基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)解決方案設(shè)計(jì)單位：天津物聯(lián)智慧科技有限公司設(shè)計(jì)日期：2013年11月基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)目錄概述....................................................................3禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)解決方案基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)我國(guó)現(xiàn)代禽類(lèi)養(yǎng)殖是一種“高投入、高產(chǎn)出、高效益”的集約化產(chǎn)業(yè)。資本并減少對(duì)環(huán)境的影響，使禽類(lèi)養(yǎng)殖成為管理科學(xué)、資源節(jié)約、環(huán)境友好、效益顯發(fā)展的必然選擇。目前，我國(guó)針對(duì)新時(shí)期不斷出現(xiàn)的食品安全新問(wèn)題，已提出了構(gòu)建安全戰(zhàn)略程可追溯系統(tǒng)是確保食品安全的關(guān)鍵。以物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)為載體，以現(xiàn)在信息聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)提升禽產(chǎn)品安全的管理意義重大。本項(xiàng)目由禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)和全程溯源系統(tǒng)構(gòu)成。禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖建設(shè)目標(biāo)是：禽類(lèi)飼養(yǎng)場(chǎng)環(huán)境的智能化監(jiān)測(cè)是當(dāng)今禽類(lèi)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的重要方向,它推動(dòng)著粗放式、低效的養(yǎng)殖業(yè)向知識(shí)型、技術(shù)型、現(xiàn)代化的高效禽類(lèi)養(yǎng)殖業(yè)轉(zhuǎn)變。與此通過(guò)智能感知、識(shí)別與普適計(jì)算、泛在網(wǎng)絡(luò)的融合，來(lái)大幅提升禽類(lèi)飼養(yǎng)效率、濟(jì)和社會(huì)效益。禽產(chǎn)品全程溯源體系建立的總體目標(biāo)是：以新型的禽類(lèi)“電子標(biāo)簽”為載體，利用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、成熟的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)標(biāo)識(shí)編碼、標(biāo)識(shí)佩戴、身份識(shí)別、信息錄入與傳輸、數(shù)據(jù)分析和查疫、監(jiān)督與后期加工、銷(xiāo)售有機(jī)結(jié)合，完成禽類(lèi)食品從“養(yǎng)殖場(chǎng)到餐桌”各環(huán)節(jié)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)的一體化全程追蹤和追溯，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)禽類(lèi)疫情和產(chǎn)品安全事件的快速處理。禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)的建設(shè)須堅(jiān)持“先進(jìn)性、實(shí)用性、開(kāi)放性、標(biāo)準(zhǔn)化、可靠性、穩(wěn)定性、安全性、易維護(hù)性、可管理性”的設(shè)計(jì)原則。（1）價(jià)值。（2）設(shè)要求的前提下，以盡可能以少的投入，取得盡可能大的效益。（3）互聯(lián)互通的可追溯網(wǎng)絡(luò)。（4）系統(tǒng)軟件不兼容的問(wèn)題。（5）間斷運(yùn)行、確保局部出錯(cuò)不影響整體、確?？焖夙憫?yīng)。（6）穩(wěn)定性：必須具有良好的穩(wěn)定性，保證持續(xù)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、故障間隔大、無(wú)故障時(shí)間長(zhǎng)。（7）感數(shù)據(jù)，安全運(yùn)行至關(guān)重要。必須構(gòu)建全方位、多層次、完善的安全保障體系，在保證物理安全和網(wǎng)絡(luò)安全的基礎(chǔ)上，保證數(shù)據(jù)安全。（8）易維護(hù)性：禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)涉及從養(yǎng)殖、防檢疫、加工、銷(xiāo)維護(hù)方便。（9）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)便快捷，降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。承前啟后、分步實(shí)施?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)及各系統(tǒng)之間的接口規(guī)范。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容包括：（1）構(gòu)建無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、安裝禽舍內(nèi)自動(dòng)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)；（2）式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的短距離傳輸和長(zhǎng)距離中繼功能；（3）系統(tǒng)、疾病防檢子系統(tǒng)和糞便清理子系統(tǒng)組成；（4）禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖信息管理平臺(tái)建設(shè)：進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、處理、分析、的查詢(xún)、管理和控制；（5）RFID技術(shù)構(gòu)建覆蓋禽類(lèi)從生產(chǎn)、養(yǎng)殖、屠宰或生產(chǎn)加工、流通到消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)的，統(tǒng)一軟件接口。（1）的完整性、準(zhǔn)確性與一致性提供依據(jù)；（2）息庫(kù)，集中信息資源管理、應(yīng)用服務(wù)管理和內(nèi)容整合；（3）構(gòu)建統(tǒng)一的“電子身份”認(rèn)證系統(tǒng)，集中養(yǎng)殖場(chǎng)禽類(lèi)及其產(chǎn)品的生產(chǎn)、防檢疫、加工、銷(xiāo)售過(guò)程中電子信息的管理，產(chǎn)品電子身份的唯一性、真實(shí)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)性，實(shí)現(xiàn)全程可追溯；（4）構(gòu)建安全可靠的公共數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)國(guó)家、省、市、縣、企業(yè)、消費(fèi)者等各個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換與數(shù)據(jù)共享；（5）利用3G網(wǎng)絡(luò)和RFID技術(shù)，開(kāi)發(fā)基于手機(jī)的可追溯終端。通過(guò)以上分析，結(jié)合天津物聯(lián)智慧產(chǎn)品線及專(zhuān)業(yè)的項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，本方案給示：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)信息及數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)線傳感網(wǎng)、有線傳輸方式、無(wú)線傳輸方式進(jìn)行匯集、存儲(chǔ)；再由從而實(shí)現(xiàn)禽舍內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)、精細(xì)飼養(yǎng)、節(jié)能減排、疾病檢防和糞便清理等功能；基礎(chǔ)。具體如下：圖2.1.1禽舍內(nèi)環(huán)境信息的采集與自動(dòng)控制系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)進(jìn)行重點(diǎn)的自動(dòng)化監(jiān)控：溫度、濕度、光照度、二氧化碳濃度、硫化氫濃度、氨內(nèi)環(huán)境。圖一、溫度監(jiān)測(cè)引起拉稀或產(chǎn)生呼吸道疾病等；小雞為了取暖容易造成扎堆，影響采食和活動(dòng)，1日齡為34.4～35℃，此后有規(guī)律的下降，到十八日齡為26.7℃，32日齡為18.9℃。因此，適宜的溫度控制是養(yǎng)雞場(chǎng)成敗的關(guān)鍵?？紤]到禽類(lèi)養(yǎng)殖場(chǎng)特殊的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,傳感器應(yīng)該滿足以下條件:傳感器的特信號(hào)以外的物理量不敏感；耐機(jī)械、化學(xué)和熱作用；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)低,體積小?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)擬定測(cè)量范圍:-55～+l25攝氏度,測(cè)量精度:士0.5%攝氏度。二、濕度監(jiān)測(cè)敗，可使雛雞群爆發(fā)曲霉菌病。濕度過(guò)低，容易造成雞的羽毛生長(zhǎng)不良。本方案在畜舍現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境采用陶瓷濕度傳感器。它利用微細(xì)孔分布的金屬氧化物陶瓷主體吸附水分后,導(dǎo)電性質(zhì)發(fā)生變化的原理制成的,具有性能穩(wěn)定、體積小、靈敏度高和測(cè)量范圍寬等優(yōu)點(diǎn),特別適合在畜舍惡劣的環(huán)境下使用。擬定測(cè)量范圍:O～100%RH,測(cè)量精度:2%RH(0～1OO%RH,25攝氏度),非線性誤差士0.5%RH,響應(yīng)時(shí)間:155(25攝氏度及空氣緩慢流動(dòng)環(huán)境下)。三、光照度監(jiān)測(cè)光照的強(qiáng)度和畜禽的健康息息相關(guān)，自然光中含有紫外線，適量的光照能夠可見(jiàn)光照度的監(jiān)測(cè)是必要的。選用具有較高靈敏度、測(cè)量精度高、安裝方便、價(jià)格低廉的感光探測(cè)器。四、二氧化碳濃度監(jiān)測(cè)毒害作用，使雞食欲下降，體質(zhì)減弱。因此，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)雞舍內(nèi)二氧化碳，亡率具有重要的意義?？紤]到禽舍中二氧化碳?xì)怏w的濃度比較大,根據(jù)系統(tǒng)氣體采樣的要求,采用根據(jù)比爾定律和氣體對(duì)紅外線的選擇性吸收原理設(shè)計(jì)的二氧化碳分析儀進(jìn)行二氧化碳監(jiān)測(cè)。五、硫化氫濃度監(jiān)測(cè)顯得尤為必要?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)敏度、簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電路、長(zhǎng)使用壽命、易于標(biāo)定、安裝和調(diào)試。六、氨氣濃度監(jiān)測(cè)的墻壁和地面上，對(duì)皮膚組織有強(qiáng)烈的刺激和腐蝕性，它會(huì)破壞細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)。受到強(qiáng)烈的刺激，引起皮膚組織灼傷，使組織溶解、壞死，還能引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)麻痹，中毒性肝病、心肌損傷等病癥。問(wèn)題，因此，將選用電化學(xué)式氨氣傳感器。要求驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、良好的靈敏度和長(zhǎng)使用壽命、數(shù)據(jù)易于傳輸讀取，適合多數(shù)場(chǎng)合的安裝和拆卸。七、粉塵控制響雞的采食、增重和生產(chǎn)性能，使機(jī)體的免疫力降低，患上各種呼吸系統(tǒng)疾病，嚴(yán)重影響畜禽生產(chǎn)效益。粉塵危害工作人員的健康,研究表明，粉塵會(huì)引起呼吸粉塵通過(guò)氣體交換傳播到雞舍外，會(huì)使周邊環(huán)境在一定范圍內(nèi)受到污染。制網(wǎng)絡(luò)是由一定數(shù)量的絕緣子依據(jù)禽舍結(jié)構(gòu)對(duì)空間電場(chǎng)強(qiáng)度影響規(guī)律而合理地非常有效地除塵、除霧、除濕和殺滅空氣中和物體表面的病原微生物。八、視頻圖像監(jiān)控理?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)2.1.2通信組網(wǎng)設(shè)計(jì)入低；無(wú)線通訊覆蓋范圍大、后期維護(hù)方便。（1）基于ZigBee的無(wú)線傳感網(wǎng)（2）基于RS485或光纖的有線通信（3）基于3G/4G/GPRS的無(wú)線通信基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)2.1.3禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖應(yīng)用系統(tǒng)成。一、精細(xì)飼養(yǎng)子系統(tǒng)包括兩個(gè)主要模塊：自動(dòng)投喂模塊，根據(jù)不同畜（禽）的生長(zhǎng)模型，結(jié)合畜（禽）個(gè)體的體重和月齡等情況，計(jì)算該個(gè)體（或小群體）的天進(jìn)食量，分時(shí)分當(dāng)發(fā)生異常情況時(shí)自動(dòng)報(bào)警。二、能耗控制子系統(tǒng)將普通的白熾燈換成led節(jié)能燈，LED的5倍左右；LED燈具壽命長(zhǎng)、發(fā)熱低，雞場(chǎng)能耗可以大大降低；還可防止白熾燈破滅引起雞的猝死；最主要的是，LED照明系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)控，可長(zhǎng)所需的最佳光源。糞便處理等缺點(diǎn)。三、疾病防檢子系統(tǒng)值邏輯與運(yùn)算和基于物體輪廓提取和支持向量機(jī)的死雞探測(cè)算法對(duì)死雞進(jìn)行探測(cè)，還可使用紅外攝像儀對(duì)整個(gè)禽舍溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如圖5所示?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)圖四、糞便處理子系統(tǒng)沼氣可以用來(lái)發(fā)電，節(jié)省電力資源。2.14禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖信息管理平臺(tái)管理,可記錄、統(tǒng)計(jì)各期的用料、用藥、防疫、體重、產(chǎn)蛋、孵化情況及各種實(shí)際指標(biāo),并與標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)進(jìn)行比較分析，做到科學(xué)養(yǎng)殖。本方案提出的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖信息管理平臺(tái)由養(yǎng)殖ERP殖環(huán)境數(shù)據(jù)采集軟件和數(shù)據(jù)查詢(xún)軟件構(gòu)成。一、養(yǎng)殖ERP管理軟件功能模塊設(shè)計(jì)養(yǎng)殖ERP管理系統(tǒng)功能模塊如下圖所示：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)圖基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)二、數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的好壞直接影響到前期系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)部問(wèn)有可能重復(fù)，為了把這些數(shù)據(jù)信息合理的保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，更好的組織起來(lái)，圖7所示。圖本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)按不同的功能分為以下幾個(gè)部分：（1）信息，區(qū)域最大；（2）的中心表；（3）上才能登陸到遠(yuǎn)程查詢(xún)系統(tǒng)，增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性；（4）等。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)安全問(wèn)題的時(shí)候，能夠溯源問(wèn)題的源頭，及時(shí)解決問(wèn)題；基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)（5）濃度、氨氣濃度、硫化氫濃度、光照度和采集時(shí)間等等；（6）歷史數(shù)據(jù)表，存儲(chǔ)所有采集回來(lái)的數(shù)據(jù)，方便用戶統(tǒng)計(jì)信息；（7）時(shí)會(huì)報(bào)警，提示用戶采取相應(yīng)措施；（8）解決問(wèn)題。三、養(yǎng)殖環(huán)境數(shù)據(jù)采集軟件該軟件基于C/S超限報(bào)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、查詢(xún)、修改等工作，并判斷環(huán)境參數(shù)是否處于合理范圍內(nèi)。四、數(shù)據(jù)查詢(xún)軟件該軟件基于B/S架構(gòu)，是對(duì)外數(shù)據(jù)發(fā)布的平臺(tái)，查詢(xún)相關(guān)的禽舍環(huán)境信息，并提供相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)和趨勢(shì)圖等。該軟件利用WWW技術(shù)，在計(jì)算機(jī)服務(wù)器中安裝WebWebInternet遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)查詢(xún)，監(jiān)測(cè)禽舍養(yǎng)殖環(huán)境信息的狀態(tài)，系統(tǒng)日志和操作記錄等。圖基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)必須應(yīng)用直徑不大于3.5CM的小腳環(huán)遠(yuǎn)距離讀卡器有效識(shí)讀距離達(dá)到50CM手持機(jī)具備讀寫(xiě)腳環(huán)功能，讀寫(xiě)距離不低于5CM手持機(jī)可通過(guò)串口或藍(lán)牙方式與PC進(jìn)行通訊手持機(jī)提供編程接口，可支持應(yīng)用開(kāi)發(fā)圖基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)2.2.1業(yè)務(wù)系統(tǒng)概要流程圖2.2.2主要模塊建設(shè)統(tǒng)一信息標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)、統(tǒng)一身份認(rèn)證系統(tǒng)、過(guò)程跟蹤模塊、數(shù)據(jù)中心、預(yù)警自全程溯源系統(tǒng)建設(shè)的重要內(nèi)容。具體如下：（1）統(tǒng)一的信息標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)的建設(shè)：規(guī)范禽類(lèi)養(yǎng)殖及食品溯源的管理標(biāo)識(shí)規(guī)則，為確保數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性與一致性提供依據(jù)；（2）鏈條系統(tǒng)的安全性；（3）處理；（4）中心，保證數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新和高度一致；（5）處理；（6）數(shù)據(jù)信息管理模塊建設(shè)：日常檢測(cè)數(shù)據(jù)、監(jiān)管數(shù)據(jù)（包括正常、異常數(shù)據(jù)）錄入系統(tǒng)，供數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)研究之用各類(lèi)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)功能某個(gè)獨(dú)立過(guò)程的跟蹤查詢(xún)，確保各環(huán)節(jié)溯源的可行性和可靠性（7）件不兼容問(wèn)題的溯源產(chǎn)品數(shù)據(jù)上傳、交流和共享的平臺(tái)，將分散、異構(gòu)成；（8）及其各子系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行。2.2.3系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)禽類(lèi)信息化養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)主要由三個(gè)層次、二級(jí)節(jié)點(diǎn)和一個(gè)數(shù)據(jù)中心與基礎(chǔ)構(gòu)架平臺(tái)構(gòu)成。三個(gè)層次：網(wǎng)絡(luò)資源平臺(tái)系統(tǒng)、公共服務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)和應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)。點(diǎn)組成。數(shù)據(jù)中心為海量的禽類(lèi)食品追溯與安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提供充足的存儲(chǔ)空間，點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集和信息鏈的連接，并使各環(huán)節(jié)可視。管理中心，本中心是構(gòu)建于基礎(chǔ)支撐平臺(tái)RFID之上的管理平臺(tái)?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的禽類(lèi)智慧養(yǎng)殖及全程溯源系統(tǒng)圖2.2.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)方案主要包括兩個(gè)系統(tǒng)：溯源管理系統(tǒng)和電子標(biāo)識(shí)系統(tǒng)。（1）決禽類(lèi)溯源問(wèn)題。（2）RFID電子標(biāo)識(shí)系統(tǒng)：主要標(biāo)識(shí)禽類(lèi)及其產(chǎn)品的身份，以及與“溯源管理的檢驗(yàn)檢疫對(duì)象是否統(tǒng)一，從而保證溯源的有效性。全程溯源管理系統(tǒng)功能全程溯源管理系統(tǒng)功能主要包括：中心數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、養(yǎng)殖場(chǎng)飼養(yǎng)管理信息系統(tǒng)、安全生產(chǎn)與加工管理系統(tǒng)、食品供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)、消費(fèi)終端查詢(xún)系統(tǒng)、檢驗(yàn)檢疫與監(jiān)控系統(tǒng)、食品安全公共信息服務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)等組成。（1）品生產(chǎn)與管理信息、食品安全監(jiān)測(cè)與檢測(cè)數(shù)據(jù)、管理服務(wù)系統(tǒng)等。（2）養(yǎng)殖場(chǎng)飼