物联网在智慧畜牧业高质量发展中的作用浅析

物联网在智慧畜牧业高质量发展中的作用浅析

黄林，乌尼尔，路敏，武文红，马瑞强

内蒙古工业大学信息工程学院

摘要：畜牧业是整个农业生产体系的重要组成部分，是关系国计民生的重要产业。但随着畜禽养 殖业的不断发展，传统养殖方式已经落后于畜禽养殖业的发展要求。养殖模式落后、信息化程度不高 等问题凸显。伴随着信息技术的飞速发展，物联网异军突起。物联网技术是信息产业革命第三次浪潮 和第四次工业革命的核心支撑，将物联网技术应用到智慧畜牧业建设中，助力智慧畜牧业高质量发展 成为业内研究的重点。

关键词：物联网；智慧畜牧业；畜牧业发展

我国是一个农业大国，畜牧业是其中的一大 支柱。畜牧业是整个农业生产体系的重要组成部 分，关系国计民生。在十四五期间，畜牧业发展将迎来重要的历史机遇。对稳产保供提出了更高的要求。在《规划》中重点提出，在2025年，全国畜牧业现代化建设取得重大建设，构建“2+4”现代畜牧业产业体系---生猪、家禽两个万亿级产业，奶畜、肉牛肉羊、特色畜禽、饲草四个千亿级产业。

但随着畜禽养殖业的不断发 展，传统养殖方式已经落后于畜禽养殖业的发展 要求。养殖模式落后、信息化程度不高等问题凸 显。畜牧业发展，急需各种高新信息技术的融入 和保驾护航。

1、智慧畜牧业政策背景

智慧养殖是一个让养殖业实现“替代人”生产的概念，主要是通过集管理软件、监控平台和云服务等于一体的智能服务平台的应用，进而来对养殖过程进行智能化的干预和控制，让养殖业的生产和管理变得高效化。

近年来，中国关于智慧养殖方面的政策逐渐完善，养殖业与现代科技融合发展。2015年国务院出台《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，《意见》中明确指出在畜禽标准化规模养殖基地和水产健康养殖示范基地，推动饲料精准投放、疾病自动诊断、废弃物自动回收等智能设备的应用普及和互联互通。 2022年2月，农业部在出台的《“十四五”全国农业农村信息化发展规划》中指出要推进智慧牧场建设，加快规模养殖数字化改造。在全方位的政策加持下，把现代科学技术运用到养殖业中，很好地促进了养殖业的发展。

2、物联网

物联网主要是凭借约定好的协议将原来独立存在的各个设备进行彼此的相互连接，并最终成功实现智能识别、定位、跟踪、监测、控制和管理的一种网络，不需要人与人、或人与设备之间进行互动。物联网简单来讲可以理解为“物物相连的网”，主要在一些领域中进行运用，例如智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力等领域。

目前物联网产业的发展正在飞速进行，从智能电视、智能家居、智能汽车、医疗健康、智能玩具、机器人等向可穿戴设备领域进行延伸。 物联网将通过发展智能硬件不断渗透多元的消费场景，从而营造出更加美好的生活环境，也就是生活变得更加便利、舒适、安全、节能。

2.1 物联网的概念

  物联网（Internet of Things，简称 IoT）是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。基于互联网基础上的延伸和扩展的网络，将各种信息传感设备与网络结合起来而形成的一个巨大网络，实现任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通。

  简单地说，物联网就是把所有的物体连接起来相互作用，形成一个互联互通的网络，这就是物联网。如果说互联网是我们身体的虚拟大脑，那么物联网就是我们身体的感知系统，就像眼睛和耳朵一样，让我们能够感知外部事物。物联网包括感知、网络和应用三个方面。感知是数据的获取，包括听觉（语音识别）、视觉（摄像头、人脸识别）、感觉（气体、烟雾、红外传感器）、运动（振动、加速度传感器）等识别感知系统和芯片；网络是平台 / 运营商等存储和分析数据；应用即落地实现，如：智能电表、共享单车等。

2.2 物联网的基础架构

物联网的基础体系架构可以分为三个层次： 感知控制层、网络传输层和应用服务层.

2.2.1感知控制层

感知控制层简称感知层，它是物联网发展和应用的基础，包括条形码识别器、各种类型的传感器（如温湿度传感器、视频传感器、红外探测器等）、智能硬件（如电表、空调等）和网关等。各种传感器通过感知目标环境的相关信息，自行组网以将信息传递到网关接入点，网关再将收集到的数据通过数据传输层提交到数据处理层进行处理。数据处理的结果可以反馈到感知控制层，作为实施动态控制的依据。

2.2.2 网络传输层

传输层是物联网设备实现连接的通道，承担连接终端设备、边缘、云端的职责，主要是无线传输。随着物联网设备数量快速增加，应用场景日益丰富，市场对网络连接能力提出了更高的要求。

   无线传输通信技术是物联网行业的主要发展趋势。物联网的传输层负责将感知层识别和采集的信息进一步传递，其中涉及到多种网络通信技术，通信技术可分为无线传输技术和有线传输技术，而根据实际应用发展情况，无线传输是主要发展趋势，因此物联网传输层主要关注点在无线传输技术。

2.2.3 应用服务层

应用层位于物联网三层结构中的最顶层，其功能为“处理”，即通过云计算平台进行信息处理。应用层与最低端的感知层一起，是物联网的显著特征和核心所在，应用层可以对感知层采集数据进行计算、处理和知识挖掘，从而实现对物理世界的实时控制、精确管理和科学决策。

物联网应用层的核心功能围绕两个方面：一是“数据”，应用层需要完成数据的管理和数据的处理；二是“应用”，仅仅管理和处理数据还远远不够，必须将这些数据与各行业应用相结合。例如在智能电网中的远程电力抄表应用：安置于用户家中的读表器就是感知层中的传感器，这些传感器在收集到用户用电的信息后，通过网络发送并汇总到发电厂的处理器上。该处理器及其对应工作就属于应用层，它将完成对用户用电信息的分析，并自动采取相关措施。

3、物联网在智慧畜牧业中的应用

3.1 畜牧业的环境监测

　　主要监测畜牧业环境的温湿度、光照度、二氧化碳浓度、氨气等对于牲畜生长有影响的环境因素，以及猪只的体重、活动行为、进食情况等，以数据、曲线图形式反馈;可接入网络摄像头，同步查看猪群的生长行为;

基于实时监测的环境数据，结合管理者设定的牲畜环境管理策略，也就是育雏、生长、怀胎、产仔等阶段所需的条件，智能调控冷风机、通风机、自动喂料机、饮水机、清粪系统等，管理保持牲畜的环境处在利于牲畜生长状态下。

3.2 畜产品运输环节

畜产品运输环节的应用主要体现为对畜产品的监控、跟踪及道口检查。RFID可以为物流公司提供实时监控和跟踪服务，对于业主也可以通过计算机网络方便地查看自己货物的位置等情况。同时，也可以准确地记录畜产品在运输途中变质的时间和原因，并且因此确定是供应链中的哪个环节应该负责。

4、结束语

总之，物联网技术在现代畜牧业中的应用可以帮助畜牧业主更好地管理动物，提高生产效率和质量，实现智能化和可持续发展。尽管物联网技术在畜牧业的应用还处于起步阶段，但是随着技术的不断发展和完善，物联网技术在畜牧业中的应用将会越来越广泛，为畜牧业的可持续发展提供更好的保障。

参考文献

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