规模猪场人工智能监控和预警的研究和应用概况

（湖南省畜牧兽医研究所，湖南长沙 410131）

规模猪场人工智能监控和预警的研究和应用概况

伍佰鑫 浣 成 张翠永 罗 阳 李 晟

（湖南省畜牧兽医研究所，湖南长沙 410131）

人工智能技术已经进入各行各业，世界也已经进入人工智能技术竞争的时代。国内、国际的养猪业都在研究和应用无线射频识别技术、视频监控技术等。本文综述了养猪业中无线射频识别和视频监控技术的应用，阐述了无线射频识别和视频监控的工作原理。中国作为养猪大国，应当在规模养猪管理设备设施的研发方面加大投入。

猪；耳标；无线射频识别；传感器；视频监控

S818.5

A

1673-4645(2017)12-0060-02

2017-11-08

伍佰鑫（1963-），男，湖南长沙人，高级畜牧师，研究方向为畜禽养殖技术推广，E-mail：939596718@qq.com

随着计算机和互联网技术的飞速发展，人工智能技术已经进入各行各业，世界已经进入了人工智能技术竞争的时代。中国作为养猪大国，应当在规模养猪管理设备设施的研发方面加大投入。

1 无线射频识别技术在养猪业中的应用

无线射频识别（RFID-Radio Frequency Identification）系统包括标签（又称为射频卡）和读写器两部分，标签的几个主要模块集成在一块芯片中，芯片的作用是完成与读写器通讯，芯片上的内存部分用来储存识别号码或其他数据。读写器主要包含收发天线、收发模组及控制电路，它在一个区域内发射能量形成电磁场，当标签经过该区域检测到读写器信号时，会将读写器发射的电磁波能量储存起来，作为标签所需的电能。同时，标签内的信息以无线电波的方式传给读写器[1]。

近些年，RFID在中国养猪业领域的研究和应用已有所进展，例如生猪安全生产自动监控，每头猪拥有全国范围内的唯一编码，从出生至淘汰（转化为产品）过程中的饲养、防疫、治疗、相关责任人信息等及时储存在中央数据库，各级管理部门可异地调用和监管[2]；给种猪佩戴RFID电子耳标，识别与追踪种猪个体流动情况[3]；将电子耳标读取装置安装在投料栏内，佩戴电子耳标的生猪进入投料栏采食前，其信息会传送到管理系统，根据进食规则自动分配饲料量，从而实现生猪自动饲喂控制[4]。利用摄像头的视频监控技术也在尝试应用于规模猪场，用视频监控设备采集数据，识别猪的行为（趴窝、站立、漫步、跑动、采食、饮水、排泄等），根据猪的行为变化判断猪的健康状况[5]。

韩国忠南省天安国家动物科学研究所实验猪场，猪舍天花板中部安装1个广角摄像头，可监控7个猪栏内断奶仔猪的行为，视频保存在办公室电脑，能随时分析与应用[6]。鉴于猪的一些急性疾病发现时间晚会造成重大经济损失，因此实时观察猪的运动、采食等情况非常有必要。猪发病前的征兆通常是发烧（体温升高）、运动量减少，随即出现采食和饮水量减少。西班牙马德里计算机大学和兽医学院联合开发了一种新型人工智能系统[7]，可及时监控猪的体温、饮水和运动等指标，对早期发现病猪效果显著。

2 无线射频识别和视频监控在猪场中的工作原理

在猪舍的每2个猪栏附近安装1个视频监控系统（与控制中心相连），每天24小时记录猪的活动情况。每头生猪的耳标装置里有1个无线射频识别（RFID）阅读器，通过插入耳朵背后锁骨枕肌肉里的微晶片记录皮下温度，耳标装置里还有一个加速计、1个无线电收发器，将数据传输到一个基站，基站距离耳标收发器50 m以内。猪舍内与自动饮水器相连的水流速度或水流总量、环境温湿度数据等均可通过传感器与基站相连的电缆传送到远程服务器。任何计算机或智能手机都可通过密码和互联网从远程服务器检索数据（图1）。

猪的采食和运动情况通过视频监控，同样与远程服务器相连，通过计算机进行比对和分析。当某头猪的采食次数、采食量和运动情况不符合正常数据时（图2），就要结合（耳朵）皮肤温度、（与自动饮水器相连的水管中）水流速度或水流总量、舍内温湿度数据进行综合分析，并到猪栏附近现场检查核实，及时排查、隔离或治疗病猪。

3 小结

图1 生猪体温/饮水适时监控系统示意图

图2 发病猪趴地/不采食/不运动

中国规模猪场推广应用人工智能设备是跨学科、跨行业的举措，牵涉领域较广，需要计算机专业人员开发“成熟的”软件；专门厂家生产（猪用）多功能电子耳标、无线射频识别装置、（广角）摄像头等视频监控装置；猪场经营者需要提高认识，在比较智能设备购买成本和猪病治疗开支或死亡损失等基础上进行积极合理地安装；需要培训出熟练运用人工智能管理软件的畜牧兽医技术人员，尽早推广运用人工智能设备管理猪场，提升中国猪业的国际地位。总之，规模猪场应用人工智能技术方兴未艾、前景广阔。

[1]蒋甲生.无线射频识别技术探讨 [J].科技信息 (科学教研),2007(27)：312,532.

[2]刘富来,冯翠兰,陆英杰,等.基于RFID技术的生猪安全生产自动监控系统的设计与应用[J].中国兽医杂志,2010(4)：79-81.

[3]白红武,冯国兴,丁维荣,等.基于物联网技术的种猪管理平台[J].物联网技术,2013(3)：61-64.

[4]舒娟,易烈运,彭安,等.基于RFID的生猪自动饲喂控制系统的研究[J].中国农机化学报,2017(2)：73-75,119.

[5]杨威,俞守华.视频监控技术在生猪规模化养殖中的应用[J].现代农业装备,2014(4)：37-41.

[6]Hwang HS,Lee JK,Eom TK,et al.Behavioral characteristics of weaned piglets mixed in differentgroups[J].Asian-Australasian Journal of Animal Sciences,2016,29(7)：1060-1064.

[7]Martínez-Avilés M,Fernández-Carrión E,López García-Baones JM,et al.Early dection of infection in pigs through an online monitoring system [J].Transboundary and Emerging Diseases,2017,64(2)：364-373.