基于Django的马匹信息管理系统的设计

郭斌, 张太红*, 孟军, 李海, 翟少华,朱让东, 艾柯代·努尔买买堤, 张泽宇

(1.新疆农业大学 a.计算机与信息工程学院; b.动物科学学院; c.动物医学学院, 新疆 乌鲁木齐 830052; 2.昭苏县西域马业有限责任公司， 新疆 伊梨 835602)

0 引言

近年来，随着经济的飞速发展，马从仅作为驾车和主要畜力之一的传统产业向体育竞技、旅游休闲和健康营养食品开发等多用途产业转型。国际上许多国家积极地发展马产业，如美国发展休闲骑乘马产业，马匹存栏数量有较快的增长；日本则以赛马为主，目前年生产纯血马约8 000匹；俄罗斯则以马奶生产营养丰富的饮品[1]；中国自古以来就是养马大国，截止到2018年，中国马匹存栏数量为374.3万匹[2]。目前我国也在大力发展马产业，促进马产业转型。因此，使用信息化手段能够更加合理地、科学地养马、管马，从而对进一步发展马产业和促进马产业升级具有重要意义。

1 研究现状

在互联网和人工智能快速发展的环境下，许多研究人员已经开始致力于家畜的管理系统研发。加拿大圭尔夫大学的W.G.Etherington于1987年开始研究牛群管理系统[3]，探讨了在奶牛繁殖管理中应用的实践经验;西班牙的Melgarejo. I于2000年设计了马匹谱系记录管理软件[4];马来西亚彭亨大学的Mohd Hisyam于2013年研发了基于Android智能手机的家畜信息系统，实现了家畜健康数据的连续存取[5],2014年为了帮助农民和牲畜兽医共享信息，又研发了基于RFID的畜禽健康管理系统[6]。印度尼西亚的Faruq研发了基于物联网的奶牛智能疾病检测系统，使用传感器对奶牛的体温和心率进行监测，从而实现对奶牛的健康程度的观测[7]。

国内研究人员也开发了大量的家畜管理系统，例如：1987年黑龙江八一农垦大学的孙德林按照“自顶向下的方法学”的思想，从奶牛的饲养、管理和遗传繁育角度论述了奶牛计算机管理系统的基本结构[8];1994年安徽省保健公牛站的谢瑞宝开发了公牛冷冻精液计算机管理系统[9]。近几年，研究者还对家畜管理系统进行深入地研究,2013年新疆农业大学马产业研究院的穆行夫对马匹管理系统的建设研究进行了探讨，为之后的马匹管理系统的开发提供了思路[10];2014年南昌大学科学技术学院的王宇开发了基于B/S模式的纯血马登记管理系统，实现了马匹在线登记的基本功能[11];2014年东北农业大学王超设计了马场病历信息管理系统，实现了马匹病历的登记与记录[12];2018年沈阳农业大学的沈秋采开发了马场信息综合管理系统[13]，为马场的综合信息化管理提供了思路;2020年江苏农牧科技职业学院的任玲设计了基于Android 的畜禽舍环境无线监控系统，实现了对养殖场的环境温湿度、光照度和室内有害气体浓度的实时监测[14]。

为了畜牧产业的进一步发展，许多研究者结合信息技术对家畜管理系统做了大量的研究。本系统在总结前人经验的基础上，结合部分马场的实际情况开发了适合现代马场且操作简单的基于Django框架的马匹信息管理系统。本系统为综合各马场管理的大平台，每个马场都有单独的管理员，以完成本马场的各项记录管理。在本系统中，每个马场之间信息互相是不可见的，充分保证了各场之间的独立性与保密性。

2 系统总体方案设计

马匹信息管理系统主要由硬件层、数据层、应用层和服务层组成。硬件层包括RFID和传感器等硬件，主要完成数据的采集服务;数据层主要提供数据存储服务;应用层通过数据层提供数据支持完成应用服务;最终用户通过服务层获取本系统的服务。系统构架,如图1所示。

图1 系统构架图

3 系统功能模块设计

新疆是国内大型养马基地之一[15-16]，故针对新疆伊犁州昭苏马场、伊犁种马场、新疆西域马业伊犁马研究繁殖中心等马场进行了调研。根据调研情况将系统分为马匹档案功能模块、饲养管理功能模块、电子病历管理功能模块、种公马管理功能模块、繁殖管理功能模块和人员管理功能模块。系统功能模块图,如图2所示。

图2 系统功能模块图

3.1 马匹档案功能

马匹档案功能包括马匹的基本信息录入、马匹信息的补充、马匹信息统计和马匹体重的估测。马匹的基本信息录入包括马的RFID芯片号、烙号、中文名、英文名、所属马场、性别、品种、出生日期、出生地、是否进口马、是否为双胞胎、胎次和父母情况等信息，马的个体识别是通过使用扫描植入马体内的RFID芯片完成的，用户通过使用RFID扫描枪扫描，即可将马的身份信息扫描至系统中，芯片号一般为唯一的15位数字；马匹信息的补充包括马的前视图、右视图、后视图和左视图的图像采集，还有马匹外貌特征的标注、马匹体尺信息的采集、马匹信息谱系图的生成和马匹状态(死亡、丢失、售卖、正常)情况等内容;马匹信息的统计包括统计马匹各品种的数量，统计公马、母马和阉马各自的数量等;马匹体重估测功能主要通过体尺参数利用RBF神经网络模型估测体重。马匹档案录入界面,如图3所示。

图3 马匹档案录入界面

马匹注册首先需要用户通过登录授权后进入马匹档案界面填写马匹相关信息;数据填写完成提交后还需要在补充页面中进行马匹外貌特征和马匹照片等信息的补充;信息补充完成后，点击提交即可进入等待管理员审核状态。进入管理员审核状态后就不可以再修改马匹档案信息，管理员通过在现场对马匹信息核实无误后即可让该马匹注册信息通过。一旦审核通过，只能对补充信息中的部分内容进行修改，其它基本信息则再不能修改。补充信息再次修改的内容必须通过管理员审核后才能生效。操作流程图,如图4所示。

图4 马匹注册信息流程图

3.2 饲养管理功能

饲养管理功能主要包括原料的信息管理、饲养标准的信息管理和营养配方的推荐功能。原料信息管理主要实现的是对原料、营养成分和价格等信息的管理；饲养标准主要完成对原料、营养成分的登记、设置和调整；营养配方的推荐功能是综合考虑马的日均营养量与原料中的营养成分等因素，利用目标规划算法估算出来的饲料原料的使用量，最后再结合马的体重、用途和身体状态等信息来形成推荐的营养配方[17-18]。饲养管理最优营养配方界面，如图5所示。

图5 饲养管理最优营养配方界面

3.3 电子病历管理功能

电子病历管理功能主要分为两部分，一部分是马的防疫记录，一部分是马匹治疗诊断记录。马的防疫记录是通过扫描马匹的RFID芯片号和选择相应的疫苗即可完成录入;马匹的治疗诊断记录包括病历记录、病历补充、病历查询和复查提醒。病历记录的录入也是通过扫描马的RFID芯片号，然后输入症状、治疗方案，并上传病灶图片完成所有信息的录入。如果马匹还需要再次诊断，可以在系统页面内填写复查时间，系统会根据复查时间进行提醒。电子病历录入界面,如图6所示。

2010级的医学生久太加从曼巴扎仓毕业后在西宁藏医院工作了三个月，还是放弃了大城市的工作，回到曼巴扎仓做实习曼巴，负责住院部的工作。他是一个喜欢唱歌、注重发型的小伙子。我们见到他时，他正在用三轮车给住院部运水，病人和家属纷纷拿出水桶排队接水。久太加的裤子、鞋子都被水打湿了，发型也遭到破坏，然而在大家的目光和语气中久太加是好样的。久太加每天下午五点去住院部查房，嘘寒问暖，了解病情，有时候还为病人唱上一曲。这就是曼巴扎仓的医患关系，亲和得让人觉得不真实。

图6 电子病历录入界面

3.4 种公马管理功能

种公马管理功能主要完成精液的管理、精液使用查询和公马生殖性能的评价。每匹马采集精液后会在相应的精液管上粘上一维条形码，每次录入精液信息时，同时根据公马的RFID号和精液管上的一维条形码共同录入。每次使用精液时先扫一维条形码，再扫母马的RFID号共同录入，以保证精液可追溯性。再根据在繁殖管理功能里的母马繁殖情况对公马的生产性能做综合评价。精液一维条形码记录界面,如图7所示。

图7 精液一维条形码记录界面

3.5 繁殖管理功能

繁殖管理功能包括母马状态查询、母马配种检查记录、马驹记录和母马繁殖情况统计功能。其中,母马状态查询主要显示母马是否为发情或怀孕;母马配种检查记录主要完成除了记录母马每次孕检结果外，还会自动提醒下次检查时间与项目;马驹记录主要记录母马生下的小驹情况，以构建马匹的谱系图;母马繁殖情况统计功能主要统计母马的怀孕与繁殖情况，通过对比数据对母马的繁殖能力进行评价。配种后检查录入界面,如图8所示。

图8 配种后检查录入界面

3.6 人员管理功能

各马场子系统中的角色有管理员、档案员、饲养员、兽医和配种员等。系统会根据角色分配不同的操作界面，每个角色只能在自己所负责的操作界面中进行操作。人员管理功能主要是维护该马场人员情况，保证所有记录的连续性和完整性。人员管理功能包括审核用户、离职用户、查看角色和变更马匹负责人等功能。审核用户功能,如图9所示。

图9 审核用户功能

4 总结

系统设计了马场的信息管理系统，实现了马匹档案、饲养管理、电子病历管理、种公马管理、繁殖管理和人员管理等功能。系统中每次填写都会自动记录填写者信息，极大程度上保证了数据的真实性和可追溯性。本系统还在满足马场管理的基础上简化了操作流程，有利于系统的推广与使用。