畜禽養(yǎng)殖個(gè)體信息監(jiān)測(cè)技術(shù)研究

侯靈巖

（長(zhǎng)垣市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，河南長(zhǎng)垣 453400）

畜禽養(yǎng)殖個(gè)體監(jiān)測(cè)信息主要包括體重信息、健康信息、行為信息、發(fā)情信息和分娩信息。傳統(tǒng)畜牧業(yè)生產(chǎn)主要依賴人工觀察法監(jiān)測(cè)畜禽個(gè)體信息，這種方法不僅主觀性強(qiáng)且耗時(shí)費(fèi)力。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家畜禽養(yǎng)殖個(gè)體信息監(jiān)測(cè)研究起步較早，目前已有大量的研究成果并應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際。我國(guó)這方面的研究還處于探索階段，畜牧業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用較少，許多監(jiān)測(cè)技術(shù)和儀器依賴進(jìn)口。如何結(jié)合本國(guó)畜禽養(yǎng)殖實(shí)際，探索準(zhǔn)確、高效、穩(wěn)定、低成本的畜禽養(yǎng)殖個(gè)體信息監(jiān)測(cè)技術(shù)，是當(dāng)前畜牧業(yè)發(fā)展面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。

1 體重信息監(jiān)測(cè)

體重是反應(yīng)畜禽生長(zhǎng)發(fā)育狀況、生產(chǎn)性能的主要指標(biāo)之一。傳統(tǒng)養(yǎng)殖中通常采用實(shí)測(cè)法，利用電子秤、地磅等測(cè)量?jī)x器直接稱量，這種方法易造成動(dòng)物應(yīng)激且耗時(shí)費(fèi)力。研究發(fā)現(xiàn)動(dòng)物體重與體尺之間存在關(guān)聯(lián)性，可通過(guò)利用動(dòng)物體尺數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型估算動(dòng)物體重。如利用數(shù)字圖像處理技術(shù)，得到動(dòng)物二維或三維圖像，進(jìn)而計(jì)算體長(zhǎng)、體高、胸圍、腹圍等體尺信息，再根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型估測(cè)出動(dòng)物體重。這種方法可大量節(jié)約人力物力，且不會(huì)造成動(dòng)物應(yīng)激，但易受環(huán)境和動(dòng)物姿態(tài)的干擾，導(dǎo)致數(shù)據(jù)誤差，如何確保信息的準(zhǔn)確性是以后研究需要解決的問(wèn)題。

2 健康信息監(jiān)測(cè)

2.1 呼吸監(jiān)測(cè)

通過(guò)計(jì)算代謝過(guò)程中的氧-二氧化碳交換量來(lái)評(píng)估產(chǎn)生的熱量。通過(guò)消耗的氣體量（氧氣）和產(chǎn)生的代謝物（二氧化碳）之間的關(guān)系揭示動(dòng)物所用食物的能量含量。這個(gè)“產(chǎn)熱值”通過(guò)氣體交換量再來(lái)計(jì)算熱量。

2.2 體溫監(jiān)測(cè)

群體監(jiān)測(cè)主要采用紅外熱成像技術(shù)，還可以通過(guò)軟件設(shè)置溫度報(bào)警，對(duì)豬進(jìn)行無(wú)損監(jiān)測(cè)，大大減少人力成本。個(gè)體監(jiān)測(cè)中利用動(dòng)物耳溫與行為的關(guān)系，通過(guò)耳標(biāo)式溫度傳感器測(cè)量耳溫，由監(jiān)控?cái)z像記錄動(dòng)物行為。研究表明，豬耳溫度晝低夜高，且下午最低，靜止?fàn)顟B(tài)下耳溫比活動(dòng)時(shí)高。

2.3 飲食監(jiān)測(cè)

目前畜禽個(gè)體飲食信息監(jiān)測(cè)主要利用RFID技術(shù)、GPRS技術(shù)和嵌入式技術(shù)，來(lái)監(jiān)測(cè)采食頻率、采食量等數(shù)據(jù)。通過(guò)飼喂器來(lái)遞送食物，比較兩次質(zhì)量讀數(shù)的差異就能測(cè)出食物的消耗量。將RFID射頻識(shí)別技術(shù)和水流量傳感器相結(jié)合，監(jiān)測(cè)動(dòng)物飲水頻率和飲水量。在動(dòng)物顳窩部位放置傳感器，通過(guò)動(dòng)物吞咽次數(shù)計(jì)算相應(yīng)的采食量。

2.4 疫病監(jiān)測(cè)

畜禽疫病監(jiān)測(cè)技術(shù)主要應(yīng)用于呼吸道疾病和消化道等疾病。通過(guò)音頻分析技術(shù)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)呼吸異常識(shí)別呼吸道感染動(dòng)物。通過(guò)在排泄區(qū)安裝嵌入式監(jiān)控設(shè)備可對(duì)動(dòng)物的排泄行為進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)排泄異常的動(dòng)物。通過(guò)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法和圖像識(shí)別算法可定位有異常行為的動(dòng)物，進(jìn)行疫病識(shí)別。

3 行為信息監(jiān)測(cè)

通過(guò)運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)以及音視頻處理技術(shù)可以監(jiān)測(cè)動(dòng)物的行為和叫聲等信息。研究認(rèn)為，母畜與仔畜之間主要運(yùn)用聲音信號(hào)聯(lián)系。母畜的哼叫聲可吸引仔畜接近和尋找乳房、吮乳，仔畜發(fā)出饑餓聲母畜也會(huì)回應(yīng)相應(yīng)的聲音，仔畜發(fā)出驚慌的聲音母畜則會(huì)產(chǎn)生擔(dān)心的聲音信號(hào)。研究發(fā)現(xiàn)，采用圖像處理技術(shù)可自動(dòng)識(shí)別蛋雞個(gè)體的飲水、采食、運(yùn)動(dòng)、休息、拍翅膀等行為，進(jìn)而追蹤蛋雞活動(dòng)情況和軌跡。采用音視頻技術(shù)可研究不同品種、不同日齡、不同生理周期的雞在同一養(yǎng)殖模式下的應(yīng)激行為。行為信息監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)量大且干擾因素較多，如何從海量信息中挖掘重要數(shù)據(jù)是以后研究的重點(diǎn)。

4 發(fā)情信息監(jiān)測(cè)

發(fā)情信息監(jiān)測(cè)是畜牧業(yè)生產(chǎn)中重要的環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的發(fā)情監(jiān)測(cè)主要依靠人工檢查或飼養(yǎng)員經(jīng)驗(yàn)，這種方法不僅費(fèi)時(shí)效率低且極容易因錯(cuò)判或漏檢而錯(cuò)過(guò)動(dòng)物的發(fā)情期，導(dǎo)致錯(cuò)過(guò)配種時(shí)間。目前通過(guò)監(jiān)測(cè)動(dòng)物的體溫、活動(dòng)情況以及與公畜親近行為來(lái)判斷發(fā)情情況。有研究將數(shù)據(jù)采集器設(shè)置于動(dòng)物的脖頸上，所述數(shù)據(jù)采集器包括RFID標(biāo)簽、紅外溫度傳感器單元和振動(dòng)傳感器單元，通過(guò)傳感器對(duì)動(dòng)物的發(fā)情狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器傳輸給上位機(jī)，進(jìn)行發(fā)情行為辨識(shí)和預(yù)測(cè)模型，監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確效率高、節(jié)約了人力和成本。利用紅外傳感器和加速度傳感器可以監(jiān)測(cè)動(dòng)物發(fā)情前期的活動(dòng)量，通過(guò)計(jì)算母畜與公畜接觸的次數(shù)和頻率，判定母畜是否發(fā)情，并對(duì)發(fā)情的母畜進(jìn)行標(biāo)記。

5 分娩信息監(jiān)測(cè)

動(dòng)物分娩是養(yǎng)殖過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)分娩時(shí)間和狀態(tài)對(duì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化養(yǎng)殖意義重大。傳統(tǒng)生產(chǎn)中，動(dòng)物分娩監(jiān)測(cè)主要依靠飼養(yǎng)員的連續(xù)觀察和經(jīng)驗(yàn)預(yù)判，工作效率低且人力負(fù)擔(dān)重，還易出現(xiàn)疏忽導(dǎo)致仔豬死亡?，F(xiàn)代研究主要通過(guò)兩個(gè)方面信息的采集來(lái)進(jìn)行動(dòng)物分娩的監(jiān)測(cè)。一種是對(duì)母畜的監(jiān)測(cè)，利用加速度傳感器和無(wú)線傳感技術(shù)監(jiān)測(cè)母畜體溫變化和筑窩行為，進(jìn)而判斷分娩時(shí)間。這種方法易受母畜不同胎次和分娩前后體型變化的影響，還需繼續(xù)探索提高分娩時(shí)間預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的方法。另一種是對(duì)仔畜的監(jiān)測(cè)，利用檢測(cè)主機(jī)和終端報(bào)警裝置，檢測(cè)主機(jī)包括中央處理系統(tǒng)、影像收集裝置、數(shù)據(jù)庫(kù)和電源，一旦監(jiān)測(cè)到仔畜活動(dòng)就會(huì)觸發(fā)報(bào)警裝置。這樣可減輕母畜分娩監(jiān)護(hù)中的人力投入，提高母畜的分娩監(jiān)護(hù)效率。