，实现牧场的精细化养殖。
奶牛的养殖管理业务涉及挤奶管理、饲料管理等诸多领域，而我们的精细化养殖方案则根据奶牛场不同的业务功能，主要从奶量自动统计、分群管理、饲料管理和发情配种管理这几个方面来进行应用与部署。
（1）RFID技术与挤奶相结合的自动产奶量记录子系统及其工作方法
自动产奶量记录子系统共分为上位机和下位机两部分。上位机是在微软Windows操作系统环境下运行的牧场计算机管理视窗软件——奶牛养殖管理系统，其主要负责奶牛身份验证、数据的存储、分析以及指令下达。奶牛养殖管理系统具有下述功能：挤奶控制、奶量测量和记录、饲料集中分配、清洗、用户界面、奶牛看护、奶牛识别、奶牛管理及记录和奶牛治疗记录等。在奶牛养殖管理系统中可分类管理奶牛最新的和历史的各种数据，包括挤奶数据、繁殖与育种数据、饲喂/饲料数据、健康与疾病数据、活动量数据、隔离门数据、系统数据等。奶牛养殖管理系统还提供多种常用的报告和表格，如阶段牛群结构分布、阶段育种情况报告、阶段繁殖效率报告、阶段产奶情况报告、阶段奶/料比计算情况报告、阶段牛淘汰情况报告等。我们还可根据需要和牛场实际管理需要，自行设计和建立自己的报告。
下位机包括自动感应门（即RFID读写器）和挤奶装置。自动感应门主要功能是获取奶牛耳标上的奶牛信息。而挤奶装置则是负责奶量数据信息的采集与上传、指令接收与执行。牧场是使用并列式的挤奶设备，设备由以下几部分组成：①真空系统及真空稳压系统：负责控制挤奶设备的气压，调节整个挤奶过程的速度；②基础管路：负责牛奶的输送和气体的输送；③挤奶杯组：负责对牛奶进行挤奶，奶杯内套采用了宽大口径的自由流动设计，奶杯内套直接与采用无入口接嘴设计的集乳器相连接，这样使得牛奶的流动不受任何限制；④牛奶收集系统：由集乳罐、奶泵和牛奶过滤器组成。其负责牛奶的收集与存储；⑤计量器、奶杯清洗座和清洗水槽：计量器是使用重要连续记录原理来记录牛奶的计量，与传统的容积计量相比，它不受牛奶中混入的气体或其它成份的影响，因此具有极高的精确度。奶杯清洗座和清洗水槽分别负责清洗挤奶杯组和管道；⑥并列式挤奶台架：是一种快放型挤奶台，奶牛是并排站立进行挤奶，挤奶完毕后，前边的颈栏在几秒内全部抬起，台上的奶牛可以同时快速放出；⑦电器系统：控制继电器，信号装置，电路保护器，真空泵、奶泵、清洗装置的启动装置。
在工作过程中上位机和下位机需要不断通信以完成奶量采集。自动产奶量记录子系统的工作方法是：奶牛经过安装于挤奶厅奶牛入口处的自动感应门时，自动感应门读取到奶牛身上的电子耳标身份识别信息后通过无线网络将其发送至上位机奶牛养殖管理系统中进行身份确认，识别奶牛后自动将奶牛编号输入到该牛挤奶位的挤奶设备上，上位机挤奶开始前确认奶牛已经套上挤奶杯组，并开始校正计量器的数据，然后开始下达挤奶指令，收集到的牛奶会通过基础管道运输到集乳罐中，并存储起来，系统会时刻检查牛奶的流速，当牛奶的流速下降到一定的程度，机器会将其确认为挤奶完毕，挤奶杯组会自动脱落，同时系统会将奶量数据和奶牛信息一起发送到上位机奶牛养殖管理系统中从而完成奶量记录，在再次开始挤奶操作前系统会自动清零并重新校正挤奶装置，然后开始下一次挤奶过程。
在牧场中是有挤奶员的参与的，挤奶员将会配合自动产奶量记录子系统完成整个挤奶的操作过程，详细的流程如下：
A、挤奶前期
1、奶牛在挤奶前约20分钟分批进入候挤间冲干净牛身吹风，保持待挤牛干净、干燥和舒适。
2、挤奶员必须穿戴好工作服、鞋、帽和手套或用消毒液洗手浸泡不少于30秒钟，保持自身整洁，踩过消毒池进入工作区。
3、检查挤奶真空，脉动频率和比率必须符合标准。
4、乳头浸泡消毒药液10-20秒。
5、用一次性纸巾彻底擦干净乳头浸泡消毒液及乳房下部未干的水，避免药液残留在牛奶当中及水带着微生物沿着乳头进入乳杯引起乳房感染。
B、挤奶期间
6、挤头三把奶，检查奶牛是否有乳房炎，这部分奶绝不能挤到手上，而必须用专用的容器收集。
7、乳房有炎症状或挤出的头两把奶中发现乳汁有凝块、絮状物、血奶等，应立即记录，绑上红色标记颈绳，隔离处理，不能混入健康牛群一起挤奶。
8、挤完头三把奶后约一分钟，立即套杯。套杯动作要轻柔妥贴，防止空气进入挤奶系统。
9、认真检查各奶牛的下奶情况及奶杯与奶头的吻合状况，如发现奶杯有漏气或不正常脱落，应及时纠正。
10、当牛奶的流速下降到一定的程度，机器会自动脱杯，或观察下奶情况，及时脱杯，脱杯前应先关闭真空，再移走挤奶杯组，严禁下压挤奶机，避免过度挤奶。
C、挤奶后期
11、挤完奶脱杯，立即对乳头进行药浴消毒，停留时间为3-5秒，能明显看到黄色的典消毒药残留。
12、挤奶结束后，立即清洗挤奶机组和环境卫生；并按挤奶机的CIP清洗程序：预冲洗→碱洗→酸洗→消毒，做好挤奶机的清洗消毒工作；
13、周期性的检查维护挤奶设施，确保下次正常挤奶。
14、检查并确保贮奶罐装入牛奶后能正常制冷运作，定期检查各贮奶罐的奶温。
（2）基于RFID技术的分群管理子系统及其工作方法
分群管理子系统是由奶牛自动隔离门和安装了奶牛养殖管理系统的主机两部分组成。为了有效降低牧场的隔离门数量，我们将其安装在奶台出口通道上。牧场管理人员首先在奶牛养殖管理系统里为每只奶牛分配好各自所属的牛群以及每个牛群所处的区域，比如配种区、治疗区、换群区、妊娠检查区等等。奶牛养殖管理系统固有的自动隔离条件有：高活动量(YES/NO)、发情开始时间(0–23)、初情提醒(YES/NO)、配种提醒(YES/NO)、群(YES/NO)、不能挤奶的牛(YES/NO)、需倒奶的牛(YES/NO)、发病的牛(1–30)、需治疗的牛(YES/NO)、挤奶班次(1–4)、时间点(0–23)、连续3天吃料少的牛(YES/NO)等。
分群管理子系统的工作方法是：当奶牛在完成挤奶回自己牛群区的通道中，各个牛群的RFID读写器会时刻读取奶牛耳标上的奶牛信息，并通过无线网络将奶牛信息发送到奶牛养殖管理系统里进行识别，当该奶牛符合在奶牛养殖管理系统里设置的自动隔离条件时，隔离门将会自动打开，让奶牛进入自己所属的牛群区。当奶牛进入牛群区时，系统会自动关闭隔离门以等待下一只奶牛的识别。奶牛自动隔离门通过连接到奶牛养殖管理系统，还可以实现自动挑选出异常需要处理的奶牛，也可选择手动隔离用于批量转群。
（3）基于RFID技术的TMR（Total Mixed Ration）监控子系统及其工作方法
TMR监控子系统包含的设备有TMR投料车、铲车设备、主机和RFID读写器。系统的主要功能是对奶牛的饲料原料进行TMR加工以及对每个牛群进行合理的发料和监控。TMR投料车可以按设计比例，将青贮、干草等粗饲料切割成一定长度，并和精饲料及各种矿物质、维生素等添加剂进行充分搅拌混合而调制成的一种营养相对均衡的日粮。铲车设备是负责把各种饲料添加到TMR投料车中。主机是安装了TMR监控系统的电脑，可以对各种饲料数据进行分析。RFID读写器是负责获取每个牛群的信息。TMR监控子系统还有有以下功能：①实时监控：可以查看各TMR车辆当前工作情况、实时重量和操作曲线；②误差分析：可以对统计选择一个时间段进行各类误差统计信息；③用料分析：可以查看指定时间段的用料量情况；④价格分析：可以查看指定时间段的用料价格情况；⑤效率分析：可以查看指定时间段的饲养效率分析数据；⑥日执行计划：可以生成每日实际执行各车次计划并打印出来。
TMR监控子系统的工作方法是：系统为每个牛群分配一个电子标签，后台服务器将该标签与牛群关联起来，同时系统里建立不同牛群的配方数据库；当TMR投料车经过不同的牛群区时，RFID读写器会识别牛群的标签并通过无线网络将牛群的信息发送到系统中，系统会根据牛群的标签从数据库中寻找合适的饲料配方，电脑自动将每车饲料的加工、投放计划通过无线方式发送到TMR车棚、铲车的显示屏上；牧场管理人员就可以通过使用铲车为TMR投料车添加饲料原料；当添加完所需要的饲料后，TMR投料机开始对各种饲料原料进行加工和搅拌，调制成一种适合该牛群的日粮；最后TMR投料车将调制好的饲料发放到牛群中进行饲喂。在投料过程中，系统会对投料量进行监控，当投料量不足或过量时，读写器给出声光告警，提醒投料员，实现动态配置投料量。
（4）奶牛发情探测与育种子系统及其工作方法
奶牛发情探测子系统是由牛运动及发情传感器、遥感接收器和主机组成。牛运动及发情传感器，负责为主机发送奶牛活动情况数据。遥感接收器是与安装了奶牛养殖管理系统的主机相联，24小时接收奶牛的活动情况，每小时将存储的数据输送一次。主机安装有奶牛养殖管理系统，负责记录与存储奶牛的活动数据，并负责对数据进行分析。
奶牛发情探测与育种子系统的工作方法是：在牛颈带上安装牛运动及发情传感器，传感器能传感任何方向的运动，它会定时地把奶牛活动情况发送到主机中去；遥感接收器接收到奶牛活动情况数据后，会将数据直接传输到奶牛养殖管理系统里面记录下来；奶牛养殖管理系统接收到数据后，会对数据进行过滤与分析，判断该奶牛是否处于发情状态，如果是的话，系统会直接对牧场管理人员发出提醒；牧场管理人员通过奶牛养殖管理系统知道奶牛发情信息后，会立刻对该奶牛进行观察与核实，一旦确认奶牛确实处于发情状态，他们会对该奶牛重新进行换群处理，将其换到相应的牛群中去。同时牧场管理人员通过该系统可以观察到那些授精后奶牛情况，如果这些奶牛长时间不发情的话，管理员会对这些奶牛重新进行授精处理。
从面结合实际的养殖过程中实际操作方式来进行阐述：
①选择系统主机和数据库服务器
根据数据存储和分析的需要，选择相应配置（计算单元、内存、实例存储空间、平台类型等）的主机和数据库服务器，然后把奶牛养殖管理系统安装到主机里面去，配置好数据库服务器。
②安装自动挤奶设备
在挤奶大厅安装并列式挤奶台架，在门口安装自动感应门，选择合适的地方放置真空系统及真空稳压系统、挤奶杯组、基础管路、集乳罐、奶泵和清洗水槽等设备，并将这些设备按要求连接起来，确保整套设备通电后可以正常进行工作。
③安装奶牛分群管理设备
在奶台出口通道上安装每个牛群的隔离门和RFID读写器，在奶牛养殖管理系统里设置好每个牛群自动隔离的条件，确保奶牛在隔离门附近时，隔离门可以正常打开，奶牛能够顺利通过。
④安装TMR设备
根据牧场的规模，选择合适的TMR投料车和铲车设备，在主机上安装并部署好相应的TMR监控系统，在TMR投料车上安装RFID读写器，把RFID读写器与TMR监控系统通过无线方式关联起来，确保数据能够正常交互，同时在每个牛群的入口附近贴上每个牛群的电子标签，确保TMR投料车经过牛群入口时可以正确读取到每个牛群的信息。
⑤安装奶牛发情探测设备
在每只奶牛的牛颈带上安装牛运动及发情传感器，把遥感接收器与奶牛养殖管理系统连接起来，配置好奶牛养殖管理系统里的发情监控预警条件。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于RFID技术的奶牛精细化养殖方法，其特征在于，包括下述步骤：
S1、通过RFID技术与挤奶相结合的自动产奶量记录子系统来记录奶牛的产奶量，奶牛经过安装于挤奶厅奶牛入口处的自动感应门时，自动感应门读取到奶牛身上的电子耳标身份识别信息后通过无线网络将其发送至上位机奶牛养殖管理系统中进行身份确认，识别奶牛后自动将奶牛编号输入到该牛挤奶位的挤奶设备上，上位机挤奶开始前确认奶牛已经套上挤奶杯组，并开始校正计量器的数据，然后开始下达挤奶指令，收集到的牛奶会通过基础管道运输到集乳罐中，并存储起来，系统会时刻检查牛奶的流速，当牛奶的流速下降到一定的程度，机器会将其确认为挤奶完毕，挤奶杯组会自动脱落，同时系统会将奶量数据和奶牛信息一起发送到上位机奶牛养殖管理系统中从而完成奶量记录，在再次开始挤奶操作前系统会自动清零并重新校正挤奶装置，然后开始下一次挤奶过程；
S2、通过分群管理子系统来管理挤奶后的奶牛；当奶牛在完成挤奶回自己牛群区的通道中，各个牛群的RFID读写器会时刻读取奶牛耳标上的奶牛信息，并通过无线网络将奶牛信息发送到奶牛养殖管理系统里进行识别，当该奶牛符合在奶牛养殖管理系统里设置的自动隔离条件时，隔离门将会自动打开，让奶牛进入自己所属的牛群区，当奶牛进入牛群区时，系统会自动关闭隔离门以等待下一只奶牛的识别；
S3、TMR监控子系统系统为每个牛群分配一个电子标签，后台服务器将该标签与牛群关联起来，同时系统里建立不同牛群的配方数据库；当TMR投料车经过不同的牛群区时，RFID读写器会识别牛群的标签并通过无线网络将牛群的信息发送到系统中，系统会根据牛群的标签从数据库中寻找合适的饲料配方，电脑自动将每车饲料的加工、投放计划通过无线方式发送到TMR车棚、铲车的显示屏上；牧场管理人员就可以通过使用铲车为TMR投料车添加饲料原料；当添加完所需要的饲料后，TMR投料机开始对各种饲料原料进行加工和搅拌，调制成一种适合该牛群的日粮；最后TMR投料车将调制好的饲料发放到牛群中进行饲喂；在投料过程中，系统会对投料量进行监控，当投料量不足或过量时，读写器给出声光告警，提醒投料员，实现动态配置投料量；
S4、通过奶牛发情探测子系统来监测奶牛的发情状况；在牛颈带上安装牛运动及发情传感器，传感器能传感任何方向的运动，它会定时地把奶牛活动情况发送到主机中去；遥感接收器接收到奶牛活动情况数据后，会将数据直接传输到奶牛养殖管理系统里面记录下来；奶牛养殖管理系统接收到数据后，会对数据进行过滤与分析，判断该奶牛是否处于发情状态，如果是的话，系统会直接对牧场管理人员发出提醒；牧场管理人员通过奶牛养殖管理系统知道奶牛发情信息后，会立刻对该奶牛进行观察与核实，一旦确认奶牛确实处于发情状态，他们会对该奶牛重新进行换群处理，将其换到相应的牛群中去；同时牧场管理人员通过该系统可以观察到那些授精后奶牛情况，如果这些奶牛长时间不发情的话，管理员会对这些奶牛重新进行授精处理。
2.根据权利要求1所述的基于RFID技术的奶牛精细化养殖方法，其特征在于，步骤S1中，自动产奶量记录子系统共分为上位机和下位机两部分；上位机是在微软Windows操作系统环境下运行的牧场计算机管理视窗软件——奶牛养殖管理系统，用于负责奶牛身份验证、数据的存储、分析以及指令下达；在奶牛养殖管理系统中分类管理奶牛最新的和历史的各种数据，包括挤奶数据、繁殖与育种数据、饲喂/饲料数据、健康与疾病数据、活动量数据、隔离门数据、系统数据；奶牛养殖管理系统还提供多种常用的报告和表格。
3.根据权利要求2所述的基于RFID技术的奶牛精细化养殖方法，其特征在于，下位机包括自动感应门和挤奶装置；自动感应门用于获取奶牛耳标上的奶牛信息；挤奶装置用于负责奶量数据信息的采集与上传、指令接收与执行；牧场是使用并列式的挤奶设备。
4.根据权利要求3所述的基于RFID技术的奶牛精细化养殖方法，其特征在于，并列式的挤奶设备包括：
①真空系统及真空稳压系统：负责控制挤奶设备的气压，调节整个挤奶过程的速度；
②基础管路：负责牛奶的输送和气体的输送；
③挤奶杯组：负责对牛奶进行挤奶，奶杯内套采用了宽大口径的自由流动设计，奶杯内套直接与采用无入口接嘴设计的集乳器相连接，这样使得牛奶的流动不受任何限制；
④牛奶收集系统：由集乳罐、奶泵和牛奶过滤器组成；其负责牛奶的收集与存储；
⑤计量器、奶杯清洗座和清洗水槽：计量器是使用重要连续记录原理来记录牛奶的计量，与传统的容积计量相比，它不受牛奶中混入的气体或其它成份的影响，因此具有极高的精确度；奶杯清洗座和清洗水槽分别负责清洗挤奶杯组和管道；
⑥并列式挤奶台架：是一种快放型挤奶台，奶牛是并排站立进行挤奶，挤奶完毕后，前边的颈栏在几秒内全部抬起，台上的奶牛可以同时快速放出；
⑦电器系统：控制继电器，信号装置，电路保护器，真空泵、奶泵、清洗装置的启动装置。
5.根据权利要求1所述的基于RFID技术的奶牛精细化养殖方法，其特征在于，步骤S1中，每个电子耳标都分配一个16位标识码，且该编码惟一，从而给牛只建立身分标识管理档案，再借助RFID技术和无线网络技术智能化地监测奶牛的体重、采食量、体况、产奶量、活动量、饲料与饲养信息，建立每一个奶牛的数字档案。
6.根据权利要求1所述的基于RFID技术的奶牛精细化养殖方法，其特征在于，步骤S1中，挤奶的具体步骤为：
A、挤奶前期
S11、奶牛在挤奶前分批进入候挤间冲干净牛身吹风，保持待挤牛干净、干燥和舒适；
S12、挤奶员必须穿戴好工作服、鞋、帽和手套或用消毒液洗手浸泡不少于30秒钟，保持自身整洁，踩过消毒池进入工作区；
S13、检查挤奶真空，脉动频率和比率必须符合标准；
S14、乳头浸泡消毒药液10-20秒；
S15、用一次性纸巾彻底擦干净乳头浸泡消毒液及乳房下部未干的水，避免药液残留在牛奶当中及水带着微生物沿着乳头进入乳杯引起乳房感染；
B、挤奶期间
S16、挤头三把奶，检查奶牛是否有乳房炎，这部分奶绝不能挤到手上，而必须用专用的容器收集；
S17、乳房有炎症状或挤出的头两把奶中发现乳汁有凝块、絮状物、血奶等，应立即记录，绑上红色标记颈绳，隔离处理，不能混入健康牛群一起挤奶；
S18、挤完头三把奶后约一分钟，立即套杯；套杯动作要轻柔妥贴，防止空气进入挤奶系统；
S19、认真检查各奶牛的下奶情况及奶杯与奶头的吻合状况，如发现奶杯有漏气或不正常脱落，应及时纠正；
S110、当牛奶的流速下降到一定的程度，机器会自动脱杯，或观察下奶情况，及时脱杯，脱杯前应先关闭真空，再移走挤奶杯组，严禁下压挤奶机，避免过度挤奶；
C、挤奶后期
S111、挤完奶脱杯，立即对乳头进行药浴消毒，停留时间为3-5秒，能明显看到黄色的典消毒药残留；
S112、挤奶结束后，立即清洗挤奶机组和环境卫生；并按挤奶机的CIP清洗程序：预冲洗→碱洗→酸洗→消毒，做好挤奶机的清洗消毒工作；
S113、周期性的检查维护挤奶设施，确保下次正常挤奶；
S114、检查并确保贮奶罐装入牛奶后能正常制冷运作，定期检查各贮奶罐的奶温。
7.根据权利要求1所述的基于RFID技术的奶牛精细化养殖方法，其特征在于，步骤S2中，所述分群管理子系统安装在奶台出口通道上，牧场管理人员首先在奶牛养殖管理系统里为每只奶牛分配好各自所属的牛群以及每个牛群所处的区域。
8.根据权利要求1所述的基于RFID技术的奶牛精细化养殖方法，其特征在于，步骤S3中，TMR监控子系统包含的设备有TMR投料车、铲车设备、主机和RFID读写器，TMR监控子系统系统用于对奶牛的饲料原料进行TMR加工以及对每个牛群进行合理的发料和监控；TMR投料车按设计比例，将粗饲料切割成一定长度，并和精饲料及各种矿物质、维生素添加剂进行充分搅拌混合而调制成的一种营养相对均衡的日粮；铲车设备是负责把各种饲料添加到TMR投料车中；主机是安装了TMR监控系统的电脑，对各种饲料数据进行分析；RFID读写器是负责获取每个牛群的信息。
9.根据权利要求8所述的基于RFID技术的奶牛精细化养殖方法，其特征在于，所述TMR监控子系统还有以下功能：
①实时监控：查看各TMR车辆当前工作情况、实时重量和操作曲线；
②误差分析：对统计选择一个时间段进行各类误差统计信息；
③用料分析：查看指定时间段的用料量情况；
④价格分析：可以查看指定时间段的用料价格情况；
⑤效率分析：查看指定时间段的饲养效率分析数据；
⑥日执行计划：生成每日实际执行各车次计划并打印出来。
10.根据权利要求1所述的基于RFID技术的奶牛精细化养殖方法，其特征在于，步骤S4中，奶牛发情探测子系统是由牛运动及发情传感器、遥感接收器和主机组成；牛运动及发情传感器，负责为主机发送奶牛活动情况数据；遥感接收器是与安装了奶牛养殖管理系统的主机相联，24小时接收奶牛的活动情况，每小时将存储的数据输送一次；主机安装有奶牛养殖管理系统，负责记录与存储奶牛的活动数据，并负责对数据进行分析。
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