1 概況
隨著計算機多媒體技術(shù)、光纖和衛(wèi)星通信技術(shù)為特征的信息化浪潮席卷全球，當(dāng)代世界經(jīng)濟正在由工業(yè)化時期進入信息化時代，現(xiàn)代信息技術(shù)也正在向各個領(lǐng)域滲透。尤其在畜牧業(yè)中，信息技術(shù)將上升到重要的地位。其整體趨勢是，生豬養(yǎng)殖戶數(shù)減少，生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴大，養(yǎng)殖模式逐漸走向集約化、工廠化。目前，在世界生豬養(yǎng)殖行業(yè)中，荷蘭、美國等國處于領(lǐng)先地位。荷蘭國土面積并不遼闊，但其生豬養(yǎng)殖業(yè)卻很發(fā)達，尤其是對母豬的飼養(yǎng)與管理取得了舉世矚目的成就。到1996年，荷蘭已經(jīng)擁有 24 000 家豬場，養(yǎng)豬業(yè)總產(chǎn)值為 7566 萬荷盾，占整個農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的 55.1%。荷蘭全國共有 32 家屠宰場，年屠宰生豬 2000 萬頭，其中 75% 的生豬都會出口，位居世界首位 。
美國也是已經(jīng)走上現(xiàn)代化生豬養(yǎng)殖道路的國家，2007 年，全國有繁殖母豬 609 萬頭，出欄肉豬 1.07 億頭，產(chǎn)肉 984.3萬噸。生豬存欄 6050 萬頭，僅次于中國，居世界第 2 位。
2 國外采用的主要生豬養(yǎng)殖模式
2.1 荷蘭 Velos 智能化母豬管理系統(tǒng)
2.1.1 工作原理
1）在 Velos 系統(tǒng)中，在所有母豬的耳牌中安裝了芯片，芯片中存有該母豬所有的個體生物檔案信息。系統(tǒng)可以根據(jù)每頭母豬的識別信息（耳牌號、背膘、胎次、胎齡等），甚至根據(jù)季節(jié)因素設(shè)置每頭母豬的采食曲線。
2）Velos 系統(tǒng)配置的自動精確飼喂器，它通過識別電子耳標，按照相應(yīng)的飼喂曲線給每頭母豬精確飼喂，避免人工飼喂造成的應(yīng)激以及飼料浪費和由于飼喂不準確造成的母豬體況不均，從而確保每頭母豬得到最準確的飼喂。
3）Velos 系統(tǒng)配置的發(fā)情監(jiān)測器可以實現(xiàn)24 h 不間斷監(jiān)測公母豬交流的時間和頻率，當(dāng)達到系統(tǒng)設(shè)定的發(fā)情值系統(tǒng)確認該母豬發(fā)情并噴墨標記，這有別于傳統(tǒng)豬場靠經(jīng)驗來判定母豬發(fā)情。
4）Velos 系統(tǒng)配置的自動分離器，可將豬場需要處理的母豬，如發(fā)情母豬、臨產(chǎn)母豬、生病母豬、打疫苗的母豬等分離到待處理區(qū)域，并分類標記出來，方便豬場工作人員及時處理。即使豬場管理人員在外地，也可以通過電腦遠程了解豬場信息，真正做到豬場管理信息化與現(xiàn)代化。
2.1.2 Velos 智能化母豬管理系統(tǒng)的特點
目前，Velos 智能化母豬管理系統(tǒng)在荷蘭以及歐美許多國家已經(jīng)得到了廣泛運用，其主要特點有：
1）自動供料：系統(tǒng)采用儲料塔 + 自動下料 + 自動識別的自動喂養(yǎng)裝置，實現(xiàn)了全自動供料過程。
2）自動管理：通過計算機控制中心實現(xiàn)了對母豬發(fā)情的鑒定、豬場內(nèi)的溫度、濕度、通風(fēng)、采光等的全自動化管理。
3）自動數(shù)據(jù)傳輸：在母豬生產(chǎn)管理過程中的所有數(shù)據(jù)都可以實時的傳輸?shù)接嬎銠C控制中心和豬場管理人員的手機上，這樣管理人員可以實現(xiàn)對豬場的遠程管理。
4）自動報警：在Velos 智能化母豬管理系統(tǒng)中，豬場配置有完全由計算機控制的報警機制，可以對豬場出現(xiàn)的問題及時報警。
![]() 圖 1 Velos 自動精確飼喂系統(tǒng)
2.2 美國全自動種豬生產(chǎn)性能測定系統(tǒng)
2.2.1 工作原理
由美國奧斯本工業(yè)公司首先生產(chǎn)提供的全自動種豬生產(chǎn)性能測定系統(tǒng) FIRE（feed intake recording equipment）也是利用 RFID 電子耳牌的識別技術(shù)，F(xiàn)IRE 系統(tǒng)的主要任務(wù)是能從一個群體中識別出每個個體，并對個體進行測定和記錄。FIRE 測定系統(tǒng)中每個測定欄安裝一臺測定站，每個測定站可以飼養(yǎng)十幾頭測定豬。當(dāng)佩帶 RFID 電子耳牌的生豬進入測定站采食時，測定站可以立即記錄該豬的耳牌號碼，并記錄該測定豬進入 / 退出測定站的時間和測定豬進入前 / 退出后料槽的重量，其中料槽的重量差即為該測定豬此次的采食量，在測定豬采食的同時，測定豬站立于一個個體稱重秤上，個體稱重秤將記錄該測定豬本次采食時的體重值。由于自由采食的緣故，每頭測定豬每天將進入 FIRE 測定站進行采食約10 ～15 次，F(xiàn)IRE 系統(tǒng)將每頭測定豬每次的采食量自動累加成為每天的采食量記錄，并從當(dāng)日測定的體重值中取一個中間值作為該測定豬當(dāng)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(chǔ)。
2.2.2 FIRE系統(tǒng)的特點
1）FIRE 系統(tǒng)完全是通過被動方式獲取測定數(shù)據(jù)，系統(tǒng)在獲得測定豬采食量和體重數(shù)據(jù)時完全不干擾測定豬的正常生活方式，因此所獲得的測定數(shù)據(jù)非常接近于實際生產(chǎn)狀況下的豬生長模式。
2）FIRE 獲得的測定數(shù)據(jù)可以認為是實際生產(chǎn)狀況下發(fā)生的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，F(xiàn)IRE的測定數(shù)據(jù)也可直接用于生產(chǎn)實際，如種豬選擇或選育、或用于計算生產(chǎn)中豬生長發(fā)育曲線。
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圖 2 全自動種豬生產(chǎn)性能測定系統(tǒng)
3）由于 FIRE 系統(tǒng)能取得連續(xù)的體重記錄，因而為種豬選育提供了一個新的重要的選擇指標，即任何生長階段的日增重和飼料報酬。育種工作者現(xiàn)在可以通過FIRE 系統(tǒng)所獲得的測定數(shù)據(jù)，對不同測定豬的任何生長階段的日增重和飼料報酬數(shù)據(jù)進行比較，從中選擇理想的種豬。
2.3 自動分階段飼養(yǎng)系統(tǒng)
2.3.1 工作原理
1）豬場分為2個部分：采食區(qū)和飲水區(qū)，并且在采食區(qū)和飲水區(qū)之間安裝了具有體重分類功能的個體秤。采食區(qū)的生長肥育豬可以自由進入飲水區(qū)，但飲水區(qū)的生長肥育豬必須通過個體秤才能進入采食區(qū)。
2）個體秤可以根據(jù)豬的體重將豬分為2 ～4 欄，并根據(jù)測定秤獲得的數(shù)據(jù)，可以清楚知道每欄有多少頭豬，以及其真實的平均體重，并給不同體重的豬欄投放不同生長階段的飼料，從而實現(xiàn)精確的分階段飼養(yǎng)。
2.3.2 系統(tǒng)特點
1）自動分階段飼養(yǎng)系統(tǒng)
使在分階段飼養(yǎng)中飼料轉(zhuǎn)換更有效。飼料完全配合生豬的生長速度，既不會因為飼料營養(yǎng)物質(zhì)不足而影響豬生長發(fā)育速度，也不會因為飼料中營養(yǎng)物質(zhì)過多而造成的飼料營養(yǎng)物質(zhì)浪費，這大大節(jié)省了飼料成本和減少對環(huán)境的污染。
2）對不同體重的豬喂以不同營養(yǎng)的飼料，這樣可以使體重較輕的豬增加生長速度，對體重較大的豬則追求更好的飼料報酬。通過調(diào)整飼料中的營養(yǎng)成分，我們更容易使生豬達到預(yù)計出欄重量，從而實現(xiàn)了準確飼養(yǎng)的目的。
![]() 圖 3 豬場溫度控制系統(tǒng)[6]
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圖 4 RFID 系統(tǒng)
3）自動分階段飼養(yǎng)系統(tǒng)還提供了豬的生長曲線，管理員可以獲得各欄的平均日增重數(shù)據(jù)，由此可以預(yù)計達到出欄體重的天數(shù)和頭數(shù)，為經(jīng)營銷售工作做好長期或短期的計劃。
根據(jù)各欄平均日增重數(shù)據(jù)，可比較不同豬欄之間或不同豬舍之間的平均日增重，判斷飼養(yǎng)管理水平，研究豬的行為以及環(huán)境因素對豬重量的影響。
4）自動分階段飼養(yǎng)系統(tǒng)能夠幫助篩選出體重更一致的出欄豬。因為在由屠宰場定價系統(tǒng)中，送宰的生豬在體重上越一致，其價格就越高。
2.3 豬場環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)
豬場環(huán)境監(jiān)控的目標是維持良好的豬場內(nèi)部環(huán)境，使豬場能夠保持通風(fēng)、溫濕度適宜、空氣質(zhì)量狀況良好。
2.3.1 工作原理
1）首先給豬場裝上恒溫調(diào)控系統(tǒng)，通過溫度感應(yīng)器將豬舍是否需要通風(fēng)告訴計算機系統(tǒng)，如果超過標準溫度，風(fēng)機啟動，通風(fēng)量與風(fēng)速是變頻控制的，啟動一個風(fēng)機還是全部啟動也根據(jù)需要進行自動調(diào)節(jié)，當(dāng)風(fēng)機全符合運轉(zhuǎn)仍然不能降溫到標準，水簾自動啟動配合風(fēng)機降溫。同時，當(dāng)冬季需要增溫的時候，地暖與熱風(fēng)配合工作。最終實現(xiàn)溫控與通風(fēng)可以完美結(jié)合。
2）每個豬場都裝有 2 個風(fēng)機，豬場上方兩邊是風(fēng)槽，風(fēng)槽用一個平面板遮擋，上面布滿通氣孔，新鮮空氣從走廊進入風(fēng)槽，再從通氣孔均勻進入豬場，污濁空氣則被風(fēng)機抽出。這樣使豬場內(nèi)空氣清新。
2.3.2 特點
1）可以實現(xiàn)在任何地點任何時間控制通風(fēng)系統(tǒng)，也可以遠程監(jiān)視和調(diào)節(jié)多豬場的制熱、制冷和空氣循環(huán)。
2）可完成日夜之間和季節(jié)之間的自動調(diào)節(jié)和過渡，能自動對豬場溫度、濕度、空氣質(zhì)量進行控制和管理，無須費時費力的人工介入。
3 關(guān)鍵技術(shù)
3.1 RFID
RFID(radio frequency identification)技術(shù)即射頻識別，是一項利用射頻信號通過空間耦合實現(xiàn)無接觸傳遞信息的一種技術(shù)。RFID主要包括 3 部分組成。
1）電子標簽，它是 RFID 的核心，并且每個電子標簽具有全球唯一的識別號。
2）天線，在標簽和閱讀器之間傳遞射頻信號。它既可以內(nèi)置于讀寫器中，也可以通過同軸電纜與讀寫器天線接口相連。
3）閱讀器，其主要功能是讀取 ( 或?qū)懭?) 電子標簽信息，它分為手持式或固定式。閱讀器通常與計算機相連，標簽信息可以及時傳送到計算機上。讀寫器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號，當(dāng)佩戴有電子標簽的生豬進入發(fā)射天線工作區(qū)域時就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。電子標簽憑感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在電子標簽內(nèi)置芯片中的識別信息。或者電子標簽主動發(fā)送某一頻率信號，讀寫器對接收天線接收到的電子標簽發(fā)送來的信號進行解調(diào)和解碼后，送到數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進行相關(guān)的處理：數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)根據(jù)邏輯運算判斷該電子標簽的合法性。然后做出相應(yīng)的處理和控制。
3.2 電子標簽
3.2.1 類型
實際上，電子標簽是 RFID 技術(shù)的俗稱，用它來表示生豬屬性的一種具有信息儲存和處理能力的射頻標簽。在生豬養(yǎng)殖過程中，通常把電子標簽安裝于動物體表或體內(nèi)，進行跟蹤識別處理。其主要類型有以下幾種：
1）耳牌式電子標簽，耳牌式電子標簽不僅存儲的信息數(shù)據(jù)多，而且抗臟物、雨水和惡劣的環(huán)境，其應(yīng)用范圍較廣。
2）項圈式電子標簽，該種電子標簽可移動性大，能夠非常容易地從一頭動物身上換到另一頭動物身上，但標簽的成本較高。主要用于自動飼料配給。
3）注射式電子標簽，即是利用一個特殊工具將電子標簽放置到動物皮下，使其與軀體之間建立一個固定的聯(lián)系，這種聯(lián)系只有通過手術(shù)才能撤銷。
4）藥丸式電子標簽，即是將一個電子標簽安放在一個耐酸的圓柱形容器內(nèi) ( 多為陶瓷的 )，通過動物的食道放置到反芻動物的瘤胃內(nèi)。一般情況下，藥丸式電子標簽會終身停留在動物的胃內(nèi)。這種方式操作簡單牢靠，并且可以在不傷害動物的情況下將電子標簽放置于動物體內(nèi)。
3.2.2 應(yīng)用
電子標簽系統(tǒng)可準確而全面地記錄生豬的飼養(yǎng)、生長及疾病防治等情況，同時還可對其產(chǎn)品品質(zhì)等信息進行準確標識，從而實現(xiàn)動物及動物產(chǎn)品從飼養(yǎng)到最終銷售的可跟蹤管理。
1）電子標簽在養(yǎng)豬日常管理中的應(yīng)用
例如荷蘭 Velos 母豬管理系統(tǒng)、美國奧斯本公司設(shè)計的全自動種豬生產(chǎn)性能測定系統(tǒng) (FIRE)、生豬分階段飼養(yǎng)系統(tǒng)。電子標簽管理系統(tǒng)，除了企業(yè)內(nèi)部在飼料的自動配給和產(chǎn)量統(tǒng)計等方面的應(yīng)用之外，還可以用于動物標識、疫病監(jiān)控、質(zhì)量控制及追蹤動物品種等方面，它是掌握動物健康狀況和控制動物疫情發(fā)生的有效的方法之一。
2）電子標簽在產(chǎn)品追溯中的應(yīng)用
由于電子標簽內(nèi)部存儲的數(shù)據(jù)不易更改和丟失，且電子標簽的 ID 具有全球唯一性，這樣既可以用來追溯動物的品種、來源、免疫、治療和用藥情況以及健康狀況等重要信息，從而為動物防疫和獸藥殘留監(jiān)控工作服務(wù)。
另外，當(dāng)生豬被屠宰時，電子標簽中的信息與屠宰場的數(shù)據(jù)一起被儲存 。它可以提供豬肉的來源，并且可以對豬肉制造階段進行跟蹤。一旦發(fā)現(xiàn)問題，可通過計算機追溯查找問題的源頭，這有利于對生豬行業(yè)的管理，及時發(fā)現(xiàn)問題，保障豬肉食品質(zhì)量安全。
3.3 廣角網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控
3.3.1 介紹
廣角視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有強大的用戶管理功能、良好的兼容性、方便的可擴展性、分布式管理等眾多優(yōu)點，能夠?qū)ωi場進行實時遠程監(jiān)控。它主要由監(jiān)控前端、網(wǎng)絡(luò)通信平臺、管理服務(wù)器、監(jiān)視系統(tǒng)組成。
1）監(jiān)控前端包括模擬攝像機、視頻編碼器、網(wǎng)絡(luò)攝像機、報警輸入設(shè)備等。廣角監(jiān)控系統(tǒng)可以支持多種云臺編碼協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)議，支持多廠商視頻編碼器。
2）網(wǎng)絡(luò)通信平臺由路由器、交換機、無線網(wǎng)橋、防火墻、通信線路等設(shè)備組成。通信線路可以采用多種方式：雙絞線、光纖、有線電纜、專線、幀中繼、xDSL、無線局域網(wǎng)、GPRS、CDMA 等。
3）管理服務(wù)器由監(jiān)控管理軟件、服務(wù)器硬件、存儲服務(wù)器等組成。廣角監(jiān)控管理軟件提供了完整的監(jiān)控中心管理、錄像管理、報警管理、用戶認證和權(quán)限管理、服務(wù)器集群管理等功能。廣角監(jiān)控管理軟件基于流媒體分布式處理技術(shù)，能夠在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中優(yōu)化視頻流的傳輸控制，提供大容量、高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸和處理。
4）監(jiān)視系統(tǒng)由監(jiān)控終端和顯示系統(tǒng)組成。監(jiān)控終端可采用普通的 PC 機，無需安裝客戶端軟件，只要以 Web 方式訪問監(jiān)控管理服務(wù)器，輸入用戶名和口令登陸就可以使用或管理監(jiān)控系統(tǒng)。在中心監(jiān)控室，通常配置高性能的 PC 機作為終端，并建立電視墻系統(tǒng)。
3.3.2 應(yīng)用
廣角視頻監(jiān)控系統(tǒng)能對視頻服務(wù)器、鏡頭等設(shè)備分組管理；用戶資料、控制權(quán)限等資料集中管理；多畫面顯示 / 全屏顯示，支持攝像機、預(yù)置位輪巡；用戶可根據(jù)優(yōu)先級別控制攝像機、云臺動作；圖像移動偵測報警、錄像；可通過電子地圖查找設(shè)備、還具有放大、縮小、跳轉(zhuǎn)等功能；支持自動、手動錄像，屏幕抓拍；支持遠程報警、報警策略及聯(lián)動控制等。
4 總結(jié)
改革開放后，我國的養(yǎng)豬產(chǎn)量已成為世界第一，但作為一個生豬養(yǎng)殖大國，我國的飼養(yǎng)效率和效益與先進的國家相比，還存在一定的差距。我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和借鑒國外先進的養(yǎng)豬模式和技術(shù)，將精確飼養(yǎng)、效益飼養(yǎng)作為今后工作的努力方向，著重把信息技術(shù)、微電腦技術(shù)引入到生豬養(yǎng)殖中來，在養(yǎng)豬效率和效益上使我們逐步縮小與發(fā)達國家的差距。未來隨著計算機信息技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，生豬養(yǎng)殖行業(yè)亟待與自動化、高精度的控制與檢測技術(shù)相結(jié)合，計算機信息技術(shù)將會受到更大的重視，更多地應(yīng)用到養(yǎng)豬過程中。其發(fā)展方向主要包括以下幾點。
1）利用全自動控制系統(tǒng)，對豬場進行無人化飼養(yǎng)管理，提高生豬生產(chǎn)效率，優(yōu)化飼料的轉(zhuǎn)換率。
2）利用計算機采集處理育種中的數(shù)據(jù)，建立養(yǎng)豬資源基因庫，選育優(yōu)良品種，完善良種繁育體系。
3）利用自動控制技術(shù)監(jiān)測飼料質(zhì)量，減少藥物殘留，提高養(yǎng)殖產(chǎn)品質(zhì)量安全水平。
4）與生物技術(shù)相結(jié)合，加強生物防治，提高疾病防治能力。
5）利用計算機視覺技術(shù)監(jiān)測加工后的豬肉微生物污染情況。
6）利用自動控制技術(shù)和傳感技術(shù)，對豬肉產(chǎn)品進行深加工，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加產(chǎn)品的科技含量。隨著社會經(jīng)濟與科技的發(fā)展，養(yǎng)豬業(yè)將實現(xiàn)集約化、規(guī)?；⒏呙芏劝l(fā)展。 | 
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某些低成本的方案同樣可以達到相同效果！
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