養(yǎng)殖企業(yè)追溯系統(tǒng)

1、物聯(lián)網(wǎng)基本概念與牧業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究方向探討,熊本海動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室農(nóng)業(yè)部智能化農(nóng)業(yè)預(yù)警技術(shù)重點開放實驗室中國飼料數(shù)據(jù)庫情報網(wǎng)中心 2010.8.17 內(nèi)蒙海拉爾,內(nèi)容“,物聯(lián)網(wǎng)的基本概念（重溫）十二五牧業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的研究內(nèi)容探討數(shù)字動物研究進(jìn)展,一、物聯(lián)網(wǎng)基本概念,,,物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),,感知層包含的主要技術(shù)：,RFID技術(shù)電磁感應(yīng)傳感器光譜傳感器音視頻傳感器衛(wèi)星遙感系統(tǒng)GNSS傳感器……..,傳輸層涉及的技術(shù)：

2、,PAN網(wǎng)絡(luò)(藍(lán)牙個人區(qū)域網(wǎng)), Zigbee,6LowPan(它基于IEEE 802.15.4實現(xiàn)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(shè)備，包括手持設(shè)備和高端通信設(shè)備)UWB, Wi-Fi, Bluetooth, CAN總線LAN網(wǎng)絡(luò)， Ethernet(以太網(wǎng) ),Wimax, WlanWan網(wǎng)絡(luò)， GPRS， CDMA， 3G, PSTN, ATM,應(yīng)用層：,基礎(chǔ)平臺： 含各種標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)

3、用平臺： 農(nóng)牧業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)注冊中心、農(nóng)牧業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)中心、用物聯(lián)數(shù)據(jù)服務(wù)組裝應(yīng)用系統(tǒng)的工具、應(yīng)用系統(tǒng)模板、應(yīng)用系統(tǒng)工具等應(yīng)用系統(tǒng)： 農(nóng)牧產(chǎn)品溯源系統(tǒng)、玉米生產(chǎn)精細(xì)管理系統(tǒng)、動物精細(xì)管理系統(tǒng)等。,,,,,,二、十二五牧業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究內(nèi)容分析,研究的必要性與需求分析研究總體目標(biāo)研究內(nèi)容技術(shù)關(guān)鍵、技術(shù)難點、創(chuàng)新點研究工作基礎(chǔ)其他,研究的必要性與需求分析,1.1 確定研究內(nèi)容的原則：畜牧業(yè)領(lǐng)域中需要突出通過信息技術(shù)來

4、解決的問題(行業(yè)需求)物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)能夠解決行業(yè)需求（技術(shù)可行）通過領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)平臺構(gòu)建能夠促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級、促進(jìn)農(nóng)民增收1.2 確定的研究對象與內(nèi)容： 能繁母豬精細(xì)飼養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng) 成年母牛精細(xì)飼養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng) 高端畜產(chǎn)品生產(chǎn)過程跟蹤與溯源物聯(lián)網(wǎng),1.3 能繁母豬精細(xì)飼養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)平臺構(gòu)建 能繁母豬是養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，其存欄數(shù)量、精細(xì)飼養(yǎng)管理水平、繁殖率和服務(wù)年限，影響到一個地區(qū)乃至國家的生豬存欄的數(shù)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(shù)（CPI）密切相關(guān)，關(guān)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(shù)量、分布與狀況等信息，不僅是一個種豬場內(nèi)部管理的需要，更是國家掌控行業(yè)動態(tài)數(shù)據(jù)的需要。國家發(fā)展養(yǎng)豬業(yè)的良種補(bǔ)貼按能繁母豬的數(shù)量發(fā)放,研究的必要性與需求分析,能繁母豬生產(chǎn)流程,,1.4 奶牛精細(xì)飼養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)平臺構(gòu)建 奶牛的精細(xì)飼養(yǎng)是永恒的技術(shù)研究課題。只用通過“感知”奶牛的體況，包括體重、生理

6、參數(shù)和生產(chǎn)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(shù)和可移動的3G數(shù)據(jù)傳輸通信技術(shù)，并配合畜牧業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用知識，可以讓規(guī)?；膛ｏ曫B(yǎng)場的技術(shù)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(guān)鍵環(huán)節(jié)，讓奶牛按照其生理規(guī)律、產(chǎn)乳規(guī)律和干物質(zhì)采食規(guī)律合理生產(chǎn)。國家發(fā)展奶牛良種補(bǔ)貼(即凍精)按成年母牛數(shù)量發(fā)放,研究的必要性與需求分析,,,1.5 附加值的畜產(chǎn)品生產(chǎn)過程的跟蹤與溯源（以肉

7、生產(chǎn)的跟蹤與溯源為例） 豬、牛肉的生產(chǎn)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?shù)疆a(chǎn)品銷售的全過程的產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤與追溯，將會大大提高其畜產(chǎn)品潛在的附加值，并提高行業(yè)的綜合效益，即經(jīng)濟(jì)效益與社會效益等。溯源的精細(xì)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(lián)網(wǎng)核心技術(shù)已經(jīng)有些應(yīng)用 主要是針對動物對象的RFID的標(biāo)識和ＰＤＡ應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸

8、等。,研究的必要性與需求分析,,,,,,,奶牛精細(xì)飼養(yǎng)實施技術(shù)路線,,,奶牛主要養(yǎng)分預(yù)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(shù)據(jù)庫（1.2）,奶牛個體描述及個體體況參數(shù)數(shù)據(jù)庫（1.3）,,模型調(diào)用,參數(shù),參數(shù)調(diào)用,奶牛個體營養(yǎng)需要量,配方用飼料數(shù)據(jù)庫,,參數(shù)線性規(guī)劃構(gòu)件,,,,優(yōu)化方案,（1.4）,研究目標(biāo),以種豬、成年奶牛及肉產(chǎn)品溯源為研究模型，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，包括雙頻RFID技術(shù)、TD-SCDMA移動通

9、訊技術(shù)和web Services技術(shù)，結(jié)合動物繁殖育種學(xué)、動物營養(yǎng)學(xué)和整合生理學(xué)等，研究開發(fā)符合國際標(biāo)識標(biāo)準(zhǔn)的動物及其產(chǎn)品的RFID標(biāo)識技術(shù)，數(shù)據(jù)采集規(guī)范、數(shù)據(jù)3G傳輸嵌入式系統(tǒng)；基于云計算技術(shù)的種豬和奶牛全生命周期的精細(xì)飼養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)平臺的開發(fā)，將形成的物聯(lián)網(wǎng)平臺分別在2家核心能繁母豬群和泌乳奶牛群數(shù)量在1500頭以上集約化豬場和奶牛場進(jìn)行示范應(yīng)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(chǎn)奶水平提高15%，服

10、務(wù)年限延長1~2年等，并建立高端豬肉與牛肉生產(chǎn)鏈精細(xì)化跟蹤與溯源的物聯(lián)網(wǎng)平臺。,具體研究內(nèi)容,3.1 標(biāo)準(zhǔn)研究 結(jié)合高頻（13.56MHz）或雙頻RFID 芯片（125KHz和6.8MHz）或者超高頻(900MHz)的技術(shù)規(guī)格，篩選提出適合中國能繁母豬、奶牛、肉牛個體的的標(biāo)識編碼規(guī)范、操作協(xié)議及應(yīng)用系統(tǒng)接口規(guī)范等，要求提出的編碼規(guī)則符合相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)，便于動物在國內(nèi)甚至國際間的移動。,標(biāo)識編碼設(shè)計的基本原則：,綜合性：企業(yè)管理通

11、用擴(kuò)展性：留有擴(kuò)展余地效率性：統(tǒng)計準(zhǔn)確快速兼用性：國際編碼兼容(ISO、 EPC Global、UID、iP-X ),具體研究內(nèi)容,3.2 RFID專利產(chǎn)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(chǎn)品等，引進(jìn)、吸收、掌握RFID芯片技術(shù)，開發(fā)專用的適用于豬只、奶牛和肉牛RFID標(biāo)識的標(biāo)簽、閱讀器及局域網(wǎng)天線系統(tǒng)；,,,具體研究內(nèi)容,3.3 無線數(shù)據(jù)采集與傳輸嵌入式系統(tǒng)開發(fā) 通過R

12、FID解碼模塊，天線組網(wǎng)技術(shù)，低功耗模塊化閱讀器設(shè)計技術(shù)，嵌入式PDA或者手機(jī)移動智能可編程技術(shù)，TD-SCDMA移動通訊協(xié)議，分別開發(fā)集RFID自動識別、數(shù)據(jù)接收與移動處理、數(shù)據(jù)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(tǒng)，具有Intranet（場內(nèi)）或Internet（遠(yuǎn)程）無線傳輸、調(diào)閱和分析數(shù)據(jù)的功能，實現(xiàn)客戶端、服務(wù)器端分布式信息資源的共享與數(shù)據(jù)的管理。,具體研究內(nèi)容,3.4 種豬、奶牛個體精細(xì)飼養(yǎng)的

13、云計算技術(shù)的研究 基于網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程的的種豬場和奶牛場動物個體的數(shù)據(jù)庫管理平臺，以及其他與種豬及奶牛個體飼養(yǎng)有關(guān)的公共網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫 ，通過分布式數(shù)據(jù)的web Services處理技術(shù)、Hadoop編程模型、虛擬化技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等“云計算技術(shù)”，以及整體生理學(xué)技術(shù)，研究以優(yōu)化種豬場和奶牛場整體的繁育計劃、轉(zhuǎn)群計劃、飼料精確供給計劃、淘汰計劃為目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)計算可注冊的網(wǎng)絡(luò)“業(yè)務(wù)邏輯構(gòu)件”，探索為整個行業(yè)的精細(xì)飼養(yǎng)提供基礎(chǔ)性軟件技術(shù)支撐。

14、,具體研究內(nèi)容,3.5 能繁母豬及奶牛精細(xì)飼養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的能繁母豬及奶牛精細(xì)飼養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)，在線接受各種傳感的信息，進(jìn)行分門別類的數(shù)據(jù)管理，進(jìn)行具有指向性的傳輸，開發(fā)與“業(yè)務(wù)邏輯構(gòu)件”的底層接口，響應(yīng)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(xì)飼養(yǎng)與現(xiàn)代化管理的成功案例。,3.6 高品質(zhì)

15、豬肉及牛肉的溯源物聯(lián)網(wǎng)平臺構(gòu)建 以對高品質(zhì)豬肉及牛肉的精度溯源與深度溯源為目標(biāo)，以RFID標(biāo)識技術(shù)作為動物個體及其產(chǎn)品的標(biāo)識解決方案，以PDA技術(shù)和3G移動通訊技術(shù)作為數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐緩?，研究豬只、肉牛個體移動及其肉產(chǎn)品冷鏈流通過程的信息深度跟蹤與溯源技術(shù)，最終建立豬、牛肉產(chǎn)、供銷鏈條中的與產(chǎn)品安全性、品質(zhì)特性有關(guān)的物質(zhì)識別、數(shù)據(jù)采集、傳輸和溯源查詢的新一代物聯(lián)網(wǎng)公共平臺。,具體研究內(nèi)容,四、技術(shù)關(guān)鍵、技術(shù)難點、創(chuàng)新點,

16、4.1 技術(shù)關(guān)鍵 能繁母豬和成年母牛精細(xì)飼養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建，重點在于“感知”、數(shù)據(jù)傳輸、業(yè)務(wù)邏輯計算等，其主要涉及的關(guān)鍵技術(shù)有：個體的RFID的標(biāo)識與數(shù)據(jù)采集技術(shù)無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸技術(shù)(3G技術(shù))基于云計算的業(yè)務(wù)邏輯構(gòu)建的開發(fā)技術(shù)web services的異地、異構(gòu)數(shù)據(jù)的整合與共享技術(shù)等,四、技術(shù)關(guān)鍵、技術(shù)難點、創(chuàng)新點,4.2 技術(shù)難點適用于能繁母豬和奶?？煽俊⒛陀玫臉?biāo)識技術(shù)；不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)據(jù)可靠傳輸技術(shù)，尤其是數(shù)

17、據(jù)接口的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)問題；涉及動物精細(xì)飼養(yǎng)的各種現(xiàn)代動物繁育學(xué)、營養(yǎng)學(xué)、整體生理學(xué)與管理經(jīng)濟(jì)學(xué)的知識、模型與技術(shù)的“業(yè)務(wù)邏輯構(gòu)件”的信息化開發(fā)。,四、技術(shù)關(guān)鍵、技術(shù)難點、創(chuàng)新點,4.3 創(chuàng)新點利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，嘗試建立我國畜牧業(yè)第一個動物精細(xì)飼養(yǎng)的物聯(lián)網(wǎng)平臺；第一次引入“云計算”技術(shù)，集成應(yīng)用國內(nèi)已經(jīng)開發(fā)的與對象精細(xì)飼養(yǎng)有關(guān)的公共網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和聯(lián)機(jī)分析計算的“業(yè)務(wù)邏輯構(gòu)件”的網(wǎng)絡(luò)開發(fā)；利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開展高端畜產(chǎn)品