基于物联网基础的肉牛信息化管理系统研究

郑海英，贾伟星

（通辽市畜牧兽医科学研究所 028000）

随着信息化在各行各业的应用，也为肉牛业的进一步发展带来了契机，信息化养殖通过利用物联网、大数据等信息手段，通过管理系统实现了快速查询、精确统计和科学分析，从而实现牛群的精细化管理，提高生产效率。

1 肉牛信息化管理系统设计

肉牛信息化管理系统运用成熟的数字化和物联网技术，对肉牛繁殖、饲养、疾病控制和肉牛整个生产过程的各项指标数据进行采集、统计、分析，控制在生产中存在的各种问题，实现标准化、精细化管理，提高肉牛生产性能和生产效率，提升经济效益。系统总体架构从下至上主要由五部分组成，分别为网络基础设施层、数据层、应用支撑层、业务应用层、用户层。

1.1 网络及基础设施层，是整个系统建设的基础。包括网络建设、主机及相关的操作系统、配套软件。

1.2 数据层，主要是提供对系统建设所需的数据的存储服务，包括业务中心数据库以及非结构化的数据存储。

1.3 应用支撑层，主要是支撑系统所需的支撑模块和接口。

1.4 业务应用层，主要是肉牛养殖企业信息化生产管理系统。

1.5 用户层，主要包括管理者、监管部门、企业及消费者。

1.6 对外接口，为预留的统一对外接口。

2 业务功能设计

系统主要包括14个功能模块，即购入牛管理模块、繁殖母牛配种管理模块、繁殖母牛产犊管理模块、健康档案管理模块、饲养管理模块、饲草料管理模块、日粮配制管理模块、药品管理模块、预警管理模块、转群转场管理模块、出栏牛管理模块、统计分析模块、系谱档案管理模块、基础数据管理模块。信息录入方式有PC端和手持APP两种录入两种方式。

2.1 购入牛管理模块

牛只购入时，企业将购入牛信息录入到本模块中，实现对购入牛信息的查询和管理。牛只入场时，能过布置在入口处的自动称重系统（由RFID自动读取设备、电子称、电子拍照设备集成）读取电子耳标号、称重和图像采集，经整合后传入系统数据库。其他牛只信息手动录入到系统中，包括牛场名称、供应商名称、购入牛基本信息（月龄、品种、初生日期、父母等）。

2.2 繁殖母牛配种管理模块

企业将母牛配种信息录入到本模块中，实现对母牛配种信息的查询和管理，如精液编号、初情期、发情周期、配种日期、预产期、配种员等。

2.3 繁殖母牛产犊管理模块

企业将母牛产犊信息录入到本模块中，实现母牛产犊信息的查询和管理，如初产月龄、产犊日期、生产状况、初乳时间、接产员等。

2.4 健康档案管理模块

企业将健康档案信息录入到本模块中，实现健康档案信息的查询与管理，如疾病治疗、消毒记录、免疫记录等信息。

2.5 饲养管理模块

完成牛只饲养投喂信息的录入，包括牛舍号、配料员、存栏数量、栏位、饲料名称、预投量（早）、实投量（早）、预投量（晚）、实投量（晚）、备注等。其中预投量由日粮配制人员按日粮配方计算出每栋牛舍应该投喂的日粮量，以及所需的原料量，通过场区的无线wifi环境，将此信息发送到TMR信息接收器中，由TMR完成相应日粮的混合工作。然后TMR时行投喂。实投量由TMR车上的软件感应到TMR实际投喂量后，通过厂区无线wifi环境传送到系统数据库，进行记录。

2.6 饲草料管理模块

企业将饲草料管理信息录入到本模块中，实现对饲草料信息的查询和管理，包括饲草料入库管理、饲草料出库管理，自动将各品种饲草入库量、出库量、库存量进行关联。

2.7 日粮配制管理模块

可以实现日粮配制功能及日粮配方管理功能。

2.8 药品管理模块

企业将药品管理信息录入到本模块中，实现药品信息的查询和管理，包括药品入库管理、出库管理，自动将各品种药品入库量、出库量、库存量进行关联。

2.9 预警管理模块

对于需要进行预警的事项，设置预警提醒，如母牛预产期的提醒、犊牛断奶日龄提醒、转群提醒、饲草料库存量提醒、药品库存量提醒等，这样人员可以提前做好准备工作，节省工作时间，提高工作效率。

2.10 转群转场管理模块

包括转场管理、转群管理管理，录入的信息包括牛场名称、数量、牛的类别、耳标号、时间、转群转场原因等。

2.11 出栏牛管理模块

企业将育肥牛出栏信息录入到本模块中，实现对育肥牛出栏信息的查询和管理，由放置在出口处的自动称重系统自动完成电子耳标信息、体重信息、图像信息的采集和上传，同时将出栏牛的单价、去向录入到系统中。

2.12 统计分析模块

系统可以自动统计分析相应数据，并提供图表，为企业生产提供指导。包括一定时间段内育肥牛出栏统计、牛群死亡统计、发情率统计、受胎率统计、繁殖成活率统计、产犊间隔、配种指数、饲草料消耗量、药品使用量、料肉比等数据统计。

2.13 系谱档案管理模块

对于饲养母牛的企业来时，此模块信息必不可少。需录入的信息包括父母信息、（外）祖父母信息、（外）曾祖父母信息等，并能自动生成系谱，实现打印功能。

2.14 基础数据管理模块

企业在应用此系统时，首先将牛场的基本信息录入到本模块中，实现对牛场基础信息的查询和管理，如牛场名称、联系人、电话、占地面积、存栏数量和地址、牛舍信息、牛栏信息等。

3 系统技术支撑

在此系统的设计和建设过程中，主要应用RFID射频识别技术、无线WIFI、移动互联、物联网、大数据等技术。

4 应用效果分析

4.1 经济效益分析

4.1.1 应用信息化管理系统，实现精细化管理，提高了母牛的繁殖成活率5%，本系统在母牛存栏3000头的牛场应用，多产犊牛150头，以每头断奶犊牛5000元计算，则增加经济效益为：3000头×5%×5000元/头=75万元。

4.1.2 实现精细化管理，提高犊牛成活率5%，本系统在母牛存栏3000头的牛场应用，母牛繁殖成活率按80%计算，以每头断奶犊牛5000元计算，则增加经济效益为：3000头×80%×5%×5000元/头=60万元。

以上两项合计平均每头母牛增加经济效益450元。

4.2 社会效益分析

通过系统应用，提高养殖管理人员的信息化素养和管理水平。同时与质量安全相关联，实现产品可追溯功能，可以保护消费者权益，能够发现问题，及时解决，提高产品市场竞争力。系统应用，对于促进畜牧业的信息化、现代化发展具有重要意义。