1. 概述

1.1背景介绍

养殖业的迅猛发展，满足了人们对肉蛋奶的需求，并对发展我国的经济，提高城乡居民生活水平做出了较大贡献，但养殖业的发展同时已经造成我国新的环境污染问题。生牲畜养殖业产生的污染物主要有粪便，污水，和恶臭三个方面，牲畜粪中与大量的病原微生物、致病菌、寄生虫卵并可滋生蚊蝇，恶臭气体中含有大量硫化氢。氨、醇、甲烷等多种有机物质，严重影响了空气质量，这些气体刺激认出呼吸道，引起呼吸道疾病导致家禽生产力下降，同时养殖往往受养殖品种、饲料种类和质量、疫病、生长环境和管理水平等因素的影响，致使中国养殖业一直发展不强大。所以科学养殖显得尤为重要，将物联网技术与养殖业结合起来，能让养殖户在**时间感知到养殖环境及牲畜生长变化，从而及时作出补救。一方面，使牲畜的生长环境一直保持在**状态，保证牲畜身体健康生长速度。两一方面，远程监控，自动化控制，大大降低人工成本。

1.2业务现状

我国现代畜牧业养殖是一种“高投入、高产出、高效益”的集约化产业。资本密集型和劳动集约化是其基本特征。这种集约化的产业耗费了大量的人力和自然资源，并在某种程度上对环境造成负面影响。使用物联网可以有效降低资源消耗，并减少对环境的影响，使畜牧业养殖成为管理科学、资源节约、环境友好、效益显著的产业。加快物联网技术在当下畜牧业养殖建设中的应用已成为我国畜牧业养殖业发展的必然选择。

目前，我国针对新时期不断出现的食品安全新问题，已提出了构建安全战略框架的构想，其中一个重要的构建原则就是可追溯性原则。建立禽产品安全性全微信小程序APP是确保食品安全的关键。以现在信息化技术为手段，实现禽产品从养殖场到屠宰场，从屠宰场到超市，从超市到市民餐桌的全程、有效监管。食品安全关系到国民最基本的生存需求，利用先进的物联网技术来提升肉制品安全的管理意义重大。

1.3需求分析

从劳动力成本的角度分析，传统的畜禽养殖行业，在整个生产过程以及销售过程中，无论室温控制、畜禽喂养、场地清洁、产品买卖，都需要人工实地操作。而信息化后的畜禽养殖，可解决以往人为参与的流程，减轻农户的负担，降低劳动力成本。

从生产规模的角度分析，目前我国规模以下的养殖散户仍占畜禽养殖业 50% 左右，该研究开发的智慧畜禽养殖微信小程序APP以低成本、低功耗、高效率、可扩展、易用性为原则，以物联网设备及信息化微信小程序APP，解决散户养殖的标准化生产水平不高、缺少设备基础、高质量发展不足等问题，帮助养殖散户逐步实现规模化生产。

从生产流程的角度分析，基于物联网技术的智慧畜禽养殖微信小程序APP提出了“畜禽养殖线上线下一体化，生产销售一体化”策略，解决畜禽养殖过程中复杂的流程和设备操作，整合生产与销售的完整链条。简化养殖流程，实现生产销售一体化。

从设备成本的角度分析，目前智慧养殖建设使用的传感器已经相对成熟，且集成度较高，同时有4G、NB-IoT、WiFi、以太网等多种通讯方式可以选择，智能化设备也有较快的发展，综合来看，可以以较低的成本完成养殖场的智能化建设。

2. 智慧养殖的意义

2.1目的及任务

通过对养殖场主要环境数据的实时监测监控，养殖人员数据的实时查询，监测数据的智能分析等。实时了解养殖场内安全状态并做出预测预警，为科学决策提供依据。监测目的主要任务包括：

1）采用实时监测技术，监测棚内的二氧化碳，光照，温湿度、氨气的变化情况；

2）采用监测数据管理微信小程序APP，用以对监测数据进行接收、管理、曲线成图、报警等；

3）养殖监测数据管理微信小程序APP满足农业数据管理中心和市局数据中心以及总站数据中心的数据共享。

2.2智慧养殖的必要性

2.2.1管理必要性

智慧养殖监测设备和监测数据随着监测范围的扩大而越来越庞大，使用传统的养殖业办公形式进行管理，工作量特别大，需要使用现代化的数据库管理工具，能够自动地查询数据，便于管理。

2.2.2技术的重要性

1）需要提高监测的实时性。在过去，通讯和供电设施不完善的情况下，使用人工监测，监测周期从一周到二周不等，时间跨度偏长。而现在，太阳能光伏发电、无线通讯等手段齐全，可以通过现代化的通讯技术将监测周期提高到5分钟一组结果。

2）需要降低成本。人工监测费时费力，每年将会投入大量的人工进行测量，数据分析等工作。大棚监测微信小程序APP是一个长期的过程，宜建立自动化的监测微信小程序APP，每年进行少量的维护工作，既能获取到数据，又能降低总体成本。

3）需要加强恶劣天气下的监测，提高数据的有效性。高温，暴雨等气象灾害对养殖业影响巨大。而在危险的情况下，人工监测往往获取不到有效数据。自动化监测不受天气因素影响，能够充分获取有效信息以及联动控制养殖设施的自动运行，达到无人化监管的效果。

2.2.3对养殖户的意义

1）通过现代物联传感技术，通讯技术、大数据分析技术、实现对养殖场内环境参数监测与监控，实现自动联动风机，湿帘，取暖器的运行与关闭，从而达到室内与室外环境尽**可能保持一致，从而达到适宜生牲畜生长的**环境，从而实现增产的效果。

2）通过自动饲喂技术，可以科学规划饲喂过程，并实现饲喂过程的自动化管理。

3）通过自动称重技术，可以及时了解生牲畜的生长情况，良好的控制料肉比，增肌养殖效益。

4）通过现代物联技术，通讯技术，AI处理技术，大数据分析技术等先进技术，通过摄像头抓拍准确获取牲畜只异常行为，对发情，生病等及时做出判断，减少养殖损失。

3.总体设计思路

3.1设计思想

畜牧业饲养场环境的智能化监测是当今畜牧业养殖业发展的重要方向,它推动着粗放式、低效的养殖业向知识型、技术型、现代化的高效畜牧业养殖业转变。与此同时也必然对养殖环境特别是禽舍环境方面提出了更高的要求。采用物联网技术通过智能感知、识别与普适计算、泛在网络的融合，来大幅提升畜牧业饲养效率、能源节约、防疫检疫水平，在实现自动化、智能及安全管理的同时创造**的经济和社会效益。

3.2设计原则

畜牧业智能养殖微信小程序APP的建设须坚持“先进性、实用性、开放性、标准化、可靠性、稳定性、安全性、易维护性、可管理性”的设计原则。

（1）先进性：采用先进的思想、成熟的技术与设计方法，符合当前潮流与未来发展趋势，以便跟上信息技术的发展，具有较强的生命力，具有长期使用价值。

（2）实用性：建设的核心目的就是“应用”，须坚持实用的设计原则，紧紧围绕市场食品安全的实际需求。在能够满足畜牧业智能养殖及全程溯源微信小程序APP建设要求的前提下，以尽可能以少的投入，取得尽可能大的效益。

（3）开放性：具有良好的开放性和兼容性。

（4）标准化：应符合业界主流标准与规范，包括基础架构与各个应用微信小程序APP的微信小程序APP集成与标识数据整合，均遵循标准化原则，不依赖特定的网络、微信小程序APP软件与硬件，能够部署并运行在各种主流的软硬件环境中，解决目前该领域微信小程序APP软件不兼容的问题。

（5）可靠性：畜牧业智能养殖微信小程序APP支撑着整个食品生产销售链的管理与监督，必须具有高可靠性、高容错性和强大的数据处理能力，以确保不间断运行、确保局部出错不影响整体、确保快速响应。

（6）稳定性：必须具有良好的稳定性，保证持续运行时间长、故障间隔大、无故障时间长。

（7）安全性：畜牧业智能养殖微信小程序APP涉及到从“养殖到餐桌”的大量敏感数据，安全运行至关重要。必须构建全方位、多层次、完善的安全保障体系，在保证物理安全和网络安全的基础上，保证数据安全。

（8）易维护性：畜牧业智能养殖微信小程序APP涉及从养殖、防检疫、加工、销售到餐桌食用众多环节，数据量、信息量巨大，对微信小程序APP的稳定性和可靠性有重大考验，因此必须坚持易维护的设计原则，确保结构清晰、操作简单、维护方便。

（9）可管理性：应具有高可管理性，使得微信小程序APP管理员和运行维护人员的管理简便快捷，降低运行维护费用。

综上，畜牧业智能养殖涵盖食品安全的诸多方面，应进行统一规划、承前启后、分步实施。

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