王開云，黃瑞森，鐘日開，鄒　平，耿　瑋，陳君梅（.廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所，廣州　50630；.廣東科學職業(yè)技術學院，廣州　50640）

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雞采食和體重自動記錄設備設計和試驗

王開云1，黃瑞森1，鐘日開1，鄒平1，耿瑋1，陳君梅2
（1.廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所，廣州510630；2.廣東科學職業(yè)技術學院，廣州510640）

摘要：飼料轉(zhuǎn)化效率是家禽的重要性狀，提升轉(zhuǎn)化效率一直是過去50多年以來的育種目標。總體而言，飼料成本占到家禽生產(chǎn)成本的70%左右。目前，測定家禽個體采食量一般需要將其籠養(yǎng)單獨測定，限制了被測定的家禽數(shù)量，而且測定時間一般也較短。本研究在家禽群養(yǎng)情況下，設計了一種自動記錄采食量和體重的設備，以便于大規(guī)模長時間測定。試驗結(jié)果表明，這種自動化設備可以準確地測定群養(yǎng)情況下每一只雞的飼料轉(zhuǎn)化效率。。

關鍵詞：采食量，飼料轉(zhuǎn)化效率，自動化

0　引言

在肉雞飼養(yǎng)過程中，飼料成本占到養(yǎng)殖成本的70%左右［1］，肉雞的料肉比直接關系著養(yǎng)殖企業(yè)和養(yǎng)殖戶的生產(chǎn)成本和經(jīng)營效益。因此，將優(yōu)質(zhì)的飼料充分轉(zhuǎn)化為肉雞的增量，即提高飼料的轉(zhuǎn)化效率，降低料肉比是極為重要的。農(nóng)業(yè)部2014年3月31日印發(fā)的《全國肉雞遺傳改良計劃（2014-2025）》中指出，要培育黃羽肉雞新品種，快長型黃羽肉雞新品種飼料轉(zhuǎn)化效率改善5%，即料肉比降低0.05個百分點；培育白羽肉雞新品種，料肉比要達到1.70∶1以下。

目前，雞的料肉比測定主要通過人工測定［2］，即將雞關在雞籠里面，每天或每周稱取雞的采食量和體重。人工測定耗費大量的時間和精力，測定規(guī)模非常小，測定過程也會對雞產(chǎn)生應激，同時人工觀察到的數(shù)據(jù)主觀性強，誤差較大，不利于精確、穩(wěn)定、連續(xù)地記錄；而且人工測定雞采食量和體重也無法獲取群養(yǎng)情況下單只雞的采食和體重情況。隨著科學技術的發(fā)展，集成電路技術、通訊技術、RFID技術、計算機技術、機電一體化技術等開始逐漸應用到畜牧設備當中，這些技術使得研制這種采食量和體重自動記錄的設備成為可能。廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所于2008年率先成功研制了豬的采食和體重自動記錄設備（種豬生產(chǎn)性能測定系統(tǒng)），并用于種豬育種，目前國內(nèi)應用廣泛［3］。此設備可以在豬只群養(yǎng)自由采食的情況下自動記錄單個豬只日增重、日采食量，并得出飼料轉(zhuǎn)化率。由于這種測定更加貼近豬只自然飼養(yǎng)，加之可連續(xù)采集、記錄相關生長數(shù)據(jù)，因而與傳統(tǒng)測定方法相比，測定數(shù)據(jù)更加真實而準確［4］。而用于雞采食和體重自動記錄的設備，目前國內(nèi)外均未見有報道。隨著國內(nèi)大型養(yǎng)雞場朝著機械化、自動化、智能化發(fā)展，迫切需要研制雞的采食和體重增重記錄設備來代替人工進行測定，以便提升測定準確性，并可以大規(guī)模測定雞的飼料轉(zhuǎn)化效率，選育飼料轉(zhuǎn)化效率高的雞只。

本研究應用RFID無線射頻識別技術、傳感技術、信息傳輸技術，開發(fā)出能夠監(jiān)測與記錄雞個體實時采食行為、采食量、實時體重的測定和分析系統(tǒng)，實現(xiàn)了大規(guī)模群養(yǎng)雞只情況下自動記錄，分析得到每只雞料肉比數(shù)據(jù)，從而可以大大加快雞飼料轉(zhuǎn)化效率性狀的選育速度。

圖1　雞個體采食量和體重自動測定系統(tǒng)Fig.1 feed intake and live weight recording system for chincken

1.飼料稱重機構；2.自動給料裝置；3.信號燈；4.電箱盒；5.料桶；6.單體采食護欄裝置；7.體重稱重機構圖2　測定站Fig.2 Electronic feeding station

1　系統(tǒng)總體設計及工作原理

系統(tǒng)總體設計：雞個體采食量和體重自動測定系統(tǒng)集合并應用了現(xiàn)代計算機技術、微電子技術和通信技術為核心的現(xiàn)代化信息技術，總體設計上由一臺計算機及多個測定站組成，見圖1和圖2。測定站關鍵部件由自動稱重裝置、單體采食護欄裝置、自動給料裝置以及監(jiān)測控制器組成。測定站自動采集雞的實時采食量、體重并通過監(jiān)測控制器傳送到計算機，再由計算機上的雞個體采食量和體重自動測定系統(tǒng)軟件進行分析統(tǒng)計。

工作原理：雞個體采食量和體重自動測定系統(tǒng)利用RFID射頻無源電子標簽的識別技術，能從一個群體中識別出每個個體的身份，并對每個個體采食行為進行動態(tài)測定和記錄。測定系統(tǒng)中每個測定站可以測定10～20只左右的雞。當帶有電子標簽的測定雞進入測定站采食時，測定站立即識別出測定雞的電子標簽號碼，并實時監(jiān)測雞的采食量和體重，當這一采食過程結(jié)束后，系統(tǒng)會自動記錄測定雞進入和退出測定站的時間、測定雞進入前及退出后料槽重量的變化，其中料槽的重量差即為測定雞此次的采食量。在測定雞采食的同時，雞站立于個體稱重機構上，稱重秤將記錄該雞本次采食時的體重值。測定系統(tǒng)將每只測定雞每次的采食量自動累加成為每天的采食量并更新數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，并把每天雞測定體重的平均值作為測定雞當天的體重，以此作為計算日增重和飼料報酬的數(shù)據(jù)基礎，并生成日增重、日采食量、料肉比等生產(chǎn)報告，為育種提供依據(jù)。

2　測定站關鍵部件設計

2.1自動稱重裝置設計

自動稱重裝置包括雞體重稱重機構（圖3）和飼料稱重機構（圖4）：雞體重稱重機構負責測量雞只的體重，飼料稱重機構負責測量被測雞只每次采食量。

1.固定板；2.傳感器；3.過渡件；4.站臺；5.防蹲件圖3　雞體重稱重機構Fig.3 Weighting device for chicken

1.固定件；2.傳感器；3.料槽圖4　飼料稱重機構Fig.4 Weighting device for feed

測定站的自動稱重裝置設計采用電子式稱重，主要由稱重處理電路、稱重傳感器、秤體等構成。稱重處理電路與測定站的監(jiān)測控制器連接。體重稱重機構秤體主要由站臺組成，雞采食時站立在此站臺上。飼料稱重機構秤體由料槽構成，料槽設計為一面有開口，雞采食時先站立于體重稱重機構秤體上，將頭伸進該料槽開口啄食。稱重傳感器將雞體重和飼料采食量信息通過稱重處理電路傳送到測定站的監(jiān)測控制器。

2.2單體采食護欄裝置

測定雞只進入測定站采食時，單體采食護欄裝置（圖5）與體秤一起構成一個相對獨立的空間，采食護欄裝置連接在測定站的料槽開口處，雞采食時站在體重稱重機構秤體上，頭伸進料槽開口進行采食，采食護欄裝置在料槽開口上方有塊可調(diào)擋板，可以調(diào)節(jié)料槽開口大小，防止雞只整個直接鉆入料槽采食。雞采食時采食護欄裝置的扇門可以調(diào)節(jié)寬度尺寸，使得每次只允許1只雞進入采食，避免其他雞只干擾。

1.左豎板；2.扇門；3.擋板；4.上固定板；5.右豎板圖5　單體采食護欄裝置Fig.5 Single feeding guardrail

2.3自動給料裝置

自動給料裝置（圖6）主要包括：電機，出料口、撥料裝置。撥料裝置是自動給料裝置的關鍵部分，關系到能否嚴格按信號指令所要求的投料量精確投放飼料到料槽中。

1.出料口；2.電機；3.葉輪撥片；4.進料口；5.支撐板圖6　自動給料裝置Fig.6 Automatic allocating device

撥料裝置設計成圓盤狀，并且隔為4等分，進料口和出料口交錯，分別對應加料桶和食槽，監(jiān)測控制器通過控制驅(qū)動電機帶動中間轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，撥料裝置每旋轉(zhuǎn)四分之一格下料一次，撥料裝置一次完整旋轉(zhuǎn)，可下料4次。

2.4監(jiān)測控制器

監(jiān)測控制器硬件由單片機、程序存貯器、數(shù)據(jù)存貯器、RFID無線射頻讀卡裝置、電子稱重電路、電機驅(qū)動電路、報警電路、LCD觸摸屏智能終端、數(shù)據(jù)通信模塊和穩(wěn)壓電源電路等組成。

控制器的軟件包括主控程序、電子秤監(jiān)控程序、RFID解碼程序、通訊程序等組成。主控軟件要實現(xiàn)的功能包括：監(jiān)控管理，總線控制及地址分配，建立與PC上位機、電子秤、RFID的通訊，送料馬達的驅(qū)動及管理等。軟件程序還包括裝于計算機上的雞個體采食量和體重自動測定系統(tǒng)軟件（種禽高分生長性能測定系統(tǒng)），它對監(jiān)測控制器采集的雞采食時間、采食量、采食次數(shù)、體重數(shù)據(jù)進行記錄并統(tǒng)計分析，得出每一只雞的料肉比數(shù)據(jù)。

3　雞個體采食量和體重自動測定系統(tǒng)試驗

試驗在廣東溫氏食品集團有限公司下屬雞場進行。試驗時間從2015年7月17號到2015年8月6號。試驗結(jié)果如圖7、8所示，系統(tǒng)可以分析獲得每只雞每天的采食量、體重、每天采食次數(shù)及總的采食持續(xù)時間，同時還可以準確的統(tǒng)計出每只雞的料肉比數(shù)據(jù)并排列，為育種選種提供依據(jù)。

圖7　雞每天的采食量、采食次數(shù)、及采食時間Fig.7 The amount and duration of feed intake, the number of meals for chicken

圖8　雞的料肉比結(jié)果Fig.8 The results of feed efficiency for chicken

4　結(jié)論

本研究設計了一種雞個體采食量和體重自動測定系統(tǒng)，可以在雞群養(yǎng)自由采食的情況下自動記錄單只雞日增重、日采食量、并得出飼料轉(zhuǎn)化率。該測定系統(tǒng)自動化程度高，可以大大節(jié)省時間，節(jié)省人力，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。我們預期該測定系統(tǒng)的成功開發(fā)將會改變我國飼養(yǎng)模式，由于其技術的先進性和價格成本優(yōu)勢，將會得到我國各養(yǎng)雞場的認可和廣泛推廣應用。

參考文獻

［1］上官新.家禽生產(chǎn)中造成飼料浪費的原因及預防措施［J］.中國禽業(yè)導刊，2014（19）：62-62.

［2］魯生霞，張德祥，葉京年，等.土雞飼料轉(zhuǎn)化率測定研究［J］.養(yǎng)禽與禽病防治，2011（1）：5-8.

［3］黃瑞森，鐘偉朝，李煥烈，等.智能型種豬測定系統(tǒng)的研究［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備，2012（1）：64-66.

［4］陳君梅，黃瑞森，鐘偉朝.智能種豬測定系統(tǒng)機械裝備的設計與研發(fā)［J］.農(nóng)機化研究，2014（8）：98-103.

Design and Experiment of Feed Intake and Live Weight Recording System for Chincken

Wang Kaiyun1，Huang Ruisen1，Zhong Rikai1，Zou Ping1，Geng Wei1，Chen Junmei2
（1.Guangdong Institute of Modern Agricultural Equipment，Guangzhou 510630，China；2.Guangdong Institute of Science and Technology，Guangzhou 510640，China）

Abstract：Feed efficiency is a very important trait in poultry and has been a breeding objective for over 50 years. It is generally accepted that feed costs represent about 70%of the cost of poultry production. Nowadays，measuring the individual feed intake of poultry can only be done by isolating an animal in a cage. Due to the limitations of the measuring equipment，only a few animals have been included in these experiments，and the duration of recording was restricted to short periods. This paper provides an automatic feed intake and live weight recording equipment to enable the continuous recording of feeding characteristics and live weight for a large numbers of animals under practical conditions over long periods. The experiment applied this system shows that it can measure individual feed intake and body weight for chicken kept in groups.

Key words：feed intake，feed efficiency，automatic

基金項目：國家科技支撐計劃子項目（2014BAD08B08-2）

作者簡介：王開云（1980-），男，漢族，博士。主要從事現(xiàn)代畜牧養(yǎng)殖機械設備的研究。