1、I鑫興禾科技INGHE SCIENCE ATECMMlLOGY基于物聯網技術的畜牧業智能養殖系統解決方案湖北鑫興禾科技有限公司2015年12月目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 一、概述4 HYPERLINK l bookmark11 o Current Document 1.1畜牧業養殖的現狀4 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 1.2畜牧業智能養殖系統的總體目標4 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 1.3設計原則

2、5 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 二、畜牧業智能養殖系統6 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 1.1畜牧業智能養殖系統建設內容6 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 1.2體系結構7 HYPERLINK l bookmark45 o Current Document 三、畜牧業智能養殖系統解決方案7 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 1.1畜牧業智能養殖系統71.1.1禽舍內環境信息的采集與自動

3、控制系統81.1.2通信組網設計121.1.3畜牧業智能養殖應用系統13 HYPERLINK l bookmark93 o Current Document 四、系統項目組織成員15五、項目施工周期19 HYPERLINK l bookmark102 o Current Document 六、項目報價總計20 HYPERLINK l bookmark105 o Current Document 八、售后服務與技術支持26一、概述1.1畜牧業養殖的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

4、，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 系統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禽產品安全的管理意義 重大。1

5、.2畜牧業智能養殖系統的總體目標本項目由畜牧業智能養殖系統構成。畜牧業智能養殖建設目標是：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最 大的經濟和社會效益。1.3設計原則畜牧業智能養殖系統的建設須堅持“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

6、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系統建 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系統的系 統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、系統軟 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 系統軟件不兼

7、容的問題。（5）可靠性：畜牧業智能養殖系統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?？焖夙憫＃?）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：畜牧業智能養殖系統涉及到從“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：畜牧業智能養殖系統涉及從養殖、防檢疫、加工、銷售到餐桌 食用眾多環節，數據量、信息量巨大，對系統的穩定性和可靠性有重大考 驗，因

8、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，使得系統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。二、畜牧業智能養殖系統畜牧業智能養殖系統是一項系統工程，涉及物聯網及信息技術的各個層面。建設應遵從“頂層設計，分步實施，邊建邊用邊完善”的原則。首先提出總體解決 方案，確定畜牧業智能養殖的體系結構，以及各系統之間的接口規范。1.1畜牧業智能養殖系統建設內容基于物聯網技術的畜牧業智能養殖系統建設內容包括： 禽舍內環境信息采集和自動控制建設（傳感層）：實時監

9、測禽舍內溫度、濕度、光照強度、氨氣濃度、硫化氫濃度和二氧化碳濃度。布置監測節點、構建無線傳感網絡、安裝禽舍內自動控制執行機構；（2）通訊組網連接（傳輸層）：搭建有線通信和無線通信相結合的綜合組網方 式，實現數據的短距離傳輸和長距離中繼功能；（3）畜牧業智能養殖應用系統建設（應用層）：由精細飼養子系統、能耗控制 子系統、疾病防檢子系統和糞便清理子系統組成；（4）畜牧業智能養殖信息管理平臺建設：進行數據的采集、存儲、處理、分析、接口、運維。具備海量數據存儲和大規模計算性能。支撐遠程及智能終端的查詢、管理和控制；1.2體系結構通過以上分析，完善的畜牧業智能養殖系統體系結構和應用解決方案，如圖 所示：

10、環境昭測母帝通律毋忡設備Et報果農系璃利返程件的ffr三、畜牧業智能養殖系統解決方案1.1畜牧業智能養殖系統畜牧業智能養殖系統主要實現：禽舍內環境信息的采集與自動控制；禽舍內 的信息及數據經無線傳感網、有線傳輸方式、無線傳輸方式進行匯集、存儲；再 由畜牧業智能養殖信息管理平臺進行統一地分析、處理，支持遠程查詢、管理和 控制；從而實現禽舍內環境監測、精細飼養、節能減排、疾病檢防和糞便清理等 功能；奠定覆蓋從養殖到消費的全程質量安全的基礎。具體如下：畜牧業智能養殖圖1.系統主要構成水電,節能數據信息中心綜合管理中心內部環境自動疾病檢防監有線網絡布置系統無線網絡布置飼料節能糞便再生利用1.1.1禽舍

11、內環境信息的采集與自動控制系統根據禽舍環境的特點，本方案主要對以下幾個對雞生長影響較大的環境參數 進行重點的自動化監控：溫度、濕度、光照度、二氧化碳濃度、硫化氫濃度、氨 氣濃度、粉塵控制和視頻圖像。ZigBee傳感器節點采集前七項環境參數，在禽舍 內構建無線傳感網，由禽舍內環境信息控制器（根據禽舍內具體設備情況由湖北 鑫興禾科技有限公司基于嵌入式技術進行專項開發）進行各傳感器數據的匯總與 分析，并根據預先設定參數閾值對禽舍內風機等設備進行自動控制，調節禽舍內 環境。圖2.禽舍內環境信息的采集與自動控制子系統一、溫度監測溫度在雞的生長過程中起著至關重要的作用。如果溫度過低，雞容易受涼而 引起拉稀

12、或產生呼吸道疾病等；小雞為了取暖容易造成扎堆，影響采食和活動， 造成傷殘，嚴重時會造成大量死亡。雛雞生長的最適溫度，隨日齡的增加而下降,1日齡為34.435C。，此后有規律的下降，到十八日齡為 26.7C。，32日齡為 18.9C。因此，適宜的溫度控制是養雞場成敗的關鍵?？紤]到畜牧業養殖場特殊的現場環境，傳感器應該滿足以下條件:傳感器的特 性參數與被檢測量的線性相關程度好，易于測量，精度高；誤差小，老化慢，對檢測信 號以外的物理量不敏感；耐機械、化學和熱作用；結構簡單，造價低,體積小。擬 定測量范圍:-55 +125攝氏度測量精度:士0.5%攝氏度。二濕度監測養雞場不僅要保持合適的溫度，適宜的

13、濕度也同樣重要，濕度太高，有利于 病原性真菌、細菌和寄生蟲的生長繁殖。在高濕的環境下，雞的機體抵抗力下降， 發病率增加，容易傳染病得蔓延，死亡率升高。高溫高濕的環境還容易使飼料霉 敗，可使雛雞群爆發曲霉菌病。濕度過低，容易造成雞的羽毛生長不良。本方案在畜舍現場環境采用陶瓷濕度傳感器。它利用微細孔分布的金屬氧化 物陶瓷主體吸附水分后,導電性質發生變化的原理制成的,具有性能穩定、體積小、 靈敏度高和測量范圍寬等優點,特別適合在畜舍惡劣的環境下使用。擬定測量范 圍:O 100%RH,測量精度:2%RH（0 1OO%RH,25攝氏度）,非線性誤差士 0.5%RH,響 應時間:155（25攝氏度及空氣緩

14、慢流動環境下）。三、光照度監測光照的強度和畜禽的健康息息相關，自然光中含有紫外線，適量的光照能夠 殺死細菌病毒等，而且還能促進畜禽對鈣、磷的吸收，保證骨骼的正常發育等等。 然而，如果過強的光照會使動物身體溫度過高，影響動物正常的新陳代謝等活動， 可見光照度的監測是必要的。選用具有較高靈敏度、測量精度高、安裝方便、價格低廉的感光探測器。四、二氧化碳濃度監測雞舍中二氧化碳濃度過高，會導致雞舍中氧濃度過低，雞舍缺氧，引起慢性 毒害作用，使雞食欲下降，體質減弱。因此，實時準確地監測雞舍內二氧化碳， 構建雞舍二氧化碳信息采集網系統，對于提高蛋雞的生產能力、降低發病率和死 亡率具有重要的意義?？紤]到禽舍中

15、二氧化碳氣體的濃度比較大,根據系統氣體采樣的要求,采用根 據比爾定律和氣體對紅外線的選擇性吸收原理設計的二氧化碳分析儀進行二氧 化碳監測。五、硫化氫濃度監測禽舍內空氣中的硫化氫主要來自含硫有機物（墊草、糞尿和飼料等）的分解。 較高的硫化氫對畜牧業和人都有危害。因此對畜舍養殖環境進行硫化氫濃度的監 測顯得尤為必要。根據本方案的整體要求，本方案選擇電化學氣體傳感器。要求具有良好的靈 敏度、簡單的驅動電路、長使用壽命、易于標定、安裝和調試。六、氨氣濃度監測氨氣屬于堿性物質，其溶解度很高。它常被吸附或溶解在畜禽的黏膜、潮濕 的墻壁和地面上，對皮膚組織有強烈的刺激和腐蝕性，它會破壞細胞膜的結構。 雞在短

16、期內吸入少量的氨氣，可以被體液所吸收，最終變成尿素被排出體外，但 在一定程度上會降低雞的體質；雞若生長在高濃度氨氣環境中，身體組織會直接 受到強烈的刺激，引起皮膚組織灼傷，使組織溶解、壞死，還能引起中樞神經系 統麻痹，中毒性肝病、心肌損傷等病癥。由于本方案氨氣傳感器主要用于畜舍內部，環境濕度較大，又要考慮到成本 問題，因此，將選用電化學式氨氣傳感器。要求驅動電路簡單、良好的靈敏度和 長使用壽命、數據易于傳輸讀取，適合多數場合的安裝和拆卸。七、粉塵控制禽舍內的粉塵來源于谷物，墊料，羽毛，排泄物和微生物等，是病毒、細菌、 真菌孢子等有機物質的載體，同時可能攜帶有害氣體和臭氣。粉塵微粒過多會影 響雞

17、的采食、增重和生產性能，使機體的免疫力降低，患上各種呼吸系統疾病， 嚴重影響畜禽生產效益。粉塵危害工作人員的健康，研究表明，粉塵會引起呼吸 困難、哮喘、粉塵中毒綜合癥和支氣管炎，嚴重的情況會導致肺功能衰竭。另外， 粉塵通過氣體交換傳播到雞舍外，會使周邊環境在一定范圍內受到污染為此，采用畜禽舍電凈化防疫系統這一綜合性技術裝備。該系統既可降低有 害氣體濃度又可除去粉塵。它可在禽舍內建立空間電場控制網絡，而空間電場控 制網絡是由一定數量的絕緣子依據禽舍結構對空間電場強度影響規律而合理地 懸置在棚梁上的，絕緣子之間由電極線連接在一起，該空間電極網絡由主電源供 電?？臻g電極與地面和建筑結構之間產生的強電

18、場、高能帶電粒子、微量臭氧能 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、視頻圖像監控視頻監控不僅可以監控進入養雞場的人，包括外來人員和雞場養殖工人，而 且還可以對雞場的環境和雞本身進行實時監控，例如監控死雞病雞等。監控攝像 系統采用可變焦攝像頭，根據需要可隨時變焦，通過監控平臺或手機等遠程智能 終端查看各養殖場的狀況了解雞的狀態，有利于對雞場進行更加及時、細致地管 理。圖3.禽舍內視頻圖像監控1.1.2通信組網設計將根據禽舍養殖場建設具體情況，采用無線傳感網、有線通信、無線通信相 融合的綜合組網設計。在禽舍內部采用無線傳感網；有線通信性能可靠，前提投 入低；無線通訊覆蓋

19、范圍大、后期維護方便。（1）基于ZigBee的無線傳感網（2）基于RS485或光纖的有線通信 基于3G/4G/ GPRS的無線通信詁性監捍中心wxom一vmw, tp.w*+Mil他恨喂僉有措1iA場境 端袍 g心mmL rj 5七婦J tnutKir dw/ |iu 上一ki roffjIftttt 虬蜉圖4.畜牧業智能養殖通信組網1.1.3畜牧業智能養殖應用系統由精細飼養子系統、能耗控制子系統、疾病防檢子系統和糞便處理子系統組 成。一、精細飼養子系統包括兩個主要模塊：自動投喂模塊，根據不同畜（禽）的生長模型，結合畜 （禽）個體的體重和月齡等情況，計算該個體（或小群體）的天進食量，分時分 量

20、自動投喂；自動投喂設備，根據自動投喂模塊的分析結果，完成自動投喂控制， 當發生異常情況時自動報警。二、能耗控制子系統將普通的白熾燈換成led節能燈，LED照明系統光電轉化效率高，是白熾燈 的5倍左右；LED燈具壽命長、發熱低雞場能耗可以大大降低；還可防止白熾 燈破滅引起雞的猝死；最主要的是，LED照明系統可以實現智能化調控，可根據 畜牧業生長的光需求特性來選擇不同的光色、光強和光周期參數，定制畜牧業生長所需的最佳光源。安裝乳頭飲水器。它是一種自動化的供水系統，可以很好的解決真空飲水器 和普拉松飲水器易受到污染、不利于疫病的預防和控制、增加飼料消耗、不利于 糞便處理等缺點。三、疾病防檢子系統基于

21、視頻圖像監控技術，將由可變焦攝像頭構建的視頻監控系統與紅外攝像 儀相結合，對雞舍內的死雞、病雞進行實時監測。可采用基于紅色區域提取及二 值邏輯與運算和基于物體輪廓提取和支持向量機的死雞探測算法對死雞進行探 測，還可使用紅外攝像儀對整個禽舍溫度進行監測，如圖5所示。圖5.畜牧業智能養殖通信組網四、糞便處理子系統人工清糞與糞便處理機相結合，建立沼氣池對禽舍內的糞便統一管理。沼氣 池發酵后的沼渣、沼液，發酵充分是很好的有機食品的理想肥料，同時沼渣又是 一種很好的魚料這樣不僅實現環境的保護而且變廢為寶實現資源的再利用。同時沼氣可以用來發電，節省電力資源四、系統項目組織成員項目實施小組構成部門姓名主要職

22、責銷售部莊超負責編制項目施工作的計劃，跟蹤進度；驗收報告的組織編寫。制造中心熊勝、周志恒負責配件的進貨把關；生產 過程的嚴格管控，防止制造和中 轉、儲運過程中出現不合格品， 耽誤施工計劃。采購中心黃璐負責相關供應商和關鍵物料的認證與管理；保證施工進度。研發中心周四紅、駱樂、魏國、吳偉負責開發三大物聯網系統軟 件、集成視頻系統、整合現有信 息化系統的相關工作；負責開發 過程中系統的應用性和可靠性評審。工程部晏冬、黃振東、王峰、梁志木/負責項目的勘測、安裝調試 及后期維護。在項目工程建設中，針對項目的質量保證機構或個人，制訂包括管理、文檔、 評審、工具等內容的質量保證計劃。工程項目的建設在嚴格的質

23、量監督之下完成 預期的工程目標，從而避免建設過程隨意性，出現不按設計進行系統集成施工、 軟件書寫編碼、軟件系統版本失控、軟硬件測試工作不到位等情況，嚴格控制工 程建設質量、進度。質量保證體系是貫穿整個項目實施過程的第三方獨立審查活動，其目標是以獨立審查方式，從第三方的角度監控建設任務的執行，對項目是否遵循已制定的計劃、標準和規程，向開發人員和管理層提供反映產品和過程質量的信息和數據,提高項目透明度，同時輔助整個項目團隊取得高質量的工作成果。主要包括以下五個方面：通過監控建設過程來保證產品質量;保障系統集成方面的施工嚴格按照標準與規則實施;保證建設過程符合相應標準與規程;1)保證軟件產品、軟件過

24、程中存在的不適合問題得到處理，必要時將問題反映給高級管理者;確保項目組制定的計劃、標準和規程適合項目組需要，同時滿足評審和審計需要 中V 而女7 o在本項目中實施質量保證工作主要包括以下五個方面的內容:1、擬定質量保證計劃項目質量保證計劃的目的是規劃出哪些是需要被跟蹤的工作，并建立文檔。 此文檔可以作為質量保證代表的工作指南，幫助項目經理確保所有工作按計劃完 成。在項目早期，根據項目計劃制定與其對應的質量保證計劃，定義出各階段的 檢查重點，標識出檢查的工作產品對象，以及在每個階段質量保證計劃的輸出產 品。編寫完質量保證計劃后要組織質量保證計劃的評審，并形成評審報告。通過 評審的質量保證計劃發送

25、給各項目經理、項目開發人員和所有相關人員。2、參與項目的階段性評審和審計對于階段產品的審計通常是檢查其階段產品是否按計劃按規程輸出并內容 完整，這里的規程既包括企業內部統一的規程，也包括項目組內自己定義的規程。 質量保證計劃參與評審是從保證評審過程有效性方面入手，例如參與評審的人是 否具備一定資格、是否規定的人員都參加了評審、評審中是否對被評審對象的每 個部分都進行了評審并給出了明確的結論等。3、對項目日?；顒优c規程的符合性進行檢查由于質量保證計劃獨立于項目組，如果只是參與階段性的檢查和審計很難及 時反映項目組的工作過程，所以質量保證計劃也要在兩個階段點之間設置若干小 的跟蹤點來監督項目的進行

26、情況，以便能及時反映出項目組中存在的問題，并對 其進行追蹤。4、對配置管理工作的檢查和審計質量保證計劃要對項目過程中的配置管理工作是否按照項目最初制定的配 置管理計劃進行監督，包括配置管理人員是否定期進行該方面的工作、是否所有 人得到的都是開發過程產品的有效版本。5、跟蹤問題的解決情況對于項目評審和項目日常工作中發現的問題，質量保證計劃要進行跟蹤，直至解決。對于在項目組內可以解決的問題就在項目組內部解決；對于在項目組內 部無法解決的問題，或是在項目組中跟催多次也沒有得到解決的問題，可以利用 獨立匯報的渠道報告給高層管理者。五、項目施工周期時間內容2015年12月2016 年1月2016 年2月

27、2016年2月到3月2016年4月到5月設計方案匯報審批項目啟動準 備階段，明 確建設思路完成園區現信息化設備摸底調查設備、材料備貨，組織到貨完成設備安 裝應用軟件開發周期各子系統試運行整體項目試運行工程全面完 成，準備驗 收六、項目報價總計畜牧業物聯網應用實施建設方案報價單一、物聯網生產管控系統序號組件用途及參數說明單位數量1農業物聯網5參數信息采集節點箱匯總傳感器采集的數據并進行無線傳輸到控制箱。采集數據包括土壤溫度、土壤濕度、空氣溫度、空氣濕度、光照五組數據個122中繼節點箱匯聚信息、無線傳輸模塊個123接入節點箱接受信息并進行傳輸個124農業物聯網農業物聯網專用控制箱對節點箱采集的數據

28、進行處理并對相個12專用設備控制箱應設備進行控制，擬采用32路控制箱6輔材網線，數據線，信號線等等批17物聯網軟件平臺顯示傳感器實時數據，收集分析控制等套18智能種植管控系統（Android 手機端）基于Android系統手機客戶端系統，可實現遠程對生產實時視頻監控、生產實時控制等功能套19小計：二、視頻監控系統序號組件用途及參數說明單位數量1紅外智能網絡球機采用高性能傳感器，圖像清晰，最大分辨率可達1280 x960，20倍光學變倍，16倍數字變倍，130萬像素，可通過瀏覽器和客戶端軟件觀看圖像并實現控制個32紅外網絡槍機最高分辨率可達1280 x960, 132萬像素個103立桿支架用于支

29、撐監控個134設備箱用于防護和安裝電源等設備個135無線收發器用于遠程數據傳輸對136網絡硬盤錄像機網絡硬盤錄像機，采用H.264視頻編碼技術。能支持硬盤盤組管理，不同通道可設定不同的錄像保存周期,能支持冗余錄像；支持8路同步回放臺17交換機網絡交換機1000/100以太網個18擴展硬盤用于存儲監控，保證1個星期的存儲時間個29路由器普通路由器個110監控電腦用于分控中心管理和監控，含顯示器臺1電視機60寸臺111視頻監控軟件模塊視頻播放、回放等套112小計三、微信、電商序號功能分類1雙核網店系統2附加微信商城3商城域名4域名備案5維護費用（含三年）6小計四、總價1A二物聯網生產管控系統+視頻監控系統+電商+微信2B二人員施工費用3C二項目材料運輸費用4D二稅費七、售后月艮務與技術支持在項目建設過程中，我公司將與用戶進行密切溝通，充分考慮用戶使用和 系統長期運行維護的需要，并且根據用戶要求，提供與養殖場建設相