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文檔簡(jiǎn)介

畜禽養(yǎng)殖環(huán)境智能化評(píng)估與管理

I目錄

■CONTEMTS

第一部分畜禽養(yǎng)殖環(huán)境智能化評(píng)估指標(biāo)體系....................................2

第二部分畜禽養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)與設(shè)備........................................6

第三部分智能數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)........................................9

第四部分環(huán)境控制與優(yōu)化算法研究...........................................12

第五部分養(yǎng)殖環(huán)境智能化風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制.......................................14

第六部分基于大數(shù)據(jù)的養(yǎng)殖環(huán)境預(yù)測(cè)模型.....................................17

第七部分畜禽養(yǎng)殖環(huán)境智能化管理平臺(tái).......................................20

第八部分畜禽養(yǎng)殖智能化評(píng)估與管理案例分析.................................24

第一部分畜禽養(yǎng)殖環(huán)境智能化評(píng)估指標(biāo)體系

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)

【環(huán)境監(jiān)測(cè)工

1.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫濕度、氯氣、二氧化碳、硫化氫等環(huán)境參數(shù),

及時(shí)預(yù)警異常情況。

2.采用先進(jìn)傳感器技術(shù)和數(shù)據(jù)分析算法,確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的

準(zhǔn)確性和可靠性。

3.建立環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng),及阿向管理人員發(fā)送預(yù)警信息,

便于及時(shí)采取措施。

【通風(fēng)控制】:

畜禽養(yǎng)殖環(huán)境智能化評(píng)估指標(biāo)體系

環(huán)境控制指標(biāo)

*溫度:

*最適宜溫度范圍

*溫度波動(dòng)幅度

*降溫或升溫速度

*濕度:

*最適宜濕度范圍

*濕度波動(dòng)幅度

*空氣蒸發(fā)率

*氣體濃度:

*氨氣濃度

*二氧化碳濃度

*一氧化碳濃度

*甲烷濃度

*通風(fēng)換氣:

*通風(fēng)風(fēng)速

*換氣頻率

*新鮮空氣量

動(dòng)物生理指標(biāo)

*呼吸頻率:

*正常呼吸頻率范圍

*呼吸頻率變化率

*心率:

*正常心率范圍

*心率變化率

*體溫:

*正常體溫范圍

*體溫變化率

*采食量:

*日均采食量

*采食量變異系數(shù)

*增重速度:

*周增重速度

*增重率變異系數(shù)

環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)

*傳感器類型:

*溫度傳感器

*濕度傳感器

*氣體傳感器

*通風(fēng)風(fēng)速傳感器

*傳感器數(shù)量:

*每棟舍內(nèi)傳感器數(shù)量

*每平方米傳感器分布密度

*數(shù)據(jù)采集頻率:

*數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔

*數(shù)據(jù)采集持續(xù)的問

*數(shù)據(jù)傳輸方式:

*無線傳輸

*有線傳輸

數(shù)據(jù)處理與控制指標(biāo)

*數(shù)據(jù)分析算法:

*數(shù)據(jù)預(yù)處理算法

*環(huán)境參數(shù)變化趨勢(shì)分析算法

*動(dòng)物生理指標(biāo)相關(guān)性分析算法

*控制策略:

*溫度控制策略

*濕度控制策略

*氣體濃度控制策略

*通風(fēng)換氣控制策略

*控制精度:

*溫度控制精度

*濕度控制精度

*氣體濃度控制精度

管理目標(biāo)與評(píng)估指標(biāo)

*生產(chǎn)性能:

*日增重

*料肉比

*成活率

*環(huán)境質(zhì)量:

*氨氣濃度

*二氧化碳濃度

*濕度

*通風(fēng)風(fēng)速

*設(shè)備可靠性:

*傳感器故障率

*控制系統(tǒng)故障率

*經(jīng)濟(jì)效益:

*生產(chǎn)成本

*利潤(rùn)率

第二部分畜禽養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)與設(shè)備

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)

【溫度監(jiān)測(cè)】

1.溫度傳感器:安裝于養(yǎng)殖場(chǎng)為不同區(qū)域,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度

變化;

2.數(shù)據(jù)采集與傳輸:通過無線傳輸或有線連接,將溫度數(shù)

據(jù)傳輸至監(jiān)測(cè)中心;

3.數(shù)據(jù)分析與預(yù)警:監(jiān)測(cè)中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,當(dāng)溫度超

限時(shí)觸發(fā)預(yù)警信號(hào),提醒工作人員采取相應(yīng)措施。

【濕度監(jiān)測(cè)】

畜禽養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)與設(shè)備

1.環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)

1.1溫度和濕度監(jiān)測(cè)

*傳感器:熱電偶、箱電阻、電容傳感器、半導(dǎo)體傳感器

*數(shù)據(jù)采集:溫度和濕度數(shù)據(jù)記錄儀

1.2氣體濃度監(jiān)測(cè)

*傳感器:非分散紅外(NDIR)、電化學(xué)、氧化物傳感器

*氣體:氨氣(NH3)、二氧化碳(C02)、硫化氫(H2S)

1.3粉塵濃度監(jiān)測(cè)

*傳感器:光散射、靜電荷收集、B射線衰減法

*數(shù)據(jù)采集:粉塵濃度儀

1.4噪聲監(jiān)測(cè)

*傳感器:麥克風(fēng)、聲級(jí)計(jì)

*數(shù)據(jù)采集:噪聲監(jiān)測(cè)儀

2.動(dòng)物生理指標(biāo)監(jiān)測(cè)

2.1體溫監(jiān)測(cè)

*傳感器:耳標(biāo)溫度傳感器、體溫計(jì)

*數(shù)據(jù)采集:溫度監(jiān)測(cè)儀

2.2心率監(jiān)測(cè)

*傳感器:心電圖儀、心率監(jiān)測(cè)帶

*數(shù)據(jù)采集:心率監(jiān)測(cè)儀

2.3呼吸頻率監(jiān)測(cè)

*傳感器:呼吸傳感器、胸帶傳感器

*數(shù)據(jù)采集:呼吸頻率監(jiān)測(cè)儀

2.4產(chǎn)蛋率監(jiān)測(cè)

*設(shè)備:產(chǎn)蛋巢

*數(shù)據(jù)采集:自動(dòng)產(chǎn)蛋計(jì)

2.5采食量監(jiān)測(cè)

*設(shè)備:自動(dòng)喂食器

*數(shù)據(jù)采集:采食量監(jiān)測(cè)儀

3.環(huán)境控制設(shè)備

3.1通風(fēng)系統(tǒng)

*風(fēng)扇、通風(fēng)口

*自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng):根據(jù)環(huán)境參數(shù)調(diào)整通風(fēng)量

3.2溫度控制系統(tǒng)

*加熱器、空調(diào)

*自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng):根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)整溫度

3.3濕度控制系統(tǒng)

*加濕器、除濕器

*自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng):根據(jù)環(huán)境濕度調(diào)整濕度

3.4照明系統(tǒng)

*燈具、控制裝置

*自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng):根據(jù)季節(jié)和養(yǎng)殖階段調(diào)整照明時(shí)長(zhǎng)和強(qiáng)度

4.數(shù)據(jù)傳輸和分析

4.1數(shù)據(jù)傳輸

*無線網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

4.2數(shù)據(jù)分析

*數(shù)據(jù)收集和存儲(chǔ)系統(tǒng)

*環(huán)境指標(biāo)分析、趨勢(shì)預(yù)測(cè)、預(yù)警機(jī)制

5.畜禽養(yǎng)殖環(huán)境智能化管理

5.1數(shù)據(jù)監(jiān)控

*實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境參數(shù)和動(dòng)物生理指標(biāo)

5.2環(huán)境控制

*根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)節(jié)溫濕度、通風(fēng)、照明等環(huán)境條件

5.3預(yù)警系統(tǒng)

*當(dāng)環(huán)境參數(shù)超出設(shè)定范圍時(shí)發(fā)出預(yù)警,提醒管理人員采取措施

5.4決策支持

*提供數(shù)據(jù)分析和趨勢(shì)預(yù)測(cè),輔助決策制定,優(yōu)化養(yǎng)殖管理

第三部分智能數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)

智能傳感器與監(jiān)測(cè)設(shè)備

*先進(jìn)傳感技術(shù):采用光學(xué)、聲學(xué)、電化學(xué)等先進(jìn)傳感技術(shù),

精確采集環(huán)境溫濕度、氨氣濃度、動(dòng)物行為等多維度數(shù)據(jù),

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖環(huán)境狀態(tài)。

*高精度傳感器融合:通過傳感器融合技術(shù),綜合不同傳感

器的優(yōu)點(diǎn),消除單一傳感器固有誤差,提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和可

靠性。

*分布式布設(shè)與多層監(jiān)測(cè):根據(jù)養(yǎng)殖場(chǎng)布局及動(dòng)物生理需

求,合理布設(shè)分布式傳感器,實(shí)現(xiàn)多層級(jí)飼養(yǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè),形

成全方位數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)。

數(shù)據(jù)傳輸與通信網(wǎng)絡(luò)

*無線通信技術(shù):采用LoRa,NB-IoT等無線通信技術(shù),實(shí)

現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸,不受地理位置限制,擴(kuò)展數(shù)據(jù)采集范圍。

*高可靠性傳輸:采用冗余傳輸機(jī)制、抗干擾協(xié)議等措施,

保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全杜,避免數(shù)據(jù)丟失或延時(shí)。

*多網(wǎng)絡(luò)適配:系統(tǒng)兼容多種通信網(wǎng)絡(luò),包括局域網(wǎng)、蜂窩

網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò),適應(yīng)不同養(yǎng)殖場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

智能數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)總體架構(gòu)

智能數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)主要由以下組件組成:

*感知層:負(fù)責(zé)采集畜舍內(nèi)環(huán)境參數(shù)(如溫度、濕度、光照、氣體濃

度)和畜禽生理參數(shù)(如體溫、呼吸頻率、運(yùn)動(dòng)狀態(tài))。

*傳輸層:負(fù)責(zé)將感知層采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_(tái)或本地?cái)?shù)據(jù)中心。

*云平臺(tái)或本地?cái)?shù)據(jù)中心:負(fù)責(zé)存儲(chǔ)、管理和處理數(shù)據(jù),并提供數(shù)據(jù)

分析和應(yīng)用服務(wù)。

2.感知層設(shè)計(jì)

感知層由各種傳感器和采集終端組成,用于采集動(dòng)物舍內(nèi)環(huán)境和畜禽

生理參數(shù)。傳感器類型包括:

*溫濕度傳感器:測(cè)量舍內(nèi)溫度和濕度。

*氣體濃度傳感器:檢測(cè)舍內(nèi)氨氣、二氧化碳等有害氣體濃度。

*光照傳感器:測(cè)量舍內(nèi)光照強(qiáng)度和光周期。

*體溫傳感器:測(cè)量畜禽體溫。

*呼吸頻率傳感器:測(cè)量畜禽呼吸頻率。

*運(yùn)動(dòng)傳感器:監(jiān)測(cè)畜禽活動(dòng)狀態(tài)。

采集終端負(fù)責(zé)收集和處理傳感器數(shù)據(jù),并通過傳輸層將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆?/p>

平臺(tái)或本地?cái)?shù)據(jù)中心。

3.傳輸層設(shè)計(jì)

傳輸層采用無線或有線的方式將感知層采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_(tái)或

本地?cái)?shù)據(jù)中心。常用的無線傳輸技術(shù)包括:

*Wi-Fi:適合于短距離、低功耗的應(yīng)用。

*ZigBee:專為低功耗無線網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計(jì),具有較好的抗干擾性。

*LoRa:覆蓋范圍大,適合于遠(yuǎn)距離應(yīng)用。

有線傳輸技術(shù)包括:

*以太網(wǎng):傳輸速率高,穩(wěn)定性好。

*RS-485:適用于長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸。

4.云平臺(tái)或本地?cái)?shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)

云平臺(tái)或本地?cái)?shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)存儲(chǔ)、管理和處理數(shù)據(jù)。云平臺(tái)提供分布

式、可擴(kuò)展的存儲(chǔ)和計(jì)算資源,適合于大規(guī)模數(shù)據(jù)處理。本地?cái)?shù)據(jù)中

心則提供私有、高安全性的數(shù)據(jù)管理璟境,適合于對(duì)數(shù)據(jù)安全性和隱

私性要求較高的場(chǎng)景。

5.數(shù)據(jù)安全與隱私

智能數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)中涉及到大量敏感數(shù)據(jù),因此需要采取嚴(yán)格

的數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)措施,包括:

*數(shù)據(jù)加密:對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密傳輸和存儲(chǔ)。

*訪問控制:限制對(duì)數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限。

*日志審計(jì):記錄系統(tǒng)操作記錄,便于追溯和分析。

*數(shù)據(jù)備份:定期備份數(shù)據(jù),防止數(shù)據(jù)丟失。

6.系統(tǒng)性能評(píng)估

智能數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)的性能可以通過以下指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估:

*數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確性:傳感器數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確度和可靠性。

*數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性:數(shù)據(jù)傳輸過程中的丟包率和延遲。

*系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間:系統(tǒng)從數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)處理的響應(yīng)時(shí)間。

*數(shù)據(jù)安全保障:系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)安全和隱私的保障能力。

7.系統(tǒng)維護(hù)與管理

智能數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)需要定期維護(hù)和管理,以確保其穩(wěn)定運(yùn)行,

包括:

*傳感器校準(zhǔn):定期校準(zhǔn)傳感器,保證數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。

*系統(tǒng)更新:及時(shí)更新系統(tǒng)軟件和固件,確保系統(tǒng)功能和安全。

*日志監(jiān)控:監(jiān)控系統(tǒng)日志,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題。

*備份與恢復(fù):定期備份系統(tǒng)數(shù)據(jù),并定期進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)測(cè)試,以保

證數(shù)據(jù)安全。

第四部分環(huán)境控制與優(yōu)化算法研究

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)

【主題名稱:環(huán)境參數(shù)控制

算法】1.采用模糊控制等智能算法,根據(jù)畜禽環(huán)境的實(shí)時(shí)變化動(dòng)

態(tài)調(diào)整環(huán)境參數(shù),實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控。

2.利用遺傳算法等優(yōu)化算法,搜索最優(yōu)的環(huán)境參數(shù)設(shè)置,

提高畜禽生產(chǎn)效率。

3.結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),建立環(huán)境參數(shù)與畜禽生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)

系模型,實(shí)現(xiàn)環(huán)境的自適應(yīng)調(diào)節(jié)。

【主題名稱:環(huán)境監(jiān)測(cè)與頸警算法】

環(huán)境控制與優(yōu)化算法研究

畜禽養(yǎng)殖環(huán)境控制旨在維持適宜的溫濕度、光照、通風(fēng)等環(huán)境條件,

以保障畜禽的健康和生產(chǎn)性能。優(yōu)化算法在環(huán)境控制中扮演著至關(guān)重

要的角色,通過數(shù)學(xué)建模和求解算法,實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)的精準(zhǔn)調(diào)控,提

升養(yǎng)殖效益。

1.環(huán)境控制模型

環(huán)境控制模型是描述畜禽養(yǎng)殖環(huán)境與控制變量之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。

常見的環(huán)境控制模型包括:

*熱平衡模型:模擬畜禽的熱量產(chǎn)生、釋放和轉(zhuǎn)移,用于評(píng)估舍內(nèi)熱

環(huán)境并設(shè)計(jì)冷卻或加熱策略。

*通風(fēng)模型:刻畫舍內(nèi)氣體流動(dòng)和換氣速率,用于優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

和運(yùn)行。

*光照模型:描述光照強(qiáng)度和光周期對(duì)畜禽生長(zhǎng)、生產(chǎn)和健康的影響,

用于設(shè)計(jì)和控制光照系統(tǒng)。

2.優(yōu)化算法

優(yōu)化算法是用于求解環(huán)境控制模型的數(shù)學(xué)工具,其目標(biāo)是找到環(huán)境控

制變量的最佳組合,以滿足畜禽的生理需求和生產(chǎn)目標(biāo)。常用的優(yōu)化

算法包括:

*遺傳算法:模擬自然進(jìn)化過程,通過選擇、交叉和變異等機(jī)制搜索

最佳解。

*粒子群優(yōu)化算法:模擬鳥群覓食行為,通過個(gè)體的相互學(xué)習(xí)和協(xié)作

找到最優(yōu)解。

*模糊邏輯控制:利用模糊集合理論和規(guī)則推理對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行控制

和優(yōu)化。

3.環(huán)境參數(shù)優(yōu)化

*溫度控制:優(yōu)化算法可根據(jù)熱平衡模型預(yù)測(cè)畜禽的熱負(fù)荷,并調(diào)整

通風(fēng)、加熱或冷卻系統(tǒng),維持適宜的舍內(nèi)溫度。

*濕度控制:通過通風(fēng)和加濕/除濕設(shè)備調(diào)節(jié)舍內(nèi)濕度,防止畜禽出

現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)或呼吸道疾病。

*光照控制:優(yōu)化算法根據(jù)光照模型確定畜禽所需的最佳光照強(qiáng)度和

光周期,以促進(jìn)生長(zhǎng)、生殖和行為健康。

*通風(fēng)控制:基于通風(fēng)模型計(jì)算舍內(nèi)通風(fēng)速率和氣體濃度,設(shè)計(jì)通風(fēng)

系統(tǒng)并優(yōu)化其實(shí)時(shí)運(yùn)行,以滿足畜禽的換氣需求。

4.典型案例

*豬場(chǎng)智能溫控系統(tǒng):采用粒子群優(yōu)化算法,基于熱平衡模型實(shí)時(shí)預(yù)

測(cè)舍內(nèi)溫度,并根據(jù)畜禽的熱負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)、加熱或冷卻系統(tǒng),

降低能耗并提高生產(chǎn)效率。

*雞舍光控優(yōu)化:利用遺傳算法,優(yōu)化光照強(qiáng)度和光周期,最大限度

地提高蛋雞的產(chǎn)蛋率和蛋重,同時(shí)改善其健康狀況。

*魚塘水質(zhì)在線監(jiān)控與控制:模糊邏輯控制算法應(yīng)用于魚塘水質(zhì)監(jiān)測(cè)

與控制系統(tǒng),實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)曝氣、投喂和水交換等控制變量,保持適宜的

水質(zhì)環(huán)境,促進(jìn)魚類健康生長(zhǎng)。

5.未來展望

隨著智能養(yǎng)殖技術(shù)的不斷發(fā)展,環(huán)境控制與優(yōu)化算法也將迎來新的突

破:

*機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù):融合環(huán)境數(shù)據(jù)和畜禽生理數(shù)據(jù),訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型,

進(jìn)行在線環(huán)境控制和預(yù)測(cè)性維護(hù)。

*多目標(biāo)優(yōu)化:考慮畜禽健康、生產(chǎn)性能和能耗等多重目標(biāo),開發(fā)多

目標(biāo)優(yōu)化算法,實(shí)現(xiàn)綜合的養(yǎng)殖環(huán)境優(yōu)化。

*實(shí)時(shí)在線控制:借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)和

控制,及時(shí)響應(yīng)畜禽的變化需求,提高養(yǎng)殖效率和環(huán)境適應(yīng)性。

第五部分養(yǎng)殖環(huán)境智能化風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)

【養(yǎng)殖環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)

警】1.利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),通過傳感器、攝像頭等設(shè)備實(shí)時(shí)采集

養(yǎng)殖環(huán)境中的溫濕度、氣體濃度、飼料消耗等數(shù)據(jù)。

2.將采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_(tái)或本地計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)和分

析,建立養(yǎng)殖環(huán)境數(shù)據(jù)模型。

3.設(shè)定養(yǎng)殖環(huán)境參數(shù)的正常范圍,當(dāng)數(shù)據(jù)超出范圍時(shí),及

時(shí)發(fā)出預(yù)瞥信息。

【疾病疫情預(yù)警】

養(yǎng)殖環(huán)境智能化風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制

養(yǎng)殖環(huán)境智能化風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制是將傳感器、自動(dòng)化控制、數(shù)據(jù)分析和

通信技術(shù)相結(jié)合,構(gòu)建一套實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警養(yǎng)殖環(huán)境異常情況的系統(tǒng)。

該機(jī)制的主要目標(biāo)是:

*實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖環(huán)境參數(shù):包括溫度、濕度、氣體濃度、光照強(qiáng)度、

噪聲水平等。

*自動(dòng)數(shù)據(jù)分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估:收集到的數(shù)據(jù)被分析以檢測(cè)異常情況,

例如環(huán)境參數(shù)超出預(yù)設(shè)閾值。

*及時(shí)預(yù)警和響應(yīng):當(dāng)檢測(cè)到風(fēng)險(xiǎn)時(shí),系統(tǒng)會(huì)向相關(guān)人員發(fā)出預(yù)警,

例如通過短信、電子郵件或警報(bào)燈。

該機(jī)制的構(gòu)建包括以下關(guān)鍵步驟:

1.風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和閾值設(shè)定:

*根據(jù)養(yǎng)殖動(dòng)物的生理特性和養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn),識(shí)別可能導(dǎo)致環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的因

素。

*為每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素設(shè)定安全閾值,超出該閾值時(shí)被視為異常情況。

2.傳感器部署和數(shù)據(jù)采集:

*在養(yǎng)殖環(huán)境中部署傳感器,以監(jiān)測(cè)環(huán)境參數(shù)。

*傳感器應(yīng)具有足夠的準(zhǔn)確性和可靠性,以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.自動(dòng)數(shù)據(jù)分析:

*使用數(shù)據(jù)分析算法(例如機(jī)器學(xué)習(xí)或規(guī)則引擎)分析傳感器收集的

數(shù)據(jù)。

*這些算法可以識(shí)別模式和趨勢(shì),并檢測(cè)異常情況。

4.預(yù)警和響應(yīng)機(jī)制:

*建立預(yù)警機(jī)制,當(dāng)檢測(cè)到風(fēng)險(xiǎn)時(shí)向相關(guān)人員發(fā)出通知。

*響應(yīng)機(jī)制應(yīng)包括采取糾正措施,例如調(diào)整環(huán)境控制系統(tǒng)或通知獸醫(yī)。

5.持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化:

*定期審查預(yù)警機(jī)制的性能,并根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。

*收集反饋并改進(jìn)算法,以提高檢測(cè)異常情況的準(zhǔn)確性和靈敏性。

系統(tǒng)的組成和功能:

1.傳感器網(wǎng)絡(luò):監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖環(huán)境中的關(guān)鍵參數(shù),包括溫度、濕度、氣

體濃度、光照強(qiáng)度和噪聲水平。

2.數(shù)據(jù)采集和傳輸模塊:收集和傳輸傳感器數(shù)據(jù)到中央服務(wù)器。

3.數(shù)據(jù)分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估引擎:分析數(shù)據(jù)以檢測(cè)異常情況,并生成風(fēng)

險(xiǎn)評(píng)分。

4.預(yù)警機(jī)制:當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分超出閾值時(shí),向相關(guān)人員發(fā)出預(yù)警。

5.人機(jī)界面:允許用戶監(jiān)控養(yǎng)殖環(huán)境、查看預(yù)警歷史記錄和配置系

統(tǒng)設(shè)置。

系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):

*實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警:及時(shí)檢測(cè)養(yǎng)殖環(huán)境中的異常情況,并迅速采取措

施。

*減少損失:避免因環(huán)境問題導(dǎo)致的動(dòng)物死亡和生產(chǎn)損失。

*提高動(dòng)物福利:提供最佳的養(yǎng)殖環(huán)境,確保動(dòng)物健康和舒適度。

*自動(dòng)化和人力節(jié)省.:減少人工監(jiān)測(cè)和響應(yīng)環(huán)境問題的需要。

*數(shù)據(jù)分析和決策支掛:收集數(shù)據(jù)和分析結(jié)果可用于優(yōu)化養(yǎng)殖管理和

提高決策制定能力。

實(shí)例和數(shù)據(jù):

*一項(xiàng)研究表明,在蛋雞養(yǎng)殖場(chǎng)實(shí)施環(huán)境智能化風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制,將蛋

雞死亡率降低了15%o

*另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),在豬場(chǎng)使用智能預(yù)警機(jī)制監(jiān)測(cè)氨氣濃度,提前預(yù)

警了氨氣泄漏事件,避免了豬群中毒。

結(jié)論:

養(yǎng)殖環(huán)境智能化風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制是現(xiàn)代化養(yǎng)殖管理中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)分析和及時(shí)預(yù)警,該機(jī)制有助于降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、

提高動(dòng)物福利、減少損失并優(yōu)化決策制定。隨著傳感器和數(shù)據(jù)分析技

術(shù)的不斷發(fā)展,該機(jī)制將繼續(xù)在養(yǎng)殖業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用,確

保動(dòng)物健康、生產(chǎn)力和盈利能力。

第六部分基于大數(shù)據(jù)的養(yǎng)殖環(huán)境預(yù)測(cè)模型

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)

主題名稱:數(shù)據(jù)采集與預(yù)處

理1.傳感器部署:優(yōu)化傳感器位置和類型,確保全面覆蓋和

準(zhǔn)確收集環(huán)境數(shù)據(jù)。

2.數(shù)據(jù)清洗:去除異常值、噪聲和缺失值,提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)

確性和可靠性。

3.數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化:統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式和單位,確保不同數(shù)據(jù)源之

間的兼容性。

主題名稱:特征提取與降維

基于大數(shù)據(jù)的養(yǎng)殖環(huán)境預(yù)測(cè)模型

基于大數(shù)據(jù)的養(yǎng)殖環(huán)境預(yù)測(cè)模型主要利用大量歷史養(yǎng)殖數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)

測(cè)數(shù)據(jù)以及相關(guān)環(huán)境因子數(shù)據(jù),通過機(jī)器學(xué)習(xí)或深度學(xué)習(xí)等算法建立

預(yù)測(cè)模型,對(duì)未來養(yǎng)殖環(huán)境進(jìn)行預(yù)測(cè)和預(yù)警。

模型構(gòu)建

1.數(shù)據(jù)收集和預(yù)處理:收集歷史養(yǎng)殖數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及環(huán)境

因子數(shù)據(jù)(例如溫度、濕度、氨氣濃度)。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、歸一化和

特征工程,去除異常值和冗余數(shù)據(jù)。

2.模型選擇和訓(xùn)練:選擇合適的機(jī)器學(xué)習(xí)或深度學(xué)習(xí)算法,例如回

歸模型(線性回歸、多項(xiàng)式回歸)、分類模型(支持向量機(jī)、決策樹)

或時(shí)間序列模型(ARIMA.LSTM)e根據(jù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集訓(xùn)練模型,調(diào)整超

參數(shù)以優(yōu)化模型性能。

3.模型評(píng)估:使用測(cè)試數(shù)據(jù)集評(píng)估模型的預(yù)測(cè)精度。常用的評(píng)估指

標(biāo)包括均方根誤差(RVSE)、平均絕對(duì)誤差(MAE)和解釋方差百分比

(R2)o

模型應(yīng)用

1.環(huán)境參數(shù)預(yù)測(cè):模型可預(yù)測(cè)未來一段時(shí)間內(nèi)的養(yǎng)殖環(huán)境參數(shù),例

如溫度、濕度、氨氣濃度,為養(yǎng)殖管理人員提供提前預(yù)警。

2.養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估:根據(jù)預(yù)測(cè)的環(huán)境參數(shù),模型可評(píng)估養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn),例

如疾病暴發(fā)風(fēng)險(xiǎn)、應(yīng)激風(fēng)險(xiǎn)。養(yǎng)殖人員可采取相應(yīng)措施降低風(fēng)險(xiǎn)。

3.優(yōu)化環(huán)境控制:模型可用于優(yōu)化養(yǎng)殖環(huán)境控制策略。通過預(yù)測(cè)環(huán)

境變化,養(yǎng)殖人員可及時(shí)調(diào)整通風(fēng)、供熱或供冷設(shè)備,保持適宜的養(yǎng)

殖環(huán)境。

4.智能預(yù)警系統(tǒng):模型與智能預(yù)警系統(tǒng)結(jié)合,當(dāng)預(yù)測(cè)的環(huán)境參數(shù)超

出安全閾值時(shí),系統(tǒng)會(huì)發(fā)出預(yù)警,提醒養(yǎng)殖人員及時(shí)采取措施。

模型優(yōu)勢(shì)

1.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng):模型建立在大量歷史數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,能有效捕捉養(yǎng)殖

環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。

2.實(shí)時(shí)預(yù)測(cè):通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),模型可進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè),及時(shí)響應(yīng)

環(huán)境變化。

3.準(zhǔn)確性高:模型經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練和評(píng)估,具有較高的預(yù)測(cè)精度,能

提供可靠的預(yù)測(cè)結(jié)果。

4.實(shí)用性強(qiáng):模型可整合到養(yǎng)殖管理系統(tǒng)中,為養(yǎng)殖人員提供決策

支持,提高養(yǎng)殖效率和效益。

模型局限性

1.數(shù)據(jù)依賴:模型的預(yù)測(cè)精度受數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)量的影響。

2.模型更新:隨著養(yǎng)殖環(huán)境的變化,模型需要定期更新,以保持預(yù)

測(cè)精度。

3.不可控因素:模型無法預(yù)測(cè)不可控因素,例如自然災(zāi)害或人為失

誤。

發(fā)展趨勢(shì)

養(yǎng)殖環(huán)境預(yù)測(cè)模型正朝著以下方向發(fā)展:

1.集成更多數(shù)據(jù)源:整合傳感器數(shù)據(jù)、圖像識(shí)別、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)等更

多數(shù)據(jù)源,提高預(yù)測(cè)精度和覆蓋范圍。

2.使用更先進(jìn)的算法:應(yīng)用深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等更先進(jìn)的算法,

提高模型的泛化能力和預(yù)測(cè)性能。

3.智能決策支持:將預(yù)測(cè)模型與決策支持系統(tǒng)相結(jié)合,為養(yǎng)殖人員

提供基于預(yù)測(cè)結(jié)果的優(yōu)化建議。

4.實(shí)時(shí)應(yīng)急響應(yīng):開發(fā)集成預(yù)測(cè)模型和應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制的系統(tǒng),在環(huán)

境異常時(shí)自動(dòng)采取措施,保障養(yǎng)殖安全。

第七部分畜禽養(yǎng)殖環(huán)境智能化管理平臺(tái)

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)

畜禽養(yǎng)殖環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

1.部署各類傳感器,監(jiān)測(cè)溫度、濕度、氨氣、硫化氫、粉

塵等環(huán)境參數(shù),實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖環(huán)境的實(shí)時(shí)感知。

2.數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)可靠穩(wěn)定,確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的高準(zhǔn)確

性、高實(shí)時(shí)性和高完整性。

3.數(shù)據(jù)可視化和預(yù)警機(jī)制,及町發(fā)現(xiàn)和預(yù)警養(yǎng)殖環(huán)境異常,

為精準(zhǔn)調(diào)控提供依據(jù)。

養(yǎng)殖環(huán)境精準(zhǔn)調(diào)控

1.基于環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),通過溫濕度、換氣、照明、飼喂等

設(shè)備的智能聯(lián)動(dòng)控制,實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖環(huán)境的精準(zhǔn)調(diào)控,保持適宜

的畜禽生長(zhǎng)環(huán)境。

2.優(yōu)化調(diào)控算法,綜合考慮環(huán)虎參數(shù)、畜禽生長(zhǎng)狀態(tài)和能

源消耗,實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、節(jié)能化的環(huán)境管理。

3.遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控,管理人員可隨時(shí)隨地查看養(yǎng)殖環(huán)境信

息,并遠(yuǎn)程調(diào)控設(shè)備,及時(shí)響應(yīng)異常情況。

畜禽健康預(yù)警

1.利用傳感器監(jiān)測(cè)畜禽行為、生理指標(biāo)(如心率、呼吸頻

率)等信息,建立畜禽健康模型。

2.通過數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),識(shí)別疾病的早期跡象,

及時(shí)發(fā)出預(yù)警。

3.預(yù)警信息實(shí)時(shí)推送給管理人員,便于采取早期干預(yù)措施,

減少疾病的發(fā)生和傳播。

飼料配方智能優(yōu)化

1.根據(jù)畜禽生長(zhǎng)階段、產(chǎn)量目標(biāo)和飼料原料價(jià)格,優(yōu)化飼

料配方,提高飼料利用率和畜禽生長(zhǎng)效率。

2.利用人工智能技術(shù),分析歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息,動(dòng)

態(tài)調(diào)整飼料配方,滿足畜禽的營(yíng)養(yǎng)需求。

3.與飼喂設(shè)備聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)飼喂,減少飼料浪費(fèi)和環(huán)境

污染。

數(shù)據(jù)分析和決策支持

1.收集和分析養(yǎng)殖環(huán)境、畜禽桀康、生產(chǎn)績(jī)效等數(shù)據(jù),為

管理人員提供科學(xué)的決策支持。

2.利用大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘和人工智能技術(shù),發(fā)現(xiàn)養(yǎng)殖

管理中的規(guī)律和趨勢(shì),提升管理水平。

3.建立專家系統(tǒng)或知識(shí)庫,為管理人員提供咨詢和指導(dǎo),

提高養(yǎng)殖決策的科學(xué)性。

物聯(lián)網(wǎng)與云技術(shù)

1.采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),將傳感器、控制器、設(shè)備等連接起來,

實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖環(huán)境和設(shè)備數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。

2.云平臺(tái)存儲(chǔ)和處理海量數(shù)據(jù),為數(shù)據(jù)分析、決策支持和

遠(yuǎn)程管理提供基礎(chǔ)。

3.通過物聯(lián)網(wǎng)和云技術(shù),實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖場(chǎng)數(shù)字化、智能化管理,

提高運(yùn)營(yíng)效率和效益。

畜禽養(yǎng)殖環(huán)境智能化管理平臺(tái)

畜禽養(yǎng)殖環(huán)境智能化管理平臺(tái)是一個(gè)集數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程監(jiān)控、預(yù)警報(bào)

警、數(shù)據(jù)分析、決策預(yù)測(cè)等功能于一體的綜合性智能化管理平臺(tái)。該

平臺(tái)通過各類傳感器、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算等技術(shù)手段,

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)畜禽養(yǎng)殖環(huán)境中的溫濕度、氨氣濃度、二氧化碳濃度、光照

強(qiáng)度、通風(fēng)量等關(guān)鍵指標(biāo),并根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行預(yù)警報(bào)警,為養(yǎng)殖

戶提供及時(shí)有效的決策依據(jù)。

平臺(tái)架構(gòu)

畜禽養(yǎng)殖環(huán)境智能化管理平臺(tái)一般采用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析

等技術(shù)構(gòu)建,架構(gòu)主要包括以下模塊:

*數(shù)據(jù)采集模塊:負(fù)責(zé)采集畜禽養(yǎng)殖環(huán)境中的溫濕度、氨氣濃度、二

氧化碳濃度、光照強(qiáng)度、通風(fēng)量等關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)據(jù)。

*數(shù)據(jù)傳輸模塊:利用無線通信、以太網(wǎng)等方式將采集到的數(shù)據(jù)傳輸

至云端服務(wù)器。

*數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊:負(fù)責(zé)存儲(chǔ)采集到的數(shù)據(jù),并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、清

洗、壓縮等操作。

*數(shù)據(jù)分析模塊:采用大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)對(duì)采

集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,從中挖掘規(guī)律和趨勢(shì)。

*預(yù)警報(bào)警模塊:根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控,當(dāng)關(guān)鍵指標(biāo)超出

閾值范圍時(shí)發(fā)出預(yù)警報(bào)警信息。

*遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊:通過移動(dòng)端或網(wǎng)頁端,養(yǎng)殖戶可以遠(yuǎn)程監(jiān)控畜禽養(yǎng)

殖環(huán)境的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

*決策預(yù)測(cè)模塊:基于歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析,結(jié)合氣象數(shù)據(jù)、

養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)等因素,對(duì)畜禽養(yǎng)殖環(huán)境進(jìn)行預(yù)測(cè),為養(yǎng)殖戶提供決策建議。

主要功能

畜禽養(yǎng)殖環(huán)境智能化管理平臺(tái)的主要功能包括:

*實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè):實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)畜禽養(yǎng)殖環(huán)境中的關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)據(jù),包括溫濕度、

氨氣濃度、二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度、通風(fēng)量等。

*預(yù)警報(bào)警:當(dāng)關(guān)鍵指標(biāo)超出預(yù)設(shè)閾值時(shí)發(fā)出預(yù)警報(bào)警信息,提醒養(yǎng)

殖戶及時(shí)采取措施。

*遠(yuǎn)程監(jiān)控:養(yǎng)殖戶可以通過移動(dòng)端或網(wǎng)頁端遠(yuǎn)程監(jiān)控畜禽養(yǎng)殖環(huán)境

的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

*數(shù)據(jù)分析:對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,從中挖掘規(guī)律和趨勢(shì),為養(yǎng)

殖戶提供決策支持。

*決策預(yù)測(cè):基于歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析,結(jié)合氣象數(shù)據(jù)、養(yǎng)殖

經(jīng)驗(yàn)等因素,對(duì)畜禽養(yǎng)殖環(huán)境進(jìn)行預(yù)測(cè),為養(yǎng)殖戶提供決策建議。

*設(shè)備管理:對(duì)接入平臺(tái)的傳感器、控制器等設(shè)備進(jìn)行管理,包括設(shè)

備添加、刪除、配置、維護(hù)等。

*用戶管理:對(duì)平臺(tái)用戶進(jìn)行管理,包括用戶注冊(cè)、權(quán)限分配、用戶

組管理等。

*數(shù)據(jù)報(bào)表:生成各種數(shù)據(jù)報(bào)表,包括歷史數(shù)據(jù)報(bào)表、預(yù)警報(bào)警報(bào)表、

決策預(yù)測(cè)報(bào)表等,為養(yǎng)殖戶提供決策依據(jù)。

應(yīng)用價(jià)值

畜禽養(yǎng)殖環(huán)境智能化管理平臺(tái)在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中具有以下應(yīng)用價(jià)值:

*提高養(yǎng)殖效率:通過實(shí)時(shí)監(jiān)控畜禽養(yǎng)殖環(huán)境,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,優(yōu)化

養(yǎng)殖環(huán)境,提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度、繁殖率和出欄率。

*降低養(yǎng)殖成本:通過預(yù)警報(bào)警功能,提前發(fā)現(xiàn)異常情況,及時(shí)采取

措施,避免損失擴(kuò)大,降低養(yǎng)殖成本。

*保障動(dòng)物健康:良好的養(yǎng)殖環(huán)境可以有效預(yù)防動(dòng)物疾病的發(fā)生,降

低動(dòng)物死亡率。

*提高管理水平:平臺(tái)提供的數(shù)據(jù)分析和決策預(yù)測(cè)功能,幫助養(yǎng)殖戶

科學(xué)管理畜禽養(yǎng)殖場(chǎng),提高管理水平。

*促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí):智能化管理平臺(tái)的應(yīng)用可以推動(dòng)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的轉(zhuǎn)型

升級(jí),提高畜牧業(yè)的現(xiàn)代化水平。

發(fā)展趨勢(shì)

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展,畜禽養(yǎng)殖環(huán)境智能化

管理平臺(tái)也將不斷發(fā)展和完善。未來的發(fā)展趨勢(shì)主要包括:

*設(shè)備集成度更高:平臺(tái)將集成更多類型的傳感器和控制器,實(shí)現(xiàn)對(duì)

畜禽養(yǎng)殖環(huán)境更為全面的監(jiān)測(cè)和控制。

*數(shù)據(jù)分析更深入:平臺(tái)將采用更先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析技術(shù),從數(shù)據(jù)中挖

掘更為深刻的規(guī)律和趨勢(shì),為養(yǎng)殖戶提供更精準(zhǔn)的決策建議。

*人機(jī)交互更智能:平臺(tái)將采用自然語言處理、語音識(shí)別等技術(shù),實(shí)

現(xiàn)人機(jī)交

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