董 亮，雷良育，李林豐，吳文強，劉鴻宇

（浙江農(nóng)林大學工程學院，浙江 臨安 311300)

淺談物聯(lián)網(wǎng)技術在現(xiàn)代養(yǎng)豬業(yè)中的應用

董 亮，雷良育，李林豐，吳文強，劉鴻宇

（浙江農(nóng)林大學工程學院，浙江 臨安 311300)

近幾年來，隨著科技的快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)資本加大投入，養(yǎng)豬業(yè)正逐步走向規(guī)?；?、智能化，尤其是物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)技術在養(yǎng)豬業(yè)的得到了非常多的應用。養(yǎng)殖環(huán)境的改善和科學的干預，大大提高了養(yǎng)殖效益。該文從多個方面對物聯(lián)網(wǎng)技術應用于現(xiàn)代養(yǎng)豬業(yè)進行分析，闡明了物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)豬帶來的益處，也指出了其存在的不足，為探討智慧養(yǎng)豬提供一些參考。

智慧農(nóng)業(yè)；物聯(lián)網(wǎng)；養(yǎng)豬；環(huán)境管理；流通

0 引言

中國人民歷來對豬肉有著特殊的情感，新世紀以來，我國居民豬肉消費占肉類總消費的60%以上[1]。然而，近些年來食品安全問題頻發(fā)、豬肉價格波動行情大給養(yǎng)殖企業(yè)和養(yǎng)殖農(nóng)戶帶來了巨大的挑戰(zhàn)。物聯(lián)網(wǎng)技術自1999年誕生以來，在很多領域帶來了巨大的改變，尤其近5年發(fā)展更為迅猛，物聯(lián)網(wǎng)技術與農(nóng)業(yè)方面應用逐漸融合發(fā)展形成了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，畜牧業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的一個非常重要的分支[2]。其借助于先進的傳感技術、傳輸技術和信息處理技術，通過畜禽養(yǎng)殖環(huán)境、畜禽流通信息的感知，可靠傳輸以及智能處理，達到對養(yǎng)殖、流通環(huán)境的實時監(jiān)測與科學控制，脫離傳統(tǒng)養(yǎng)殖對人力資源的依賴，實現(xiàn)畜禽業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的可持續(xù)發(fā)展。

1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與智慧養(yǎng)豬

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術應用于豬場環(huán)境控制管理

規(guī)?；B(yǎng)豬對環(huán)境管理的要求特別高，其主要受養(yǎng)殖種類、飼料品質(zhì)、疫病防治、生長環(huán)境等因素的影響，而環(huán)境因素占有了近三分之一的比例[3]。豬場的主要環(huán)境參數(shù)有溫濕度、噪音、光照度和有害氣體等。環(huán)境溫度過高，將導致母豬的子宮內(nèi)熱，使得胎豬死亡或者發(fā)育不良[4]。不同種類的豬在不同的生長期內(nèi)其對溫度的要求也不一樣，大型的養(yǎng)殖場更需要監(jiān)測多種環(huán)境參數(shù)，必然帶來復雜的控制環(huán)節(jié)，使得勞動強度加大、工作任務重。

借助于物聯(lián)網(wǎng)技術構(gòu)建的豬場環(huán)境測控系統(tǒng)，通過獲取各類傳感器感知的信息就能實現(xiàn)對各種參數(shù)的有效采集，其智能化的管理模型能適應不同情況的需要。2015年，江蘇省建湖縣的玉龍生態(tài)黑豬養(yǎng)殖合作社用上了“物聯(lián)網(wǎng)智能豬倌”，依靠20多人實現(xiàn)了10 000頭豬的集中養(yǎng)殖管理，與過往的人工勞動比較，物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)豬非常精準，由安裝在豬場內(nèi)的傳感裝置，溫濕度、空氣質(zhì)量等數(shù)據(jù)能實時傳輸?shù)絇C終端，有任何一項數(shù)據(jù)超過設置的標準值，PC端就會自動報警[5]，比如二氧化碳超標就能自動報警提醒，點擊鼠標就能實現(xiàn)排風，并且一定時間內(nèi)若無人工操作就能自動開啟排風。

圖1 自動化豬舍硬件系統(tǒng)配置圖

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術應用于豬育種及疾病診斷

集約化的養(yǎng)殖中豬的育種和疾病管理也是重要問題之一?；谖锫?lián)網(wǎng)平臺的公豬站精液生產(chǎn)和質(zhì)量控制系統(tǒng)達到了對公豬精液生產(chǎn)與質(zhì)量控制環(huán)節(jié)的自動化采集和分析，為農(nóng)戶和管理部門提供了理想的解決方案[6]，其有效改善了管理水平、降低了人工勞動強度、規(guī)范了操作流程、保障精液產(chǎn)品質(zhì)量、提高母豬的配種成功率。

豬只的進食、飲水、休息、排泄等行為是判斷它是否健康的重要依據(jù)，與人們通常觀念的不同的是，豬是較為喜歡清潔的，在大型養(yǎng)殖場中，一定時間后，豬就可以自然地劃分進食區(qū)、飲水區(qū)、休息區(qū)和排泄區(qū)等功能區(qū)域，且能夠自覺在不同區(qū)域進行相應的活動[7]。豬的進食等活動是否異樣是區(qū)分它是否染病的重要信號之一，比如傳染性腸胃炎等就能引起其進食行為反常，此類疾病嚴重時可能導致豬的死亡[8]。智慧養(yǎng)豬的每一頭豬都帶有唯一的RFID（射頻識別技術）身份識別芯片，可采用嵌入式裝置安裝在食槽內(nèi)，對每只豬的進食行為進行全天候的監(jiān)控，當豬進食產(chǎn)生異常時即可提醒農(nóng)戶對其進行疾病診斷[9]。長周期的監(jiān)測還可以對豬的生長情況進行統(tǒng)計和分析，幫助養(yǎng)殖戶及時調(diào)整飼養(yǎng)方案。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)技術應用于豬的生態(tài)養(yǎng)殖

生態(tài)養(yǎng)豬則不同于傳統(tǒng)圍欄或豬場室內(nèi)養(yǎng)殖，而是把豬放養(yǎng)到叢林中進行自然活動。生態(tài)養(yǎng)殖促進了豬的活動量，豬以自然環(huán)境下的雜草、樹葉、野果等為主要飼料，提高了豬肉的品質(zhì)，節(jié)省了飼料成本，確保了食品安全和無污染[10]，其豬肉價格也遠遠高于普通養(yǎng)殖的豬肉，促進了農(nóng)民增收。隨著人們生活水平的提高，對食物的品質(zhì)要求在逐漸提高，生態(tài)養(yǎng)殖是當前乃至未來養(yǎng)豬的一個重要發(fā)展方向。

然而，自然環(huán)境下的放養(yǎng)對豬的管理帶來了問題，由于養(yǎng)殖面積大和山地、叢林環(huán)境復雜，豬的定位和救助成為了問題[11]，基于RFID的定位識別解決了問題，給每個豬配置一片芯片，在山林間各個區(qū)域配置好感應裝置和視頻監(jiān)控裝置，借助于物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的定位系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對豬的活動情況進行精確定位以及視頻監(jiān)控，當豬遭遇惡劣情況被困時，確保養(yǎng)殖戶能及時進行救助。

1.4 物聯(lián)網(wǎng)應用于豬肉的流通管理

食品安全問題歷來都是社會的熱點問題。我國是一個豬肉消費大國，自2006年，商務部就著手進行肉菜可追溯食品安全信息平臺的搭建，目前得到了初步的應用。物聯(lián)網(wǎng)技術和互聯(lián)網(wǎng)技術、移動通信技術、條碼識別技術等結(jié)合，為肉類、獸藥可追溯提供了便利，現(xiàn)在養(yǎng)殖戶通過移動終端等工具記錄生豬養(yǎng)殖過程的各類信息，消費者通過掃描二維碼就可以對所購買的豬肉的飼養(yǎng)情況、免疫、用藥情況等一看便知，改善了豬肉的消費體驗，借助于電商平臺，養(yǎng)殖戶還可以獲得消費者反饋的豬肉品質(zhì)評價，及時地進行品種和飼養(yǎng)方案的調(diào)整[12]。

2016年，上海生物電子標識股份有限公司運用物聯(lián)網(wǎng)技術建立了監(jiān)管部門、疾控部門、保險部門和養(yǎng)殖企業(yè)聯(lián)通的數(shù)據(jù)共享平臺，實現(xiàn)了豬養(yǎng)殖的全程信息化管理，防止病死豬肉流入市場，保障了食品安全的同時，借助于電子標識技術，簡化了保險理賠流程，提高了理賠效率[13]。

1.5 市場大數(shù)據(jù)與云平臺為智慧養(yǎng)豬“添磚加瓦”

豬肉行情復雜多變，常常暴漲暴跌，正是由于對市場需求的不確定導致了養(yǎng)殖企業(yè)和養(yǎng)殖戶對產(chǎn)能的盲目擴張和縮減。把全國主要地區(qū)的養(yǎng)殖量數(shù)據(jù)匯總?cè)腽B(yǎng)豬業(yè)數(shù)據(jù)平臺，使用大數(shù)據(jù)、云計算等先進技術對市場行情進行科學分析，有利于國家對豬養(yǎng)殖情況宏觀調(diào)控和指導[14]，避免養(yǎng)殖企業(yè)盲目養(yǎng)殖帶來風險。另外，由物聯(lián)網(wǎng)技術開發(fā)的供需平臺，能夠提供訂單式的養(yǎng)殖，在一定程度上改善了市場供給，有助于減小豬肉價格的短期內(nèi)大幅度波動。

圖2 豬肉溯源系統(tǒng)應用

2015年3月，安佑集團推出了“安佑云”，以互聯(lián)網(wǎng)思維打造高現(xiàn)代智慧養(yǎng)豬業(yè)，探索高效、環(huán)保、健康的數(shù)字化管理的養(yǎng)豬新模式[15]。其中借助于“云端照護”（豬病在線診療平臺），獲取養(yǎng)殖戶對豬的異常情況反饋，系統(tǒng)自動采用強大的數(shù)據(jù)庫，及時進行疾病科學診斷，生成全面的診斷報告輸出，給出解決方案，此外，用戶還能夠面對面和專家進行在線交流。有了“安佑云”，養(yǎng)殖者“點點鼠標、刷刷手機”就能實現(xiàn)對豬的計劃管理、養(yǎng)殖環(huán)境管理、供應鏈、決策經(jīng)營等方面的問題進行解決。

2 小結(jié)與展望

當前，我國的養(yǎng)豬市場正一步步地走向規(guī)?；?、生態(tài)化、智能化，養(yǎng)殖設施設備和管理技術都有了非常大的改進，豬的生產(chǎn)效率和品質(zhì)有了一定的提高。物聯(lián)網(wǎng)技術在豬養(yǎng)殖、豬肉加工、豬產(chǎn)品流通等方面提供了大大的方便，節(jié)省了人力成本，基于物聯(lián)網(wǎng)技術的綠色生態(tài)養(yǎng)豬、可溯源系統(tǒng)等為豬肉增值服務提供了技術支持。但是，當前物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)殖也有存在著一系列的問題，比如前期投入成本高、物聯(lián)網(wǎng)標準不統(tǒng)一、信息透明度差、共享不到位等，但我們相信隨著科技的發(fā)展這些問題都將一一得到解決。各地養(yǎng)殖企業(yè)和養(yǎng)殖農(nóng)戶應當因地制宜、循序漸進，正視其所有的條件，有目的地進行智慧養(yǎng)豬和推廣，走可持續(xù)發(fā)展的養(yǎng)殖道路。

[1] 鄒英子．傳統(tǒng)良種豬肉與瘦肉型豬肉揮發(fā)性風味成分的差異分析[D]． 合肥：合肥工業(yè)大學，2012．

[2] 張新亮，馬愛霞，胡士林．物聯(lián)網(wǎng)技術在畜牧業(yè)領域的應用研究[J]．山東畜牧獸醫(yī)，2016，37(2)：47-48．

[3] 張偉，何勇，劉飛，等．基于物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)[J]．農(nóng)機化研究，2015，37(2)：245-248．

[4] 劉持標，陳泉成，李棟，等．大型養(yǎng)豬場健康養(yǎng)殖智能化監(jiān)控系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]．物聯(lián)網(wǎng)技術，2015，5(8)：57-63．

[5] 王谷雨．鹽城市農(nóng)民養(yǎng)豬用上物聯(lián)網(wǎng)[J]．農(nóng)業(yè)知識：科學養(yǎng)殖，2015(4)：27．

[6] 肖煒，唐韶青，邵兵，等．公豬站精液生產(chǎn)與質(zhì)量控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]．中國畜牧雜志，2015，51(14)：59-62．

[7] 朱偉興，浦雪峰，李新城，等．基于行為監(jiān)測的疑似病豬自動化識別系統(tǒng)[J]．農(nóng)業(yè)工程學報，2010，26(1)：188-192．

[8] 劉秀菊．基于嵌入式系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的智能監(jiān)測系統(tǒng)設計[J]．計算機測量與控制，2012，20(9)：2375-2377．

[9] 鐘芳葵．基于RFID和ARM嵌入式技術的豬行為自動監(jiān)測系統(tǒng)設計[D]．鎮(zhèn)江：江蘇大學，2010．

[10] 程傳福，余建榮，呂康亮．生態(tài)養(yǎng)豬的發(fā)展趨勢及關鍵技術[J]．現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2016(12)：272．

[11] 郭雪靖．高效生態(tài)豬養(yǎng)殖模式[J]．畜牧獸醫(yī)科技信息，2016(3)：94．

[12] 陳旭．物聯(lián)網(wǎng)技術在肉品安全信息追溯系統(tǒng)中的應用與實現(xiàn)[J]．福建質(zhì)量管理，2011(6)：64-66．

[13] 上海生物電子標識股份有限公司．智能標識避免死豬流入市場[J]．農(nóng)業(yè)工程技術，2016(3)：46-47．

[14] 祝勝林，李巖，吳同山，等．云計算環(huán)境下養(yǎng)豬管理信息化研究及應用[J]．廣東農(nóng)業(yè)科學，2011，38(19)：138-140．

[15] 胡文輝．智能養(yǎng)豬有了“云服務”[J]．農(nóng)村科學實驗，2015(8)：41．

2017-02-27）

董亮(1990-)，男，江蘇溧陽人，碩士。主要研究方向為智能檢測與控制技術、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術。E-mail：dongliang1990@foxmail.com。

雷良育(1966-)，男，湖北蘄春人，博士，教授，研究方向為農(nóng)業(yè)工程、機電檢測與控制技術。E-mail：lly@zafu.edu.cn