養(yǎng)殖企業(yè)追溯系統

1、物聯網基本概念與牧業(yè)物聯網研究方向探討,熊本海動物營養(yǎng)學國家重點實驗室農業(yè)部智能化農業(yè)預警技術重點開放實驗室中國飼料數據庫情報網中心 2010.8.17 內蒙海拉爾,內容“,物聯網的基本概念（重溫）十二五牧業(yè)物聯網的研究內容探討數字動物研究進展,一、物聯網基本概念,,,物聯網體系結構,,感知層包含的主要技術：,RFID技術電磁感應傳感器光譜傳感器音視頻傳感器衛(wèi)星遙感系統GNSS傳感器……..,傳輸層涉及的技術：

2、,PAN網絡(藍牙個人區(qū)域網), Zigbee,6LowPan(它基于IEEE 802.15.4實現IPv6通信。6LoWPAN的最大優(yōu)點是低功率支持，幾乎可運用到所有設備，包括手持設備和高端通信設備)UWB, Wi-Fi, Bluetooth, CAN總線LAN網絡， Ethernet(以太網 ),Wimax, WlanWan網絡， GPRS， CDMA， 3G, PSTN, ATM,應用層：,基礎平臺： 含各種標準應

3、用平臺： 農牧業(yè)物聯網服務注冊中心、農牧業(yè)物聯網數據服務中心、用物聯數據服務組裝應用系統的工具、應用系統模板、應用系統工具等應用系統： 農牧產品溯源系統、玉米生產精細管理系統、動物精細管理系統等。,,,,,,二、十二五牧業(yè)物聯網研究內容分析,研究的必要性與需求分析研究總體目標研究內容技術關鍵、技術難點、創(chuàng)新點研究工作基礎其他,研究的必要性與需求分析,1.1 確定研究內容的原則：畜牧業(yè)領域中需要突出通過信息技術來

4、解決的問題(行業(yè)需求)物聯網的核心技術能夠解決行業(yè)需求（技術可行）通過領域物聯網平臺構建能夠促進產業(yè)升級、促進農民增收1.2 確定的研究對象與內容： 能繁母豬精細飼養(yǎng)物聯網 成年母牛精細飼養(yǎng)物聯網 高端畜產品生產過程跟蹤與溯源物聯網,1.3 能繁母豬精細飼養(yǎng)物聯網平臺構建 能繁母豬是養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展的關鍵，其存欄數量、精細飼養(yǎng)管理水平、繁殖率和服務年限，影響到一個地區(qū)乃至國家的生豬存欄的數量、養(yǎng)殖業(yè)的行業(yè)效益，甚至影響

5、豬肉的價格，而豬肉的價格與消費者物價指數（CPI）密切相關，關乎國計民生和社會穩(wěn)定。因此，從國家行業(yè)管理的層面，如何“感知”能繁母豬的數量、分布與狀況等信息，不僅是一個種豬場內部管理的需要，更是國家掌控行業(yè)動態(tài)數據的需要。國家發(fā)展養(yǎng)豬業(yè)的良種補貼按能繁母豬的數量發(fā)放,研究的必要性與需求分析,能繁母豬生產流程,,1.4 奶牛精細飼養(yǎng)物聯網平臺構建 奶牛的精細飼養(yǎng)是永恒的技術研究課題。只用通過“感知”奶牛的體況，包括體重、生理

6、參數和生產水平，才能制定合理的繁殖、配種計劃、飼養(yǎng)計劃、干奶措施與淘汰計劃等。而基于RFID技術和可移動的3G數據傳輸通信技術，并配合畜牧業(yè)領域的應用知識，可以讓規(guī)?；膛ｏ曫B(yǎng)場的技術人員隨時掌控所有奶牛的狀態(tài)信息，并隨時可發(fā)出決策控制信息到每個關鍵環(huán)節(jié)，讓奶牛按照其生理規(guī)律、產乳規(guī)律和干物質采食規(guī)律合理生產。國家發(fā)展奶牛良種補貼(即凍精)按成年母牛數量發(fā)放,研究的必要性與需求分析,,,1.5 附加值的畜產品生產過程的跟蹤與溯源（以肉

7、生產的跟蹤與溯源為例） 豬、牛肉的生產與加工有其特殊性，如果能夠建立從良種繁育、養(yǎng)殖、屠宰、分割、包裝、存儲（冷鏈）、運輸到產品銷售的全過程的產品質量跟蹤與追溯，將會大大提高其畜產品潛在的附加值，并提高行業(yè)的綜合效益，即經濟效益與社會效益等。溯源的精細化程度與否決定行業(yè)的效益,研究的必要性與需求分析,牛肉溯源的精度、深度（例）,1.6 物聯網核心技術已經有些應用 主要是針對動物對象的RFID的標識和ＰＤＡ應用于數據傳輸

8、等。,研究的必要性與需求分析,,,,,,,奶牛精細飼養(yǎng)實施技術路線,,,奶牛主要養(yǎng)分預測的模型庫及模型計算模塊(1.1),奶牛飼料成分及營養(yǎng)價值綜合數據庫（1.2）,奶牛個體描述及個體體況參數數據庫（1.3）,,模型調用,參數,參數調用,奶牛個體營養(yǎng)需要量,配方用飼料數據庫,,參數線性規(guī)劃構件,,,,優(yōu)化方案,（1.4）,研究目標,以種豬、成年奶牛及肉產品溯源為研究模型，利用現代信息技術，包括雙頻RFID技術、TD-SCDMA移動通

9、訊技術和web Services技術，結合動物繁殖育種學、動物營養(yǎng)學和整合生理學等，研究開發(fā)符合國際標識標準的動物及其產品的RFID標識技術，數據采集規(guī)范、數據3G傳輸嵌入式系統；基于云計算技術的種豬和奶牛全生命周期的精細飼養(yǎng)網絡服務物聯網平臺的開發(fā)，將形成的物聯網平臺分別在2家核心能繁母豬群和泌乳奶牛群數量在1500頭以上集約化豬場和奶牛場進行示范應用，使能繁母豬的繁殖率提高10%，有效胎次提高1~2胎；奶牛個體產奶水平提高15%，服

10、務年限延長1~2年等，并建立高端豬肉與牛肉生產鏈精細化跟蹤與溯源的物聯網平臺。,具體研究內容,3.1 標準研究 結合高頻（13.56MHz）或雙頻RFID 芯片（125KHz和6.8MHz）或者超高頻(900MHz)的技術規(guī)格，篩選提出適合中國能繁母豬、奶牛、肉牛個體的的標識編碼規(guī)范、操作協議及應用系統接口規(guī)范等，要求提出的編碼規(guī)則符合相關國際標準，便于動物在國內甚至國際間的移動。,標識編碼設計的基本原則：,綜合性：企業(yè)管理通

11、用擴展性：留有擴展余地效率性：統計準確快速兼用性：國際編碼兼容(ISO、 EPC Global、UID、iP-X ),具體研究內容,3.2 RFID專利產品開發(fā) 研制完成除芯片以外的全線動物識別RFID低頻、雙頻或高頻RFID產品等，引進、吸收、掌握RFID芯片技術，開發(fā)專用的適用于豬只、奶牛和肉牛RFID標識的標簽、閱讀器及局域網天線系統；,,,具體研究內容,3.3 無線數據采集與傳輸嵌入式系統開發(fā) 通過R

12、FID解碼模塊，天線組網技術，低功耗模塊化閱讀器設計技術，嵌入式PDA或者手機移動智能可編程技術，TD-SCDMA移動通訊協議，分別開發(fā)集RFID自動識別、數據接收與移動處理、數據無線可靠傳輸于一體的、“感知”種豬個體信息與奶牛個體信息的中間件系統，具有Intranet（場內）或Internet（遠程）無線傳輸、調閱和分析數據的功能，實現客戶端、服務器端分布式信息資源的共享與數據的管理。,具體研究內容,3.4 種豬、奶牛個體精細飼養(yǎng)的

13、云計算技術的研究 基于網絡遠程的的種豬場和奶牛場動物個體的數據庫管理平臺，以及其他與種豬及奶牛個體飼養(yǎng)有關的公共網絡數據庫 ，通過分布式數據的web Services處理技術、Hadoop編程模型、虛擬化技術與網絡技術等“云計算技術”，以及整體生理學技術，研究以優(yōu)化種豬場和奶牛場整體的繁育計劃、轉群計劃、飼料精確供給計劃、淘汰計劃為目標的網絡計算可注冊的網絡“業(yè)務邏輯構件”，探索為整個行業(yè)的精細飼養(yǎng)提供基礎性軟件技術支撐。

14、,具體研究內容,3.5 能繁母豬及奶牛精細飼養(yǎng)物聯網平臺的集成與示范 立足我國能繁母豬和成年母牛為對象，以典型地區(qū)和典型的養(yǎng)殖場為切入點，集成開發(fā)國際互聯網為基礎的能繁母豬及奶牛精細飼養(yǎng)物聯網，在線接受各種傳感的信息，進行分門別類的數據管理，進行具有指向性的傳輸，開發(fā)與“業(yè)務邏輯構件”的底層接口，響應來自示范企業(yè)及其他高端用戶的云計算需求，形成1~2個面向種豬場和奶牛場的整體精細飼養(yǎng)與現代化管理的成功案例。,3.6 高品質

15、豬肉及牛肉的溯源物聯網平臺構建 以對高品質豬肉及牛肉的精度溯源與深度溯源為目標，以RFID標識技術作為動物個體及其產品的標識解決方案，以PDA技術和3G移動通訊技術作為數據采集與數據傳輸的途徑，研究豬只、肉牛個體移動及其肉產品冷鏈流通過程的信息深度跟蹤與溯源技術，最終建立豬、牛肉產、供銷鏈條中的與產品安全性、品質特性有關的物質識別、數據采集、傳輸和溯源查詢的新一代物聯網公共平臺。,具體研究內容,四、技術關鍵、技術難點、創(chuàng)新點,

16、4.1 技術關鍵 能繁母豬和成年母牛精細飼養(yǎng)物聯網的構建，重點在于“感知”、數據傳輸、業(yè)務邏輯計算等，其主要涉及的關鍵技術有：個體的RFID的標識與數據采集技術無線網絡的傳輸技術(3G技術)基于云計算的業(yè)務邏輯構建的開發(fā)技術web services的異地、異構數據的整合與共享技術等,四、技術關鍵、技術難點、創(chuàng)新點,4.2 技術難點適用于能繁母豬和奶?？煽?、耐用的標識技術；不同網絡環(huán)境下的數據可靠傳輸技術，尤其是數

17、據接口的規(guī)范標準問題；涉及動物精細飼養(yǎng)的各種現代動物繁育學、營養(yǎng)學、整體生理學與管理經濟學的知識、模型與技術的“業(yè)務邏輯構件”的信息化開發(fā)。,四、技術關鍵、技術難點、創(chuàng)新點,4.3 創(chuàng)新點利用物聯網技術，嘗試建立我國畜牧業(yè)第一個動物精細飼養(yǎng)的物聯網平臺；第一次引入“云計算”技術，集成應用國內已經開發(fā)的與對象精細飼養(yǎng)有關的公共網絡數據庫，實現基于數據挖掘技術和聯機分析計算的“業(yè)務邏輯構件”的網絡開發(fā)；利用物聯網技術，開展高端畜產品