樓彬 陳晨 王記彩 沈焱鑫

摘? ?要：目前，我國(guó)的食品質(zhì)量安全問(wèn)題層出不窮，屠宰場(chǎng)違法銷售病死牲畜肉、注水肉，危及人體健康，導(dǎo)致消費(fèi)者對(duì)食品質(zhì)量安全的可信度越來(lái)越低，城市居民對(duì)農(nóng)村生活和原始農(nóng)產(chǎn)品的向往也越來(lái)越強(qiáng)烈。為保障原始農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，吃上放心肉，文章建立了一個(gè)能夠?qū)r(nóng)村的家庭農(nóng)場(chǎng)實(shí)行精細(xì)化管理模型，有利于管理員更加輕松、直觀地管理家庭農(nóng)場(chǎng)，掌握家禽的動(dòng)態(tài)，實(shí)現(xiàn)家庭農(nóng)場(chǎng)管理的智能化和信息化。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);家庭農(nóng)場(chǎng);監(jiān)控管理系統(tǒng)

俗語(yǔ)說(shuō)，民以食為天，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷提高的背景下，人們對(duì)美好生活提出了更高的要求，特別是在飲食上更加注重健康與安全。近年來(lái)，一些不法分子，使用非法手段謀取利益，例如三聚氰胺毒奶粉、山東毒生姜、江蘇假羊肉、河北“紅心咸鴨蛋”、湖南鎘大米等事件，都是嚴(yán)重危害人們生命安全的重大案例，幾乎每年都有類似的事件發(fā)生，且屢禁不止，這就造成了消費(fèi)者對(duì)食品的質(zhì)量安全可信度越來(lái)越低，政府、質(zhì)量監(jiān)督部門缺乏一套信息化的質(zhì)量管理和質(zhì)量溯源系統(tǒng)對(duì)其有效控制，從而引起大家對(duì)食品安全問(wèn)題這個(gè)話題的持續(xù)關(guān)注和重視[1]。為此，國(guó)家在近些年頒布了一系列政策，希望運(yùn)用現(xiàn)代化信息技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、管理等方面進(jìn)行整合優(yōu)化，強(qiáng)化體制創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)在線化和數(shù)據(jù)化的智能農(nóng)業(yè)發(fā)展。

雞、鴨等家禽肉是比較常見(jiàn)的家常菜原料，但是市場(chǎng)上時(shí)有注水家禽肉、病死家禽肉的流通販?zhǔn)?，幾乎每年都有類似事件曝光。逐漸讓人們失去了對(duì)雞、鴨等家禽肉品質(zhì)的信任。城市居民對(duì)農(nóng)村生活和原始農(nóng)產(chǎn)品的向往也越來(lái)越強(qiáng)烈，那么如何保障原始農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，吃上放心肉?；诖?，本課題致力于建立一個(gè)能夠?qū)r(nóng)村的家庭養(yǎng)殖場(chǎng)實(shí)行精細(xì)化管理的模型，從而讓養(yǎng)殖場(chǎng)的生長(zhǎng)環(huán)境信息和家禽的生理信息如體溫、運(yùn)動(dòng)量等能夠被自動(dòng)檢測(cè)，這一切都由無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成，無(wú)需管理員在現(xiàn)場(chǎng)，便能輕松直觀地管理家庭養(yǎng)殖場(chǎng)，掌握家禽的動(dòng)態(tài)。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)能夠?qū)Σ杉降母黜?xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并保存數(shù)據(jù)，如果有不良情況發(fā)生，能夠迅速做出警示，從而及時(shí)采取處理措施。這樣極大地減小了損失，管理也變得更加輕松便捷，實(shí)現(xiàn)了家庭養(yǎng)殖場(chǎng)的智能化和信息化，轉(zhuǎn)變過(guò)去對(duì)農(nóng)村養(yǎng)殖家禽所產(chǎn)生“臟、亂、臭、差”的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。

1? ? 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

湖南省永州市寧遠(yuǎn)縣根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，以農(nóng)戶家庭為單位，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，運(yùn)用智能化手段實(shí)現(xiàn)“手機(jī)養(yǎng)豬”，通過(guò)手機(jī)終端實(shí)施養(yǎng)豬生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)信息的24 h遠(yuǎn)程監(jiān)控，該模式給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民帶來(lái)了可觀的收入。2014年6月，市政府與溫氏集團(tuán)簽訂“戰(zhàn)略合作框架協(xié)議”，積極推廣“公司+現(xiàn)代家庭農(nóng)場(chǎng)”模式，為農(nóng)民提供一條可持續(xù)、穩(wěn)定的發(fā)展途徑。

2015年，李克強(qiáng)總理作政府報(bào)告時(shí)，首次提出將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)與傳統(tǒng)類型產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，引起了廣泛關(guān)注。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐，家庭農(nóng)場(chǎng)主們可以通過(guò)開(kāi)放的數(shù)據(jù)平臺(tái)，及時(shí)了解最新市場(chǎng)行情，打破傳統(tǒng)的“先產(chǎn)后賣”格局。

國(guó)外對(duì)于家庭農(nóng)場(chǎng)的管理研究較早，對(duì)于美國(guó)，99%的農(nóng)場(chǎng)為家庭農(nóng)場(chǎng)，它們的產(chǎn)量占美國(guó)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)量的89%，所以，西方國(guó)家對(duì)于家庭農(nóng)場(chǎng)的管理系統(tǒng)較為有效、規(guī)范，在提高生產(chǎn)效率、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化進(jìn)程中發(fā)揮了重大的作用[2]。

2006年，S.Dogliottietal指出家庭農(nóng)場(chǎng)可發(fā)展成為更有效率的經(jīng)濟(jì)單元體，結(jié)合農(nóng)場(chǎng)的自身?xiàng)l件及經(jīng)營(yíng)發(fā)展戰(zhàn)略相適應(yīng)，通過(guò)科學(xué)化的管理手段，可以最大限度地提高其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中的效率，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)最大化。

2014年，Dacian Ciolos認(rèn)為家庭農(nóng)場(chǎng)需要具備較高的勞動(dòng)生產(chǎn)能力和管理水平，使家庭農(nóng)場(chǎng)在市場(chǎng)中處于優(yōu)勢(shì)地位，有助于農(nóng)村地區(qū)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。不僅提升了家庭凝聚力，還能給家庭帶來(lái)可觀的收入，為農(nóng)民提供了一條可持續(xù)、穩(wěn)定的就業(yè)途徑[3]。

2? ? 監(jiān)控管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)總體思路

以農(nóng)戶家庭為單位，結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，搭建一個(gè)云數(shù)據(jù)處理中心。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，圍繞家禽養(yǎng)殖生產(chǎn)和管理環(huán)節(jié)，通過(guò)智能傳感器在線采集養(yǎng)殖場(chǎng)各項(xiàng)信息如養(yǎng)殖環(huán)境信息（二氧化碳、氨氣、硫化氫、空氣溫濕度等）、養(yǎng)殖信息（養(yǎng)殖時(shí)間，放養(yǎng)時(shí)間等），實(shí)現(xiàn)分布式家庭家禽養(yǎng)殖的智能化管理。通過(guò)手機(jī)、Pda、計(jì)算機(jī)等信息終端，實(shí)時(shí)掌握養(yǎng)殖環(huán)境信息，及時(shí)獲取異常報(bào)警信息。此外，還可以通過(guò)調(diào)用網(wǎng)絡(luò)攝像頭，通過(guò)視頻來(lái)觀測(cè)家庭養(yǎng)殖場(chǎng)的實(shí)時(shí)情況。

現(xiàn)以家庭養(yǎng)殖土雞為例，對(duì)本系統(tǒng)的實(shí)施詳加說(shuō)明。

土雞的生長(zhǎng)階段主要分為兩個(gè)時(shí)期：育雛期（0～6周）和育肥期（7～18周）。目前，農(nóng)戶養(yǎng)殖土雞的形式主要為：從市場(chǎng)上購(gòu)買1周以后的雛雞，然后在室內(nèi)養(yǎng)殖到7周，7周以后進(jìn)行野外放養(yǎng)。當(dāng)前，農(nóng)民自養(yǎng)土雞在市場(chǎng)上大受歡迎，但農(nóng)民自養(yǎng)土雞的經(jīng)濟(jì)效益卻相對(duì)較差，存在此現(xiàn)象的原因主要?dú)w結(jié)為：（1）土雞養(yǎng)殖的病死率以及偷盜率相對(duì)較高，增加了土雞養(yǎng)殖的成本。（2）農(nóng)民銷售土雞的渠道有限，土雞養(yǎng)成后無(wú)法及時(shí)銷售。（3）土雞養(yǎng)殖多為散戶，沒(méi)有品牌可言且附加值極低，導(dǎo)致農(nóng)民賺取利潤(rùn)的空間非常有限。（4）土雞銷售市場(chǎng)混亂，各種以次充好、虛假銷售等現(xiàn)象破壞了土雞銷售市場(chǎng)，使得銷售者對(duì)土雞不信任，拉低了土雞的銷售價(jià)格和銷量。

通過(guò)本系統(tǒng)的實(shí)施可以有效改善上述問(wèn)題，現(xiàn)將本系統(tǒng)的功能作簡(jiǎn)要闡述，主要有以下幾點(diǎn)。

2.1? 有效降低病死率

在育雛室和雞棚安裝智能傳感器，收集環(huán)境的實(shí)時(shí)信息（主要為溫度、濕度、CO2質(zhì)量濃度等），并使用GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)再記錄和處理各項(xiàng)信息，將土雞養(yǎng)殖各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息化。

當(dāng)收集到土雞的基本信息之后，信息被上位機(jī)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)之中，土雞的各種數(shù)據(jù)指標(biāo)能夠通過(guò)特定的算法計(jì)算得到，將標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)與計(jì)算得到的指標(biāo)相比較，如果有比較大的差異，可及時(shí)通知農(nóng)戶采取措施進(jìn)行處理。

2.2? 降低偷盜率、提升信任度

完成手機(jī)與PC互聯(lián)網(wǎng)終端追溯效果，利用二維碼或者射頻識(shí)別等信息化技術(shù)對(duì)家禽養(yǎng)殖、加工至銷售的細(xì)節(jié)進(jìn)行細(xì)致的跟蹤，實(shí)現(xiàn)了“從農(nóng)場(chǎng)到舌尖”全過(guò)程可追溯特色。消費(fèi)者通過(guò)簡(jiǎn)單的掃描就可獲取該農(nóng)產(chǎn)品的歷史數(shù)據(jù)，對(duì)土雞的生長(zhǎng)情況進(jìn)行了解，如品種、生長(zhǎng)時(shí)間、放養(yǎng)時(shí)間、免疫信息等，這使得土雞的生長(zhǎng)過(guò)程透明化，雞肉生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程都能夠追溯得到，有利于加強(qiáng)食品安全，也增強(qiáng)了消費(fèi)者對(duì)其的信任度。

2.3? 實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享

系統(tǒng)展示基本信息時(shí)使用的是可視化界面，對(duì)消費(fèi)者而言查詢想了解的信息是非常方便的，可以通過(guò)查詢土雞的生長(zhǎng)信息，對(duì)土雞是否安全健康做出準(zhǔn)確判斷，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)出預(yù)警并提供方案，為農(nóng)戶提供合理的監(jiān)控信息，幫助農(nóng)戶進(jìn)行有效的產(chǎn)作決策。

此外，該系統(tǒng)還能把生產(chǎn)者、監(jiān)管部門以及消費(fèi)者連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。家庭農(nóng)場(chǎng)主通過(guò)手機(jī)Pda、計(jì)算機(jī)等信息端，了解最新市場(chǎng)行情，打破傳統(tǒng)“先產(chǎn)后賣”的制約格局，減少銷售過(guò)程的不確定性，幫助農(nóng)戶從過(guò)去的“生產(chǎn)什么賣什么、生產(chǎn)多少賣多少”傳統(tǒng)思路轉(zhuǎn)變成“需要什么產(chǎn)什么、需要多少產(chǎn)多少”。

3? ? 結(jié)語(yǔ)

以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托，結(jié)合集成感知傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭農(nóng)場(chǎng)的智能化管理，既簡(jiǎn)化了勞動(dòng)力，又極大地提高了生產(chǎn)效率及產(chǎn)出水平。實(shí)現(xiàn)農(nóng)場(chǎng)主、消費(fèi)者、政府監(jiān)控部分之間的數(shù)據(jù)共享，及時(shí)有效地反饋?zhàn)匪菪畔?shù)據(jù)，做到信息透明，促進(jìn)了家庭農(nóng)場(chǎng)經(jīng)營(yíng)模式中產(chǎn)品互信機(jī)制的完善。

[參考文獻(xiàn)]

[1]吳夢(mèng)晨.“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”視閾下家庭農(nóng)場(chǎng)發(fā)展路徑探討[J].沈陽(yáng)工程學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2016（4）：494-497.

[2]彭丹梅.美國(guó)多樣化的家庭農(nóng)場(chǎng)[J].世界農(nóng)業(yè)，2017（8）：202-205.

[3]于家海.山東省家庭農(nóng)場(chǎng)發(fā)展分析[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.

Research of family farm monitoring and management

system based on Internet of Things technology

Lou Bin1， Chen Chen1， Wang Jicai1， Shen Yanxin2

（1. Jiaxing Nanyang Polytechnic Institute， Jiaxing 314031， China; 2.Wuxi Ruikong IoT Technology Co.， Ltd.， Wuxi 214000， China）

Abstract：At present， Chinas food quality and safety issues are endless， and slaughterhouses illegally sell sick and dead animal meat and water-injected meat， endangering human health， leading to lower and lower credibility of consumers food quality and safety. Therefore， urban residents live on rural life and originality， the yearning for agricultural products is becoming more and more intense. In order to guarantee the quality of the original agricultural products， we can eat the meat. This paper has established a refined management model for rural family farms， which helps administrators to manage family farms more easily and intuitively， master the dynamics of poultry， and realize the intelligent and informationalization of family farm management.

Key words：Internet of Things technology; family farm; monitoring and management system