电子监控技术在规模养殖场的应用

刘 刚

（甘肃省山丹县畜牧技术推广站，甘肃 山丹 734100）

近年来，随着养殖技术水平和生产管理水平的不断提高，山丹县养牛业已经从传统的散养模式逐渐走向集约化、规模化生产转变。并且规模较大的养牛场往往从疫病防控和生物安全的角度考虑把牛场建在远离居民区的地方，且牛场之间相距较远，以保证牛场的安全生产，但是这样给生产集中管理带来诸多不便。随着电子科技水平的不断发展，通过在牛舍安装摄像头，应用监控系统可以帮助管理人员实现对牛场生产过程的监督管理，即牛场管理人员不必进入生产区，从控制室就可以掌握整个牛场的生产情况，减少人员出入生产区的次数，避免交叉感染，同时监控系统还能有效地实现牛场的信息化管理，大大减少工作人员的数量，有效提高养牛业的管理水平。现代养牛企业的生产实行流水式均衡生产，包括配种、妊娠、分娩、保育、育肥多个生产环节，还集育种、科研、设计、学术交流、技术咨询、生产为一体，并拥有配套的饲料加工厂、人工授精站等多个服务性单位，安装电子监控系统后，就可以对牛场实施24h不间断的监控和管理，从而提高生产和管理效率，维护牛场正常生产秩序。

为了有效提高管理水平和劳动生产率、企业效益，我们在山丹县李桥品玉综合养殖公司养牛场开展了视频监控系统的应用。现报告如下，供同道参考。

1 基本情况

山丹县属于半农半牧县，具有悠久的农业史，养牛业在畜牧业中占有较大比重。为了加速我县畜牧业生产信息化管理进程，提高肉牛的养殖效益，促进农民增收，进一步加快全县以肉牛养殖为主的草畜产业发展，充分发挥科技示范户的辐射带动作用，推进全县草畜产业扩量、提质、增效。我们结合本县畜牧养殖业发展实际，在李桥品玉综合养殖公司养牛场建设中，实施了视频监控技术。

山丹县李桥乡品玉综合养殖公司肉牛场，位于山丹县清霍公路36公里处，占地面积2.7万平方米，总投资1 039.5万元。修建高标准暖棚牛舍14栋3 200m2、兽医室40m2、消毒室30m2、饲料加工房，运动场及围栏1 500m2、储藏室1 000m2、氨化池2座1 000m2、围墙510m、蓄水池1座200m3、草料场2处800m2，购置拖拉机1辆、草料粉碎机2台、打草机1台、青贮铡草机2台、揉丝粉碎机1台、饲料混合机组1台，建设60t地磅1台、10t提升机1台，配套硬化道路0.5公里，硬化地坪1 000m2，实现场区绿化，目前基础设施及设备已全部投入使用。从山东引进肉牛232头。该场依托当地的传统养牛优势，采取“公司＋协会＋农户”的方式，由专业养殖协会统一管理，实行技术统包、生产资料统购、产品统销，形成“利益共享、风险共担、共同发展”的产业化经营机制。该养殖场的建成投产，预计年饲养量可达到1 000头以上，出栏达到500头以上，销售收入达到500万元，可带动全乡增加畜牧业产值800万元、新增就业人员20人，增加农民人均纯收入280元以上。不仅对发展全乡以肉牛为主的草畜产业具有积极的推动作用，而且对农业、林业、加工业、服务业、交通运输业等相关产业的发展具有一定的辐射拉动作用。

2 视频监控技术在养殖场中应用及研究内容

应用电子技术是现代养牛企业实施科学管理的重要手段［1］。为保障山丹县品玉综合养殖有限公司养牛场的正常运转和安全管理工作的需要，减少不必要的额外损失，公司决定对厂场区特别是牛场重要生产环节进行全天候实时视频监控，利用科技手段提高管理效能，间接密切观察牛只，避免动物应激反应，减少疫病传播机会，提高经济效益。实行视频监控就是利用电子摄像机对各个牛舍及配套设施进行实时监督和现场管理，达到生产、调度、管理、安全一体化的多项目的。

2.1 视频监控系统原理

典型视频监控系统 由摄像机部分、传输部分、控制与记录部分以及显示部分四大块组成［2，3］。

摄像部分是电视监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”。在被监视场所面积较大时，在摄像机上加装变焦距镜头，使摄像机所能观察的距离更远、更清楚；还可把摄像机安装在电动云台上，可以使云台带动摄像机进行水平和垂直方向的转动，从而使摄像机能覆盖的角度更大。

在某些情况下，特别是在室外应用的情况下，为了防尘、防雨、抗高低温、抗腐蚀等，对摄像机及其镜头还应加装专门的防护罩，甚至对云台也要有相应的防护措施。

传输部分就是系统的图像信号通路。一般来说，传输部分不单指的是传输图像、声音信号。同时，由于需要有控制中心通过控制台对摄像机、镜头、云台等进行控制，因而在传输系统中还包含有控制信号的传输。

在传输方式上，近距离一般采用视频线传输，更远的距离则可采用光纤传输。对于远距离传输，还需配备视频信号放大、图像信号的较正与补偿设备。

控制与记录部分负责对摄像机及其辅助部件（如镜头、云台）的控制，并对图像、声音信号的进行记录。目前硬盘录像机的技术发展得较完善，它不但可以记录图像和声音，而且还包含了画面分割切换、云台镜头控制等功能，基本上取代了以往使用的画面切换器、画面分割器、云台控制器、镜头控制器等产品。如果客户要求能对云台、镜头（特别是高速球）进行非常方便的控制，则可以加配控制键盘［3，4］。

显示部分一般由几台或多台监视器组成。在摄像机数量不是很多，要求不是很高的情况下，一般直接将监视器接在硬盘录像机上即可。如果摄像机数量很多，并要求多台监视器对画面进行复杂的切换显示，则须配备"矩阵"来实现［3，4］。

2.2 电子监控系统功能

中央控制室可监视所有肉牛舍、产房等系统设计中规定的重要场所［5］能昼夜监控场区内各重要区域的情况；网络上的授权工作站能实时操纵现场摄像机，观察各监控点的实时图像［6］以手动或自动巡视的方式随意监视监控现场图像；监控现场画面上可叠加相关信息字符：摄像机的编号、安装地点 （场地、圈舍）、时间、日期等；能操纵现场活动摄像机的转动，调节镜头的变焦和聚焦，对目标快速捕捉和近距跟踪观察；自动智能记录并保留一定时间的监控现场图像以备查阅；可查阅历史录像，并可以多种速度回放录像或抓拍图像。监控区域、操作人员、分权管理，责任清晰分明；用户图形化系统操作界面，操作简便易行；视频监控网上分控随意扩充［7］；可与其他智能化弱电系统共享数据、协调工作、联动控制［7］。

2.3 监控系统在牛场中安装的注意事项［1，4］

1）要充分考虑经济性，单个安装点的成本控制在1 000元左右。

2）线路铺设一定要简洁，并且要注意防水、防潮。

3）终端录像设备一定要保护妥当。

4）电子科技发展较快，在选择视频监控的设备中应尽可能考虑到企业的远景规划，即视频监控系统能够容易扩展。

5）在牛场周围的交界区域以及牛场大门、生产区大门、销售区大门等处，也要安装摄像头，可以全天候实时监视出入大门的车辆、人员以及禁区人员情况，确保牛场封闭式管理及防疫生产安全。

3 采用电子监控系统产生的积极作用

以前安装监控设备主要是为了某些方面的安全需要，现在牛场安装监控系统在养牛业生产中主要有以下几个方面的作用。

3.1 防疫、防应激作用

安装视频监控系统后，外来参观、采购人员不必直接与动物接触，只需通过监控显示器浏览就可以全面、透彻地观察和掌握畜禽的群体及个体状况，避免了人畜直接接触造成疫病传播或者交叉感染以及应激反应，减少了养殖场事前事后不必要的防疫、防应激措施和费用，避免了动物因应激反应造成经济损失。

3.2 监督作用

通过安装在各个单元牛舍内的摄像头，将现场的视频集中传送到监控室，管理人员不用亲临现场，在监控室中或通过上网就能同时对多个牛场实时监督和管理，并根据所拍摄的图像判断牛群健康状况，以及饲养人员是否按操作规程生产，是否尽责，不仅提高了管理效率，还便于及时纠正生产过程中存在的违规现象，降低重大生产事故发生的可能性［1，4］。

3.3 观察牛只的作用

过去，各牛场的分娩产犊室为了做好接产工作需要专人看守，现在，通过安装的监控器观察产犊室，到时通知接产人员进舍接产即可，可以减轻员工的劳动量。当某个单元出现问题是时，可以通过摄像头跟踪观察牛只的生长发育和饲养管理情况，根据需要可以邀请专家通过远程视频监控系统对牛场提供远程指导和诊疗服务［1］。

3.4 展示作用

安装监控系统可通过一点了解全场［1］。外来人员、参观人员 、购买人员在监控窒里就可看到牛场的全部情况，甚至通过上网就可以远程实时看到牛场的视频图像，牛场可以把养牛生产过程中的录像放在网站上让客户随时上网查看，不用进生产区就可以了解企业的各种情况。用摄像头监控，不仅提升牛场的信息管理水平，而且方便顾客选购产品。特别是当上级领导来牛场参观访问时，可以避免直接进入牛舍，减少疾病传播的机会，同时通过监控系统，将生产情况展示给来访者，以增进了解和促进宣传。视频监控系统在养殖场应用后，已接待各类参观学习、检查指导团体30批次、约2万人次，取得了积极的展示、宣传效果。

3.5 降低管理成本

对于养牛规模较大且牛场分布地域性广的企业，如果要亲临牛场检查，每年要用去大量的差旅费用［1，4］，有了视频监控系统以后，既节省时间又节省管理人员大量的差旅费用。同时亲临牛场现场进行检查时会使牛群受惊吓，造成应激，影响牛只的生长发育，使用监视系统就避免了这种情况有发生；应用视频监控系统，可以减少牛场的管理人员，降低成本；视频监控系统安装以后可以有效地监督牛场各单元工作环境和生产秩序［1］。

3.6 提高牛场管理层次

作为牛场的管理层，越来越多的时间被处理业务和日常工作所占用，很少能抽出时间去牛场生产一线了解生产情况，掌握牛场生产的第一手资料，视频监控作为一种对生产一线的实时反映工具，在一定的程度上节约了管理人员的工作时间，使得他们在出差的过程中也能够随时了解牛场生产的情况，提高了其工作管理效率。同时，也在很大程度上提高了广大生产一线员工的责任心人工作积极性［4］。

3.7 便于调查和明确责任

由于生产过程录像被存储备份，即使发生了一些不可预测的事件，也便于事故发生以后第一时间内明确事故责任，找出事故发生的原因，避免今后类似的事件重演［1，4，5］。

3.8 视频监控的应用效果明显

首次在全市将视频监控技术应用于畜牧业生产管理，通过对视频监控技术在畜牧业生产中的应用研究，增加了畜牧业的科技含量，降低了管理成本，减少了疫病传播的几率和防疫成本，提高了养殖企业的社会效益、经济效益，进一步促进了全县畜牧养殖业的发展。该场每年可节约劳力1 500人（次），减少成本9万元。该项目建立视频监控系统应用示范点1处，建设主监控室1个，副监控室3个，共安装摄像头23个。其中牛舍内安装21个，场区内安装2个（高速球），有效提高了牛场的管理层次，也在很大程度上提高了广大生产一线员工的责任心和工作积极性。视频监控系统在养殖场应用后，共接待各类参观学习、检查指导团体30批、约2万人次，取得了积极的展示、宣传效果。同时取得了积极的生态效益。

4 项目实施情况

4.1 实验与推广情况

该实验项目，从2008年6月起实施，至2009年6月，完成了监控系统安装工程。品玉牛场总共安装摄像头23个，其中牛舍内安装21个，场区内安装2个（高速球）。每栋育肥牛舍内安装2个摄像头，分别安装在牛舍两端的横梁上，可以做到无盲区，能够在值班室内清楚的观察到每头牛的活动情况。产房内安装的是球机，它可以按照设定好的巡航路线上下左右自动旋转，能够观察到产房内每个角落的情况，而且还可以通过远程计算机调整光圈、焦距，既能观察全舍情况，又能观察到每个细节，就连牛耳朵上的耳号都看得清清楚楚。场区内的2个球机，按照事先设置好的巡航路线不停转动，整个场内情况一目了然。所有这些摄像头都连接到一台监控机上，然后通过光纤传输到其他计算机上，只要在这台计算机上安装上中维安防全球通分控系统，就可以看到监控范围内的情况，并且在只要有互联网的地方都可以看到，十分方便。

4.2 监控系统在牛场的具体应用

品玉牛场采用的视频监控系统主要由摄像机部分、传输部分、控制与记录部分以及显示部分四大块组成。

摄像部分由23台摄像机组成。在牛舍的摄像机上加装变焦距镜头，使摄像机所能观察的距离更远、更清楚；场区的摄像机安装在电动云台上，可以使云台带动摄像机进行水平和垂直方向的转动，从而使摄像机能覆盖的角度更大。为了防尘、防雨、抗高低温、抗腐蚀等，对摄像机及其镜头还加装了专门的防护罩，甚至对云台也采取相应的防护措施。

传输部分就是系统的图像信号通路。在传输方式上，牛场采用光纤来传输，共用光纤1000m。

控制与记录部分，牛场所用的硬盘录像机的技术发展得较完善，不但可以记录图像和声音，而且还包含了画面分割切换、云台镜头控制等功能，取代了以往使用的画面切换器、画面分割器、云台控制器、镜头控制器等。由于需要对云台、镜头（特别是高速球）进行非常方便的控制，还加配了1台控制键盘。

显示部分由4台监视器组成。分别设置在总监控室、展示大厅、值班室和饲养员宿舍。牛场的摄像机数量不是很多，要求不是很高，所以直接将监视器接在硬盘录像机上。

5 效益分析

5.1 经济效益显著

电子监控系统的应用节省劳力、减轻劳动强度，节约成本，提高了养殖场经济效益。项目实施后，该场全年省工1 500人次，节约防疫经费2万元，累计可节省成本9万元。

5.2 社会效益明显

项目实施后，可引导我县及周边地区养殖场大力推广信息化管理，体现人文关怀、促进社会和谐，社会效益明显。

5.3 生态效益良好

电子监控系统的应用，减少了大量外来人员与动物的接触，避免了牛只应激和疫病传播，保证了动物正常生长发育，维护了场区内正常的生产秩序，有利于发展生产。

5.4 为产业信息化发展提供科学依据

实施中经验和不足为今后工作提供了有益的借鉴。

6 讨论

为了更好地发展我县草畜产业，特别是肉牛基地建设，结合我县实际，提出以下建议：一是加大信息技术应用力度，不仅从养殖场的选址、设计、规划，养殖品种的引进等方面为养殖户做好前期准备工作，而且充分发挥畜牧部门的优势，积极与各大养殖企业联系，大力推广电子监控技术。二是进一步拓宽电子监控技术应用范围。使电子监控技术广泛应用于畜牧养殖业（牛羊猪鸡）生产的各个方面（如控温湿、配给料、清运粪等等）［1］巩固和扩大原有标准化养殖小区建设成果，推广普及规范化饲养和信息化管理（电子监控）技术，进一步提高生态效益、经济效益。

随着我国国民经济的不断发展和畜牧养殖业步伐的不断加快，畜牧养殖业生产中的劳动力成本也在不断提高，为了降低生产成本，目前规模养殖场生产中应用自动化控制设备也越来越多，如根据圈舍里的温度、畜禽的营养需要、饲料需要量等进行温度调整、配料投料、清除粪便等工作。这些自动化控制的养殖设备可以和监控系统进行连接，从而更大程度上提高畜牧养殖业的生产管理水平，随着规模的不断发展，电子监控系统将在畜牧业生产中发挥更加广泛的作用［7］。

［1］ 范晓男.电子监控技术在猪场中的应用［N］.知识创新农业，2011，1.1﹙2版﹚.

［2］ 罗世伟，左 涛，邹开耀.视频监控系统原理及维护［M］.北京.电子工业出版社，2007，（3）：3－4.

［3］ 康 磊.视频监控系统原理及实现［D］.北京：北京邮电大学，2010，1.10.1－5.

［4］ 郭小青.浅谈视频监控系统安装过程中的注意事项［EB／OL］.安防知识网（www.asmag.com.cn）2011.08.15.

［5］ 梁笃国，张艳霞，郑泽民，等.网络视频监控技术及应用［M］.北京.人民邮电出版社2009.09：36－38.

［6］ 吴 玮.多媒体通信.陕西西安：西安电子科技大学出版社［M］.2008，（2）：28－29.

［7］ 林小龙.基于 WEB的远程视频监控系统研究［D］.福州：福州大学，2005，12.