1. 概述

1.1背景介紹

養殖業的迅猛發展，滿足了人們對肉蛋奶的需求，并對發展我國的經濟，提高城鄉居民生活水平做出了較大貢獻，但養殖業的發展同時已經造成我國新的環境污染問題。生牲畜養殖業產生的污染物主要有糞便，污水，和惡臭三個方面，牲畜糞中與大量的病原微生物、致病菌、寄生蟲卵并可滋生蚊蠅，惡臭氣體中含有大量硫化氫。氨、醇、甲烷等多種有機物質，嚴重影響了空氣質量，這些氣體刺激認出呼吸道，引起呼吸道疾病導致家禽生產力下降，同時養殖往往受養殖品種、飼料種類和質量、疫病、生長環境和管理水平等因素的影響，致使中國養殖業一直發展不強大。所以科學養殖顯得尤為重要，將物聯網技術與養殖業結合起來，能讓養殖戶在**時間感知到養殖環境及牲畜生長變化，從而及時作出補救。一方面，使牲畜的生長環境一直保持在**狀態，保證牲畜身體健康生長速度。兩一方面，遠程監控，自動化控制，大大降低人工成本。

1.2業務現狀

我國現代畜牧業養殖是一種“高投入、高產出、高效益”的集約化產業。資本密集型和勞動集約化是其基本特征。這種集約化的產業耗費了大量的人力和自然資源，并在某種程度上對環境造成負面影響。使用物聯網可以有效降低資源消耗，并減少對環境的影響，使畜牧業養殖成為管理科學、資源節約、環境友好、效益顯著的產業。加快物聯網技術在當下畜牧業養殖建設中的應用已成為我國畜牧業養殖業發展的必然選擇。

目前，我國針對新時期不斷出現的食品安全新問題，已提出了構建安全戰略框架的構想，其中一個重要的構建原則就是可追溯性原則。建立禽產品安全性全微信小程序APP是確保食品安全的關鍵。以現在信息化技術為手段，實現禽產品從養殖場到屠宰場，從屠宰場到超市，從超市到市民餐桌的全程、有效監管。食品安全關系到國民最基本的生存需求，利用先進的物聯網技術來提升肉制品安全的管理意義重大。

1.3需求分析

從勞動力成本的角度分析，傳統的畜禽養殖行業，在整個生產過程以及銷售過程中，無論室溫控制、畜禽喂養、場地清潔、產品買賣，都需要人工實地操作。而信息化后的畜禽養殖，可解決以往人為參與的流程，減輕農戶的負擔，降低勞動力成本。

從生產規模的角度分析，目前我國規模以下的養殖散戶仍占畜禽養殖業 50% 左右，該研究開發的智慧畜禽養殖微信小程序APP以低成本、低功耗、高效率、可擴展、易用性為原則，以物聯網設備及信息化微信小程序APP，解決散戶養殖的標準化生產水平不高、缺少設備基礎、高質量發展不足等問題，幫助養殖散戶逐步實現規模化生產。

從生產流程的角度分析，基于物聯網技術的智慧畜禽養殖微信小程序APP提出了“畜禽養殖線上線下一體化，生產銷售一體化”策略，解決畜禽養殖過程中復雜的流程和設備操作，整合生產與銷售的完整鏈條。簡化養殖流程，實現生產銷售一體化。

從設備成本的角度分析，目前智慧養殖建設使用的傳感器已經相對成熟，且集成度較高，同時有4G、NB-IoT、WiFi、以太網等多種通訊方式可以選擇，智能化設備也有較快的發展，綜合來看，可以以較低的成本完成養殖場的智能化建設。

2. 智慧養殖的意義

2.1目的及任務

通過對養殖場主要環境數據的實時監測監控，養殖人員數據的實時查詢，監測數據的智能分析等。實時了解養殖場內安全狀態并做出預測預警，為科學決策提供依據。監測目的主要任務包括：

1）采用實時監測技術，監測棚內的二氧化碳，光照，溫濕度、氨氣的變化情況；

2）采用監測數據管理微信小程序APP，用以對監測數據進行接收、管理、曲線成圖、報警等；

3）養殖監測數據管理微信小程序APP滿足農業數據管理中心和市局數據中心以及總站數據中心的數據共享。

2.2智慧養殖的必要性

2.2.1管理必要性

智慧養殖監測設備和監測數據隨著監測范圍的擴大而越來越龐大，使用傳統的養殖業辦公形式進行管理，工作量特別大，需要使用現代化的數據庫管理工具，能夠自動地查詢數據，便于管理。

2.2.2技術的重要性

1）需要提高監測的實時性。在過去，通訊和供電設施不完善的情況下，使用人工監測，監測周期從一周到二周不等，時間跨度偏長。而現在，太陽能光伏發電、無線通訊等手段齊全，可以通過現代化的通訊技術將監測周期提高到5分鐘一組結果。

2）需要降低成本。人工監測費時費力，每年將會投入大量的人工進行測量，數據分析等工作。大棚監測微信小程序APP是一個長期的過程，宜建立自動化的監測微信小程序APP，每年進行少量的維護工作，既能獲取到數據，又能降低總體成本。

3）需要加強惡劣天氣下的監測，提高數據的有效性。高溫，暴雨等氣象災害對養殖業影響巨大。而在危險的情況下，人工監測往往獲取不到有效數據。自動化監測不受天氣因素影響，能夠充分獲取有效信息以及聯動控制養殖設施的自動運行，達到無人化監管的效果。

2.2.3對養殖戶的意義

1）通過現代物聯傳感技術，通訊技術、大數據分析技術、實現對養殖場內環境參數監測與監控，實現自動聯動風機，濕簾，取暖器的運行與關閉，從而達到室內與室外環境盡**可能保持一致，從而達到適宜生牲畜生長的**環境，從而實現增產的效果。

2）通過自動飼喂技術，可以科學規劃飼喂過程，并實現飼喂過程的自動化管理。

3）通過自動稱重技術，可以及時了解生牲畜的生長情況，良好的控制料肉比，增肌養殖效益。

4）通過現代物聯技術，通訊技術，AI處理技術，大數據分析技術等先進技術，通過攝像頭抓拍準確獲取牲畜只異常行為，對發情，生病等及時做出判斷，減少養殖損失。

3.總體設計思路

3.1設計思想

畜牧業飼養場環境的智能化監測是當今畜牧業養殖業發展的重要方向,它推動著粗放式、低效的養殖業向知識型、技術型、現代化的高效畜牧業養殖業轉變。與此同時也必然對養殖環境特別是禽舍環境方面提出了更高的要求。采用物聯網技術通過智能感知、識別與普適計算、泛在網絡的融合，來大幅提升畜牧業飼養效率、能源節約、防疫檢疫水平，在實現自動化、智能及安全管理的同時創造**的經濟和社會效益。

3.2設計原則

畜牧業智能養殖微信小程序APP的建設須堅持“先進性、實用性、開放性、標準化、可靠性、穩定性、安全性、易維護性、可管理性”的設計原則。

（1）先進性：采用先進的思想、成熟的技術與設計方法，符合當前潮流與未來發展趨勢，以便跟上信息技術的發展，具有較強的生命力，具有長期使用價值。

（2）實用性：建設的核心目的就是“應用”，須堅持實用的設計原則，緊緊圍繞市場食品安全的實際需求。在能夠滿足畜牧業智能養殖及全程溯源微信小程序APP建設要求的前提下，以盡可能以少的投入，取得盡可能大的效益。

（3）開放性：具有良好的開放性和兼容性。

（4）標準化：應符合業界主流標準與規范，包括基礎架構與各個應用微信小程序APP的微信小程序APP集成與標識數據整合，均遵循標準化原則，不依賴特定的網絡、微信小程序APP軟件與硬件，能夠部署并運行在各種主流的軟硬件環境中，解決目前該領域微信小程序APP軟件不兼容的問題。

（5）可靠性：畜牧業智能養殖微信小程序APP支撐著整個食品生產銷售鏈的管理與監督，必須具有高可靠性、高容錯性和強大的數據處理能力，以確保不間斷運行、確保局部出錯不影響整體、確保快速響應。

（6）穩定性：必須具有良好的穩定性，保證持續運行時間長、故障間隔大、無故障時間長。

（7）安全性：畜牧業智能養殖微信小程序APP涉及到從“養殖到餐桌”的大量敏感數據，安全運行至關重要。必須構建全方位、多層次、完善的安全保障體系，在保證物理安全和網絡安全的基礎上，保證數據安全。

（8）易維護性：畜牧業智能養殖微信小程序APP涉及從養殖、防檢疫、加工、銷售到餐桌食用眾多環節，數據量、信息量巨大，對微信小程序APP的穩定性和可靠性有重大考驗，因此必須堅持易維護的設計原則，確保結構清晰、操作簡單、維護方便。

（9）可管理性：應具有高可管理性，使得微信小程序APP管理員和運行維護人員的管理簡便快捷，降低運行維護費用。

綜上，畜牧業智能養殖涵蓋食品安全的諸多方面，應進行統一規劃、承前啟后、分步實施。

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