覃榮剛 李日華 韋麗嬌 黃月芹 李明

【關(guān)鍵詞】規(guī)模化;自動化喂養(yǎng);精確飼喂

【中圖分類號】S817.3 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）07-0055-03

0 前言

隨著我國經(jīng)濟水平的日益提高及人們生活水平的不斷改善，人們已不滿足于溫飽現(xiàn)狀，對生活品質(zhì)也有了一定的追求，對豬肉的需求量日益增長，而且對豬肉的口感和品質(zhì)也有一定的要求。因此，對于生豬養(yǎng)殖行業(yè)而言，傳統(tǒng)的養(yǎng)殖已經(jīng)遠遠無法滿足日益增長的豬肉量生產(chǎn)需要，迫切需要尋求一個更為科學和高效的養(yǎng)殖方式，既滿足人們對豬肉量增長的需求，也注重豬肉品質(zhì)的提升。本文針對我國當前生豬養(yǎng)殖的實際困難，豬肉量與品質(zhì)的需求，養(yǎng)豬場規(guī)模不斷增大，用工難、飼喂安全的問題逐步顯現(xiàn)，傳統(tǒng)人工飼喂方式在大規(guī)模生產(chǎn)環(huán)境中舉步維艱，提出設(shè)計了規(guī)?；B(yǎng)豬場自動化智能化精確飼喂系統(tǒng)，該自動化智能化精確飼喂系統(tǒng)可實現(xiàn)全自動精確飼喂，大大提高生產(chǎn)效率，同時由于精確飼喂，因此豬肉品質(zhì)得到一定程度的提高，自動化智能化精確飼喂養(yǎng)殖模式必然會成為養(yǎng)豬大趨勢[1]。

1 系統(tǒng)原理及總體設(shè)計

自動化智能化精確飼喂系統(tǒng)是以現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為控制中心，飼喂終端內(nèi)部配置有多種傳感器，為電腦提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持，計算機根據(jù)豬的營養(yǎng)水平進行科學的公式運算，將各個數(shù)據(jù)得到有效處理和運算后，將處理結(jié)果下發(fā)給飼喂器的機電部分，然后進行飼料投喂發(fā)給飼喂器的機電部分。自動化喂養(yǎng)系統(tǒng)由豬場儲料塔、自動化供料系統(tǒng)（即料線系統(tǒng)）和自動精確喂料系統(tǒng)組成[2]，系統(tǒng)總體設(shè)計圖如圖1所示。

1.1 豬場儲料塔

豬場儲料塔又叫飼料儲存塔，是一種運用于規(guī)?；⒓s化的現(xiàn)代化大型養(yǎng)殖場的飼料存儲設(shè)備，在儲料塔出料口配備輸料設(shè)備，可自動定時向豬舍內(nèi)輸送飼料。儲料塔由料倉主體、翻蓋、爬梯、立柱等部分組成，料塔上部一般為圓柱體，下部為錐形體，下錐部分設(shè)有透視孔，可察看料倉料位。料塔主要用來儲存干粉料或顆粒狀飼料。按制作材料劃分，可分為鍍鋅料塔、碳鋼儲料塔、玻璃鋼儲料塔等。此外，根據(jù)儲料容積大小劃分，還可以分為很多型號。不同材料和工藝的儲料塔，其特點也不同，經(jīng)過電鍍涂層處理的儲料塔使用壽命長，40°料塔倉頂為料塔提供了更大的強度和容量，還可防止雨水進入料倉，底部設(shè)計為漏斗形狀，為飼料輸送提供條件，上方做成活動倉蓋，可在地面上對料倉進行開啟、關(guān)閉和鎖住操作，為方便工人觀察、安裝、維修料塔，儲料塔側(cè)梯增加防滑設(shè)計，安全可靠。養(yǎng)殖場使用儲料塔可實現(xiàn)豬料自動供料，降低用工成本;實現(xiàn)定量供食，避免因人工飼喂采食量不一致而導致豬只營養(yǎng)不均、發(fā)育不良;設(shè)計飼料回收裝置，減少不必要的飼料浪費;智能化信息管理系統(tǒng)方便養(yǎng)殖場的日常管理;封閉式投料設(shè)計，可以減少老鼠蒼蠅等對飼料的污染;有利于提高養(yǎng)殖場的衛(wèi)生水平和養(yǎng)殖健康，降低養(yǎng)殖成本。

1.2 自動化供料系統(tǒng)

豬場自動化供料系統(tǒng)由驅(qū)動電機、輸送料線、控制箱、定量筒組成。其中，包含轉(zhuǎn)角輪、料位感應(yīng)器、絞龍等其他配件。豬場供料線原理：在三相交流電動機的帶動下，絞龍運動，在絞龍運動的過程中帶動飼料一起運動，飼料從儲料塔傳送到豬舍內(nèi)下料機構(gòu)。供料線管道從豬只采食的下料機構(gòu)上面經(jīng)過，在每一個下料機構(gòu)食槽位置，留有一個下料口。飼料在絞龍的帶動下，自動流入食槽中。輸料時間可以在系統(tǒng)中心設(shè)定，每天可以設(shè)置多個時間段供料，到供料時間系統(tǒng)自動啟動三相交流電動機，帶動刮板鏈條，開始輸料。輸料完成后，系統(tǒng)可以自動切斷三相交流電源，停止輸料。供料系統(tǒng)還可以手動控制，在非供料時間只要按下啟動按鈕設(shè)備就正常運轉(zhuǎn)實現(xiàn)供料，當槽滿后，飼料接觸傳感器，便會自動停止。賽盤料線是目前豬場使用最廣泛，也是自動化供料系統(tǒng)比較成熟的一套設(shè)備，適用于母豬舍、育肥舍、保育舍等任何豬舍。自動供料系統(tǒng)飼料輸送方式分為可循環(huán)輸送的鏈盤式、直線輸送的絞龍式、鏈盤聯(lián)合輸送的組合式3種，可以根據(jù)不同豬場的生產(chǎn)布局及飼喂需求，因地制宜地設(shè)計不同的飼料輸送系統(tǒng)，用最小的成本將飼喂系統(tǒng)的效能最大化。

1.3 自動精確喂料系統(tǒng)

自動精確喂料系統(tǒng)（如圖2所示）由自動喂料站、喂料傳感器、無線射頻電子耳標、投料中心PLC控制器、觸摸屏模塊、電機與對應(yīng)驅(qū)動器、無線通信模塊組成。自動喂料站包含自動稱重電子秤、無線電子識別器、料槽及開與關(guān)設(shè)備。無線射頻識別技術(shù)為每一頭豬只建立身份檔案，“一豬一標”，豬只進入無線射頻識別區(qū)域即可自動識別豬只身份，調(diào)出該豬只的檔案。紅外傳感器及稱重傳感器在豬只采食過程中完成豬只體溫測量和體重測量并向系統(tǒng)上傳該只豬的體溫及體重，以此為依據(jù)判斷豬只健康狀況，使用全機械的入口門控制實現(xiàn)豬只的隔離飼喂。1個自動喂料站可對應(yīng)飼喂10頭豬，每一欄育肥豬根據(jù)豬頭數(shù)在系統(tǒng)設(shè)置自動喂料間個數(shù)。根據(jù)每頭豬的體重及采食情況，做到定量、定時、精確飼料配方投料。當豬只進入喂料間，掃描到該豬只的身份信息后，喂料間站門關(guān)閉，其他豬只無法進入飼喂站，無線射頻耳標識別到該豬只的身份信息后調(diào)出該豬只的檔案信息，同時豬只進入飼喂間后電子秤自動測量該豬只體重并上傳系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)該豬只的當前體重和歷史檔案信息科學計算出該豬只此次采食所需的飼料量，計算完成后，投料中心控制器自動投料，豬只進行采食，在采食過程，其他豬只無法進入飼喂站，不打擾該豬只采食，如果電子掃描識別器識別到同一耳標，系統(tǒng)識別錯誤，不響應(yīng)，整個飼喂過程如圖3所示。通過對豬只24 h不間斷實時監(jiān)控、精確的數(shù)據(jù)采集和計算，解決了在群體飼養(yǎng)情況下豬只的自動識別，采食量和體重的自動秤取，數(shù)據(jù)資料的自動記錄和上傳，有效、可靠、準確地解決了豬生長過程數(shù)據(jù)的自動采集記錄，消除了傳統(tǒng)方法的弊端。

2 智能化養(yǎng)豬管理信息系統(tǒng)

自動化智能化精確飼喂系統(tǒng)的有效運用離不開無線射頻技術(shù)，在每一個階段每一個子系統(tǒng)都運用到無線射頻技術(shù)，無線射頻技術(shù)貫穿整個養(yǎng)殖過程。每一個子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的共享、分析處理、整合都需要用到互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，從而實現(xiàn)對各個養(yǎng)殖環(huán)境實時養(yǎng)殖數(shù)據(jù)的快速獲取，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)信息交互整合和集成管理的應(yīng)用需求。該智能化養(yǎng)豬管理信息系統(tǒng)通過采用Web Service系統(tǒng)架構(gòu)完成事件信息采集與保存，同時提供訪接口。系統(tǒng)采用Web Service平臺實現(xiàn)事件信息的傳遞、數(shù)據(jù)的查詢和信息共享，企業(yè)管理人員與飼喂人員可在互聯(lián)網(wǎng)頁上查看相關(guān)信息。系統(tǒng)功能包括系統(tǒng)管理、養(yǎng)豬場管理、信息查詢及決策系統(tǒng)。

3 自動化養(yǎng)豬系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

自動化養(yǎng)豬系統(tǒng)的實現(xiàn)應(yīng)用的硬件包括豬只所佩戴的電子耳牌（EPC-GEN2 RFID電子耳牌）、廣西貴港市西江有限公司種豬測定站、PC機、以太網(wǎng)，軟件為基于.NET、Web Service、Oracle數(shù)據(jù)庫等。系統(tǒng)登錄界面如圖4所示，不同身份人員選擇不同模塊進入不同界面輸入賬號、密碼進行登錄。

圖5為自動化飼喂系統(tǒng)豬只采食測過程的監(jiān)控模塊界面，界面包括豬只身份信息，采食進入時間、退出時間，采食前后飼料槽中飼料重量及豬只本身的體重。該界面信息在豬只采食過程中自動測試記錄，當待采食的佩戴電子耳標的豬只進入測定站無線射頻識別范圍時，系統(tǒng)能夠識別該采食測定豬只的電子耳標身份信息，系統(tǒng)響應(yīng)后飼喂站站內(nèi)打開，豬只進入進行采食，采食過程中自動電子秤重記錄該采食豬只本次采食時的體重值，同時記錄該豬只進入測定站采食的時間和完成采食離開的時間，采食前后飼料槽中飼料的重量變化。系統(tǒng)通過傳感器技術(shù)及現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)養(yǎng)殖飼喂過程的實時監(jiān)控。

4 應(yīng)用優(yōu)勢

4.1 實現(xiàn)規(guī)模養(yǎng)豬喂養(yǎng)過程自動化控制

傳統(tǒng)純?nèi)斯ゐB(yǎng)殖的方式不僅勞動強度大，飼喂量無法精準統(tǒng)一，而且人為干擾和豬只接觸較多，容易攜帶病毒誘發(fā)豬病、豬瘟，大大降低生產(chǎn)水平，傳統(tǒng)純?nèi)斯わ曃沟酿B(yǎng)殖方式已無法滿足現(xiàn)代大規(guī)模生產(chǎn)，采用智能化自動化養(yǎng)殖設(shè)備必然成為養(yǎng)豬大趨勢[3]。自動化智能化精確飼喂系統(tǒng)采用“儲料塔+自動供料+自動喂料”+“信息管理系統(tǒng)”的自動供料自動智能飼喂裝置，從儲物料塔到飼喂料槽，采用密封式管道自動下料輸送飼料，實現(xiàn)飼料計算配制、飼料供給自動化、管理自動化。每頭豬每日飼料投喂量能自動傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)中心，數(shù)據(jù)采用報表的形式或是圖表的形式顯示，所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)曲線、飼料投放量曲線都可顯示在控制系統(tǒng)中心或是飼養(yǎng)人員手機上，方便企業(yè)飼養(yǎng)管理人員根據(jù)飼喂曲線隨時隨地判斷母豬飲食、生長是否正常，及時做相應(yīng)的處理。整個喂養(yǎng)過程無須飼養(yǎng)者進入豬欄，可以直接在手機上或是電腦屏幕上操作，實現(xiàn)喂養(yǎng)過程自動化。

4.2 提高生產(chǎn)效率

由于飼養(yǎng)過程全部實現(xiàn)自動化，因此只需要2人即可管理一個規(guī)模為750頭的豬場，飼養(yǎng)管理人員工作壓力普遍較小[4]。配種、轉(zhuǎn)群、觀察處理等成為飼養(yǎng)員的主要工作，并且每天工作時間平均不超過1 h，整個生產(chǎn)中人為因素的影響降到最低，有效避免豬瘟傳染，對群養(yǎng)豬的每個個體實現(xiàn)了高度的自動化管理，大幅度提高生產(chǎn)效率。

4.3 發(fā)展前景

為了滿足日益增長的豬肉數(shù)量和豬肉品質(zhì)的需求，以及動物福利和環(huán)境保護等方面的要求，養(yǎng)豬企業(yè)需采用群養(yǎng)模式將豬只從限位欄中解放出來，讓豬只可以自由活動、采食，以提高豬只健康水平和豬肉品質(zhì)。隨著養(yǎng)豬業(yè)向集約化、規(guī)模化、信息化的方向發(fā)展，自動化智能化設(shè)備在養(yǎng)豬業(yè)的應(yīng)用將會越來越普遍[5]，通過應(yīng)用先進的人工智能控制系統(tǒng)、無線通信技術(shù)、傳感器技術(shù)及數(shù)據(jù)管理技術(shù)等新技術(shù)、新手段實現(xiàn)群養(yǎng)豬只的自動化、智能化、精確化養(yǎng)殖與管理。該自動化智能化精確喂養(yǎng)系統(tǒng)能夠顯著提高養(yǎng)豬場豬的管理水平，降低飼料成本、用人成本，提高養(yǎng)豬場整體經(jīng)濟效益。

5 結(jié)語

本文針對當前我國生豬養(yǎng)殖規(guī)模不斷增大，用工難、飼喂安全等問題逐步顯現(xiàn)的基本國情，傳統(tǒng)人工飼喂方式在大規(guī)模生產(chǎn)環(huán)境中舉步維艱，在此背景下，提出采用豬場自動化智能化精確飼喂系統(tǒng)，闡述系統(tǒng)組成及原理，分析其應(yīng)用優(yōu)勢。豬場自動化智能化精確飼喂系統(tǒng)可實現(xiàn)全自動精確飼喂，大大提高我國生豬養(yǎng)殖的質(zhì)量和生產(chǎn)效益，增強我國豬業(yè)養(yǎng)殖競爭力，必然會成為養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢。

參 考 文 獻

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