鸡采食和体重自动记录设备设计和试验

王开云，黄瑞森，钟日开，邹　平，耿　玮，陈君梅（.广东省现代农业装备研究所，广州　50630；.广东科学职业技术学院，广州　50640）



鸡采食和体重自动记录设备设计和试验

王开云1，黄瑞森1，钟日开1，邹平1，耿玮1，陈君梅2
（1.广东省现代农业装备研究所，广州510630；2.广东科学职业技术学院，广州510640）

摘要：饲料转化效率是家禽的重要性状，提升转化效率一直是过去50多年以来的育种目标。总体而言，饲料成本占到家禽生产成本的70%左右。目前，测定家禽个体采食量一般需要将其笼养单独测定，限制了被测定的家禽数量，而且测定时间一般也较短。本研究在家禽群养情况下，设计了一种自动记录采食量和体重的设备，以便于大规模长时间测定。试验结果表明，这种自动化设备可以准确地测定群养情况下每一只鸡的饲料转化效率。。

关键词：采食量，饲料转化效率，自动化

0　引言

在肉鸡饲养过程中，饲料成本占到养殖成本的70%左右［1］，肉鸡的料肉比直接关系着养殖企业和养殖户的生产成本和经营效益。因此，将优质的饲料充分转化为肉鸡的增量，即提高饲料的转化效率，降低料肉比是极为重要的。农业部2014年3月31日印发的《全国肉鸡遗传改良计划（2014-2025）》中指出，要培育黄羽肉鸡新品种，快长型黄羽肉鸡新品种饲料转化效率改善5%，即料肉比降低0.05个百分点；培育白羽肉鸡新品种，料肉比要达到1.70∶1以下。

目前，鸡的料肉比测定主要通过人工测定［2］，即将鸡关在鸡笼里面，每天或每周称取鸡的采食量和体重。人工测定耗费大量的时间和精力，测定规模非常小，测定过程也会对鸡产生应激，同时人工观察到的数据主观性强，误差较大，不利于精确、稳定、连续地记录；而且人工测定鸡采食量和体重也无法获取群养情况下单只鸡的采食和体重情况。随着科学技术的发展，集成电路技术、通讯技术、RFID技术、计算机技术、机电一体化技术等开始逐渐应用到畜牧设备当中，这些技术使得研制这种采食量和体重自动记录的设备成为可能。广东省现代农业装备研究所于2008年率先成功研制了猪的采食和体重自动记录设备（种猪生产性能测定系统），并用于种猪育种，目前国内应用广泛［3］。此设备可以在猪只群养自由采食的情况下自动记录单个猪只日增重、日采食量，并得出饲料转化率。由于这种测定更加贴近猪只自然饲养，加之可连续采集、记录相关生长数据，因而与传统测定方法相比，测定数据更加真实而准确［4］。而用于鸡采食和体重自动记录的设备，目前国内外均未见有报道。随着国内大型养鸡场朝着机械化、自动化、智能化发展，迫切需要研制鸡的采食和体重增重记录设备来代替人工进行测定，以便提升测定准确性，并可以大规模测定鸡的饲料转化效率，选育饲料转化效率高的鸡只。

本研究应用RFID无线射频识别技术、传感技术、信息传输技术，开发出能够监测与记录鸡个体实时采食行为、采食量、实时体重的测定和分析系统，实现了大规模群养鸡只情况下自动记录，分析得到每只鸡料肉比数据，从而可以大大加快鸡饲料转化效率性状的选育速度。

图1　鸡个体采食量和体重自动测定系统Fig.1 feed intake and live weight recording system for chincken

1.饲料称重机构；2.自动给料装置；3.信号灯；4.电箱盒；5.料桶；6.单体采食护栏装置；7.体重称重机构图2　测定站Fig.2 Electronic feeding station

1　系统总体设计及工作原理

系统总体设计：鸡个体采食量和体重自动测定系统集合并应用了现代计算机技术、微电子技术和通信技术为核心的现代化信息技术，总体设计上由一台计算机及多个测定站组成，见图1和图2。测定站关键部件由自动称重装置、单体采食护栏装置、自动给料装置以及监测控制器组成。测定站自动采集鸡的实时采食量、体重并通过监测控制器传送到计算机，再由计算机上的鸡个体采食量和体重自动测定系统软件进行分析统计。

工作原理：鸡个体采食量和体重自动测定系统利用RFID射频无源电子标签的识别技术，能从一个群体中识别出每个个体的身份，并对每个个体采食行为进行动态测定和记录。测定系统中每个测定站可以测定10～20只左右的鸡。当带有电子标签的测定鸡进入测定站采食时，测定站立即识别出测定鸡的电子标签号码，并实时监测鸡的采食量和体重，当这一采食过程结束后，系统会自动记录测定鸡进入和退出测定站的时间、测定鸡进入前及退出后料槽重量的变化，其中料槽的重量差即为测定鸡此次的采食量。在测定鸡采食的同时，鸡站立于个体称重机构上，称重秤将记录该鸡本次采食时的体重值。测定系统将每只测定鸡每次的采食量自动累加成为每天的采食量并更新数据库数据，并把每天鸡测定体重的平均值作为测定鸡当天的体重，以此作为计算日增重和饲料报酬的数据基础，并生成日增重、日采食量、料肉比等生产报告，为育种提供依据。

2　测定站关键部件设计

2.1自动称重装置设计

自动称重装置包括鸡体重称重机构（图3）和饲料称重机构（图4）：鸡体重称重机构负责测量鸡只的体重，饲料称重机构负责测量被测鸡只每次采食量。

1.固定板；2.传感器；3.过渡件；4.站台；5.防蹲件图3　鸡体重称重机构Fig.3 Weighting device for chicken

1.固定件；2.传感器；3.料槽图4　饲料称重机构Fig.4 Weighting device for feed

测定站的自动称重装置设计采用电子式称重，主要由称重处理电路、称重传感器、秤体等构成。称重处理电路与测定站的监测控制器连接。体重称重机构秤体主要由站台组成，鸡采食时站立在此站台上。饲料称重机构秤体由料槽构成，料槽设计为一面有开口，鸡采食时先站立于体重称重机构秤体上，将头伸进该料槽开口啄食。称重传感器将鸡体重和饲料采食量信息通过称重处理电路传送到测定站的监测控制器。

2.2单体采食护栏装置

测定鸡只进入测定站采食时，单体采食护栏装置（图5）与体秤一起构成一个相对独立的空间，采食护栏装置连接在测定站的料槽开口处，鸡采食时站在体重称重机构秤体上，头伸进料槽开口进行采食，采食护栏装置在料槽开口上方有块可调挡板，可以调节料槽开口大小，防止鸡只整个直接钻入料槽采食。鸡采食时采食护栏装置的扇门可以调节宽度尺寸，使得每次只允许1只鸡进入采食，避免其他鸡只干扰。

1.左竖板；2.扇门；3.挡板；4.上固定板；5.右竖板图5　单体采食护栏装置Fig.5 Single feeding guardrail

2.3自动给料装置

自动给料装置（图6）主要包括：电机，出料口、拨料装置。拨料装置是自动给料装置的关键部分，关系到能否严格按信号指令所要求的投料量精确投放饲料到料槽中。

1.出料口；2.电机；3.叶轮拨片；4.进料口；5.支撑板图6　自动给料装置Fig.6 Automatic allocating device

拨料装置设计成圆盘状，并且隔为4等分，进料口和出料口交错，分别对应加料桶和食槽，监测控制器通过控制驱动电机带动中间转轴旋转，拨料装置每旋转四分之一格下料一次，拨料装置一次完整旋转，可下料4次。

2.4监测控制器

监测控制器硬件由单片机、程序存贮器、数据存贮器、RFID无线射频读卡装置、电子称重电路、电机驱动电路、报警电路、LCD触摸屏智能终端、数据通信模块和稳压电源电路等组成。

控制器的软件包括主控程序、电子秤监控程序、RFID解码程序、通讯程序等组成。主控软件要实现的功能包括：监控管理，总线控制及地址分配，建立与PC上位机、电子秤、RFID的通讯，送料马达的驱动及管理等。软件程序还包括装于计算机上的鸡个体采食量和体重自动测定系统软件（种禽高分生长性能测定系统），它对监测控制器采集的鸡采食时间、采食量、采食次数、体重数据进行记录并统计分析，得出每一只鸡的料肉比数据。

3　鸡个体采食量和体重自动测定系统试验

试验在广东温氏食品集团有限公司下属鸡场进行。试验时间从2015年7月17号到2015年8月6号。试验结果如图7、8所示，系统可以分析获得每只鸡每天的采食量、体重、每天采食次数及总的采食持续时间，同时还可以准确的统计出每只鸡的料肉比数据并排列，为育种选种提供依据。

图7　鸡每天的采食量、采食次数、及采食时间Fig.7 The amount and duration of feed intake, the number of meals for chicken

图8　鸡的料肉比结果Fig.8 The results of feed efficiency for chicken

4　结论

本研究设计了一种鸡个体采食量和体重自动测定系统，可以在鸡群养自由采食的情况下自动记录单只鸡日增重、日采食量、并得出饲料转化率。该测定系统自动化程度高，可以大大节省时间，节省人力，提高劳动生产率，降低生产成本。我们预期该测定系统的成功开发将会改变我国饲养模式，由于其技术的先进性和价格成本优势，将会得到我国各养鸡场的认可和广泛推广应用。

参考文献

［1］上官新.家禽生产中造成饲料浪费的原因及预防措施［J］.中国禽业导刊，2014（19）：62-62.

［2］鲁生霞，张德祥，叶京年，等.土鸡饲料转化率测定研究［J］.养禽与禽病防治，2011（1）：5-8.

［3］黄瑞森，钟伟朝，李焕烈，等.智能型种猪测定系统的研究［J］.现代农业装备，2012（1）：64-66.

［4］陈君梅，黄瑞森，钟伟朝.智能种猪测定系统机械装备的设计与研发［J］.农机化研究，2014（8）：98-103.

Design and Experiment of Feed Intake and Live Weight Recording System for Chincken

Wang Kaiyun1，Huang Ruisen1，Zhong Rikai1，Zou Ping1，Geng Wei1，Chen Junmei2
（1.Guangdong Institute of Modern Agricultural Equipment，Guangzhou 510630，China；2.Guangdong Institute of Science and Technology，Guangzhou 510640，China）

Abstract：Feed efficiency is a very important trait in poultry and has been a breeding objective for over 50 years. It is generally accepted that feed costs represent about 70%of the cost of poultry production. Nowadays，measuring the individual feed intake of poultry can only be done by isolating an animal in a cage. Due to the limitations of the measuring equipment，only a few animals have been included in these experiments，and the duration of recording was restricted to short periods. This paper provides an automatic feed intake and live weight recording equipment to enable the continuous recording of feeding characteristics and live weight for a large numbers of animals under practical conditions over long periods. The experiment applied this system shows that it can measure individual feed intake and body weight for chicken kept in groups.

Key words：feed intake，feed efficiency，automatic

基金项目：国家科技支撑计划子项目（2014BAD08B08-2）

作者简介：王开云（1980-），男，汉族，博士。主要从事现代畜牧养殖机械设备的研究。