WO2020133560A1 - 基于大数据技术的家畜智能化养殖管理系统及方法 - Google Patents

基于大数据技术的家畜智能化养殖管理系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种基于大数据技术的家畜智能化养殖管理系统及方法，涉及家畜智能化养殖技术领域。该系统包括数据采集模块、数据传输模块、养殖场计算中心以及云计算中心；数据采集模块采集决定家畜养殖水平高低的六个要素数据，并传输到养殖场计算中心；养殖场计算中心再将六个要素数据通过数据传输模块传输到云计算中心；云计算中心将六个要素数据建立5+1动物价值模型进行处理，并将处理结果反馈到养殖场计算中心，养殖场计算中心发出控制指令控制养殖场的终端设备。基于大数据技术的家畜智能化养殖管理系统及方法，通过云计算中心将最优的养殖管理方案反馈至智能养殖终端设备，实现对家畜的智能化饲养管理。

Description

基于大数据技术的家畜智能化养殖管理系统及方法 技术领域
本发明涉及家畜智能化养殖技术领域，尤其涉及一种基于大数据技术的家畜智能化养殖管理系统及方法。
背景技术
近些年，家畜养殖管理系统发展缓慢，主要是以传统的人工管理为主，小部大型农牧公司的大型家畜养殖场逐渐采用一些基于物联网的养殖管理系统。但这些管理系统大多是以机械化为主，比如采用机械喂料料线，部分养殖场采用一些物联网技术，利用一些温度、湿度、二氧化碳、氨气传感器检测栏舍的温湿度、二氧化碳、氨气浓度，当一些指标异常时提供一些报警措施，减轻人工管理的强度、幅度和难度。但这些措施管理的范围有限，精度差，互相之间难以协同运作，仅对家畜的一个大的环境做一些监控，难以实现对家畜的生长情况，繁殖情况，健康情况以及生产成本的一个精细化、实时化、协同化、在线化监控及管理，并采集数据进行统计分析，加以改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于大数据技术的家畜智能化养殖管理系统及方法，实现对家畜的智能化养殖。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一方面，本发明提供一种基于大数据技术的家畜智能化养殖管理系统，包括数据采集模块、数据传输模块、养殖场计算中心以及云计算中心；
所述数据采集模块通过养殖场的数据采集设备采集决定家畜养殖水平高低的六个要素数据，并将这些数据传输到养殖场计算中心；养殖场计算中心再将存储的六个要素数据通过数据传输模块传输到云计算中心；所述云计算中心将六个要素数据建立5+1动物价值模型，对六个要素数据进行处理，并将处理结果反馈到养殖场计算中心，养殖场计算中心发出控制指令控制养殖场的终端设备；
所述六个要素包括动物基因、营养、生物安全、环境控制、生产管理和检测，采集的六个要素数据包括动物的基因数据、营养数据、生物安全数据、图像特征数据、温度、湿度、声音及行为数据、环境因素数据。
优选地，所述数据采集设备包括基因分析设备、营养监控设备、兽医检测设备、视觉传感器及环境传感器系统。
优选地，所述环境传感器系统包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、氨气传 感器及声音传感器。
优选地，所述数据传输模块采用wifi传输、光纤传输或4G传输、5G传输中任一种或多种传输模式。
优选地，所述动物基因、营养、生物安全、环境控制、生产管理和检测的具体内容为：
动物基因：家畜自身的品种问题，决定家畜生物性能；
营养：家畜在生长的各个环节所提供营养的情况；
生物安全：家畜在生长过程中的健康情况，重大疫病的防控；
环境控制：家畜在生产过程中栏舍外部环境的管控；
生产管理：家畜在生产过程中的整体管理情况；
检测：对于后备以及新进种畜禽的健康情况的检测。
另一方面，本发明还提供一种基于大数据技术的家畜智能化养殖管理方法，包括以下部分：
通过数据采集模块的基因分析设备、营养监控设备、兽医检测设备、视觉传感器、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、氨气传感器以及声音传感器采集动物养殖的六个要素数据，具体包括基因数据、营养数据、生物安全数据、图像特征数据、温度、湿度、声音及行为数据、环境因素数据；
将采集的六个要素数据保存到养殖场计算中心，然后通过数据传输模块将采集的数据存入云计算中心；
云计算中心对六个要素数据建立5+1动物价值模型，对六个要素数据进行处理，实现：
基因控制：针对采集的雌性家畜信息，根据基因选配技术，云计算中心推荐最优种畜禽基因给对应的雌性家畜，采用人工配种技术进行配种；
精准营养：针对每头家畜自身的生长阶段，通过与云计算中心存储的家畜喂养信息交互比对，以及家畜营养结构模型分析，通过可实现精准下料的精准饲喂设备，定时定量投放与该家畜最合适匹配的饲料；同时该精准饲喂设备可探测家畜料槽里饲料的剩余情况，并将信息反馈给养殖场计算中心；养殖场计算中心记录该家畜的采食量情况，并根据采食量情况反应该家畜的健康情况；若该家畜的采食量相对于设定值出现较大偏差，则将形成预警信息反馈给该家畜饲养管理人员，以便家畜饲养管理人员及时进行查看调整；
环境控制监测：通过在养殖场的精准饲喂设备上配置的温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、氨气传感器，对该家畜的体温、该栏位的湿度、二氧化碳、氨气浓度进行检测，并将检测信息反馈至养殖场计算中心及云计算中心，记录该家畜的栏舍饲养环境；一旦栏舍饲养环境的环境指标异常，迅速将异常情况报警到精准饲喂设备的显示屏上，同时将报警信 号推送给管理员，通知一线养殖管理人员进行处理。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明提供的基于大数据技术的家畜智能化养殖管理系统及方法，把动物基因、营养、生物安全、环控、生产管理及检测的“5+1要素”采用数字化方法解决；这“5+1要素”是非常复杂的互动和价值调整，本发明方法把它们从传统的养殖场搬到具有由人工智能大数据分析能力的互联网上，通过建立人工智能云计算中心，通过一些列智能设备，将家畜各阶段的生长情况传输到云计算中心，云计算中心经过计算分析，将最优的养殖管理方案反馈至智能养殖终端设备，对家畜进行饲养管理，以达到最优化的管理模式。打通5+1动物价值模型并在线化，运用现代基因工程技术，寻找和培育最适合人类需求的动物基因。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于大数据技术的家畜智能化养殖管理系统的结构框图；
图2为本发明实施例提供的采用基于大数据技术的家畜智能化养殖管理系统进行管理的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本实施例以某家畜养殖场为例，使用本发明的基于大数据技术的家畜智能化养殖管理系统及方法对该养殖场进行智能化管理。
基于大数据技术的家畜智能化养殖管理系统，如图1所示，包括数据采集模块、数据传输模块、养殖场计算中心及云计算中心；
所述数据采集模块通过养殖场的数据采集设备采集决定家畜养殖水平高低的六个要素数据，并将这些数据通过数据传输模块传输到养殖场计算中心；养殖场计算中心再将存储的六个要素数据通过数据传输模块传输到云计算中心；所述云计算中心将六个要素数据建立5+1动物价值模型，对六个要素数据进行处理，并将处理结果反馈到养殖场计算中心，养殖场计算中心发出控制指令控制养殖场的终端设备。
所述数据采集设备包括基因分析设备、营养监控设备、兽医检测设备、视觉传感器及环境传感器系统；
所述环境传感器系统包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、氨气传感器及声音传感器。
所述六个要素包括动物基因、营养、生物安全、环境控制、生产管理和检测，采集的六个要素数据包括动物的基因数据、营养数据、生物安全数据、图像特征数据、温度、湿度、 声音及行为数据、环境因素数据；
所述数据传输模块采用wifi传输、光纤传输或4G传输、5G传输中任一种或多种传输模式。
所述动物基因、营养、生物安全、环境控制、生产管理和检测具体为：
动物基因：家畜自身的品种问题，决定家畜生物性能；
营养：家畜在生长的各个环节所提供营养的情况；
生物安全：家畜在生长过程中的健康情况，重大疫病的防控；
环境控制：家畜在生产过程中栏舍外部环境的管控；
生产管理：家畜在生产过程中的整体管理情况；
检测：对于后备以及新进种畜禽的健康情况的检测。
采用本发明的基于大数据技术的家畜智能化养殖管理系统进行管理的方法，如图2所示，包括以下部分：
通过数据采集模块的基因分析设备、营养监控设备、兽医检测设备、视觉传感器、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、氨气传感器以及声音传感器采集动物养殖的六个要素数据，具体包括基因数据、营养数据、生物安全数据、图像特征数据、温度、湿度、声音及行为数据、环境因素数据；
将采集的六个要素数据保存到养殖场计算中心，然后通过数据传输模块以光纤传输模式将采集的数据存入云计算中心；
云计算中心对六个要素数据建立5+1动物价值模型，对六个要素数据进行处理，实现：
基因控制：针对采集的雌性家畜信息，根据基因选配技术，云计算中心推荐最优种畜禽基因(雄性精液)给对应的雌性家畜，采用人工配种技术进行配种；
精准营养：针对每头家畜自身的生长阶段，通过与云计算中心存储的家畜喂养信息交互比对，以及家畜营养结构模型分析，通过可实现精准下料的精准饲喂设备，定时定量投放与该家畜最合适匹配的饲料；同时该精准饲喂设备可探测家畜料槽里饲料的剩余情况，并将信息反馈给养殖场计算中心；养殖场计算中心记录该家畜的采食量情况，并根据采食量情况反应该家畜的健康情况；若该家畜的采食量相对于设定值出现较大偏差，则将形成预警信息反馈给该家畜饲养管理人员，以便家畜饲养管理人员及时进行查看调整；
环境控制监测：通过在养殖场的精准饲喂设备上配置的温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、氨气传感器，对该家畜的体温、该栏位的湿度、二氧化碳、氨气浓度进行检测，并将检测信息反馈至养殖场计算中心及云计算中心，记录该家畜的栏舍饲养环境；一旦栏舍饲养环境的环境指标异常，迅速将异常情况报警到精准饲喂设备的显示屏上，同时将报警信 号推送给管理员，通知一线养殖管理人员进行处理。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。

Claims (6)

  1. 一种基于大数据技术的家畜智能化养殖管理系统，其特征在于：包括数据采集模块、数据传输模块、养殖场计算中心以及云计算中心；
    所述数据采集模块通过养殖场的数据采集设备采集决定家畜养殖水平高低的六个要素数据，并将这些数据传输到养殖场计算中心；养殖场计算中心再将存储的六个要素数据通过数据传输模块传输到云计算中心；所述云计算中心将六个要素数据建立5+1动物价值模型，对六个要素数据进行处理，并将处理结果反馈到养殖场计算中心，养殖场计算中心发出控制指令控制养殖场的终端设备；
    所述六个要素包括动物基因、营养、生物安全、环境控制、生产管理和检测，采集的六个要素数据包括动物的基因数据、营养数据、生物安全数据、图像特征数据、温度、湿度、声音及行为数据、环境因素数据。
  2. 根据权利要求1所述的基于大数据技术的家畜智能化养殖管理系统，其特征在于：所述数据采集设备包括基因分析设备、营养监控设备、兽医检测设备、视觉传感器及环境传感器系统。
  3. 根据权利要求1所述的基于大数据技术的家畜智能化养殖管理系统，其特征在于：所述环境传感器系统包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、氨气传感器及声音传感器。
  4. 根据权利要求1所述的基于大数据技术的家畜智能化养殖管理系统，其特征在于：所述数据传输模块采用wifi传输、光纤传输或4G传输、5G传输中任一种或多种传输模式。
  5. 根据权利要求1所述的基于大数据技术的家畜智能化养殖管理系统，其特征在于：所述动物基因、营养、生物安全、环境控制、生产管理和检测的具体内容为：
    动物基因：家畜自身的品种问题，决定家畜生物性能；
    营养：家畜在生长的各个环节所提供营养的情况；
    生物安全：家畜在生长过程中的健康情况，重大疫病的防控；
    环境控制：家畜在生产过程中栏舍外部环境的管控；
    生产管理：家畜在生产过程中的整体管理情况；
    检测：对于后备以及新进种畜禽的健康情况的检测。
  6. 一种基于大数据技术的家畜智能化养殖管理方法，其特征在于：包括以下部分：
    通过数据采集模块的基因分析设备、营养监控设备、兽医检测设备、视觉传感器、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、氨气传感器以及声音传感器采集动物养殖的六个要素数据，具体包括基因数据、营养数据、生物安全数据、图像特征数据、温度、湿度、声音及行为数据、环境因素数据；
    将采集的六个要素数据保存到养殖场计算中心，然后通过数据传输模块将采集的数据存入云计算中心；
    云计算中心对六个要素数据建立5+1动物价值模型，对六个要素数据进行处理，实现：
    基因控制：针对采集的雌性家畜信息，根据基因选配技术，云计算中心推荐最优种畜禽基因给对应的雌性家畜，采用人工配种技术进行配种；
    精准营养：针对每头家畜自身的生长阶段，通过与云计算中心存储的家畜喂养信息交互比对，以及家畜营养结构模型分析，通过可实现精准下料的精准饲喂设备，定时定量投放与该家畜最合适匹配的饲料；同时该精准饲喂设备可探测家畜料槽里饲料的剩余情况，并将信息反馈给养殖场计算中心；养殖场计算中心记录该家畜的采食量情况，并根据采食量情况反应该家畜的健康情况；若该家畜的采食量相对于设定值出现较大偏差，则将形成预警信息反馈给该家畜饲养管理人员，以便家畜饲养管理人员及时进行查看调整；
    环境控制监测：通过在养殖场的精准饲喂设备上配置的温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、氨气传感器，对该家畜的体温、该栏位的湿度、二氧化碳、氨气浓度进行检测，并将检测信息反馈至养殖场计算中心及云计算中心，记录该家畜的栏舍饲养环境；一旦栏舍饲养环境的环境指标异常，迅速将异常情况报警到精准饲喂设备的显示屏上，同时将报警信号推送给管理员，通知一线养殖管理人员进行处理。
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