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智慧农业之物联网技术在畜禽养殖上的应用
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智慧农业之畜禽养殖的信息感知。畜禽规模养殖场的规模化、集约化和集约化养殖是当前畜禽养殖业发展的必然趋势。智能感知养殖信息技术和专用传感器的开发,是推动畜禽养殖业精细化发展的重要底层动力。采用先进的传感技术、音视频监控技术、计算机技术等多维信息感知技术,可以实现畜禽养殖环境信息、畜禽个体生理信息、动物行为等实时监测,有利于提高动物的生理健康和福祉。

1)畜禽养殖环境信息感知。家畜饲养环境影响动物的生长发育,制约畜禽的产量和品质。牲畜饲养场中因饲料、垫草、粪尿、发酵产生的灰尘、一氧化碳、氨气、甲烷、硫化氢等有害气体,易引起人畜生病。家畜舍内的环境信息感知是动物福利养殖的基础。近年来,利用电化学检测原理研制的气敏传感器已广泛应用于畜禽环境有害气体检测。感光设备主要有光导型和光伏型两种,它们分别是感知动物舍环境光强度。后者虽然灵敏度高,但响应时间长,频率特性差,强光线性差。后一种性能稳定,光电特性线性度较高,应用较多。

畜禽养殖业受多种环境参数的相互影响,以及人类活动、气候条件的干扰,呈现出时变、非线性、多变量耦合等特征,使获取环境信息有一定困难。为此,迫切需要一项适合畜禽养殖舍环境信息感知与采集技术的研究。

2)动物生理信息的感知。牲畜的征象主要包括动物个体、健康、行为、情绪等生理信息。对传统畜禽生理指标的检测主要依赖于人工操作或在畜禽体内植入生理信号感知芯片,耗时较长,测量结果不客观、准确度低,会使动物产生应激反应,从而造成伤害。

利用传感器技术,数据获取简便,抗干扰性强,能实现对多种数据的实时连续测量。使用RF识别(radio frequency identification,RFID)技术;可以实现动物的体温、心率、血压等生理指标,以及休息、快走、定位、发情等行为信息监控。

伴随着新技术的发展,很多研究者开始利用机器视觉技术,即双目视觉原理和径向基函数(radial basis function)基于RBF神经网络等图像监控技术进行畜禽信息感知研究,可以实现体尺、体质量、不危害动物、生理指标,如体温,行走、采食、饮水等行为的识别。另外,动物鸣叫包含了它们的情绪状态和生理健康信息。利用声学收纳装置实时记录声音信息,建立声音分析数据库,构建声音监控系统,可以实现动物疾病诊断、情绪识别、行为监测、饮食监测、生长速度监测等功能。动物活体特性复杂多变,迫切需要研究开发一种精确、智能化、无损的生理信息检测技术。

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