母猪大栏智能群养系统关键技术研究进展

杨秀丽，张铁民，邢　航，文　晟，漆海霞

(1 华南农业大学 a 工程学院，b 工程基础教学与训练中心，广东 广州 510642；2 华南家禽疫病防控与产品安全协同创新中心，广东 广州 510642)



母猪大栏智能群养系统关键技术研究进展

杨秀丽1a,2，张铁民1a,2，邢航1a，文晟1b，漆海霞1a

(1 华南农业大学 a 工程学院，b 工程基础教学与训练中心，广东 广州 510642；2 华南家禽疫病防控与产品安全协同创新中心，广东 广州 510642)

[摘要]随着近年来农业机械化、自动化、智能化的高速发展，“福利养猪”观念的普及，我国规模化养猪的井喷式发展，以及养猪行业人工成本、饲料、药物成本等的增加，降低养猪成本和实现“猪性化”的养猪模式成为养猪行业的一个紧迫任务。母猪大栏智能群养系统具有降低人工成本、减少饲料浪费、提高母猪生产性能等提高经济效益的优点。文章总结了国内外母猪大栏智能群养关键技术的研究现状，并就我国母猪大栏智能群养系统以后的研究方向进行了探讨。

[关键词]母猪群养系统；精准养猪；智能系统

近年来，我国养殖业总产值年均增速达16.1%，按照目前的发展速度，预计到2020年，养殖业总产值在农业总产值中的比重将达50.3%，超越种植业所占比重而晋升为农业中的第一大产业[1]。在养殖业的生猪生产中，母猪的管理最为重要，它直接影响着猪场的整体效益[2]。在欧美国家，每头外源良种母猪年提供商品猪的能力在 22～26 头，一些猪场甚至超过了 26 头，养猪业的生产力得到充分的释放。我国猪场每头母猪年提供商品猪 16头左右，规模化猪场为 18 头左右，但由于目前疫病形势严峻，母猪年提供商品猪仅有 14～16 头。造成这种状况的主要原因有 2 个：一是种猪带毒带菌严重，成为猪场的储毒储菌库，影响种猪生产力的发挥，威胁后代的健康；二是机械化养猪发展过程中的落后养殖技术至今仍在使用，如限位栏、高密度等恶劣的小环境，大大降低了种猪群乃至后代的健康水平[3]。

目前，母猪的饲养方式有3种：单体限位栏饲养，传统的圈栏小群饲养和大群饲养等。其中单体限位栏饲养就是将母猪终身饲养在2.1 m×0.6 m的单体限位栏内，这种饲养方式虽然在一定程度上可以通过人工操作人为地控制母猪的饲喂量，但由于长期被限制在不到1.5 m2的生活空间内，母猪完全失去了自由行动的机会和自由运动的空间，从而造成了母猪的身心缺陷，肢蹄病及繁殖性疾病发病率高，淘汰率高，利用年限短。由于单体限位栏养殖方式的严重缺陷及其严重的“非猪性化”，欧盟等重视“动物福利”的养猪发达国家已经通过法律条例，于2013-01-01禁止此种饲养方式。

圈栏小群饲养是将4～5头母猪放在10 m2左右的圈栏内进行“小群饲养”。这种饲养方式可在一定程度上为母猪提供适当的自由活动和运动空间，但由于母猪采食时存在着严重的强弱争食问题，最终造成母猪个体采食不均、肥瘦不匀现象，而过肥过瘦都会大大影响母猪的繁殖性能，从而大幅度降低了母猪的生产性能。

大群饲养能为母猪提供群居环境和自由活动的空间，母猪能按自己的喜恶组建和谐的小群体，自由组群、自由活动，母猪间有了行为、社交与心理的交流，避免了刻板和神经质等不良行为，增强了学习与社交的能力，解决了母猪单体限位栏饲养运动不足的问题，大幅度降低了母猪肢蹄病和繁殖性疾病的发病率，健全了母猪心理，保证了母猪福利。这种饲养方式借助母猪智能化管理系统，可实现群养母猪的个体精确饲喂，从而解决了母猪采食不均问题，使母猪均匀地达到理想体况，大幅度提高了母猪的繁殖性能。

母猪群养是一种福利和健康的饲养新模式[4]，其建立在自动化技术、信息技术、计算机技术、通信技术基础之上，也称之为母猪大栏智能群养系统(母猪电子饲喂系统)。该系统的工作原理是每头母猪都有惟一的电子耳牌， 每个电子耳牌通过饲喂站上的天线与控制主板建立通讯。母猪采食时， 信号感应， 耳牌的惟一编码就会被控制主板识别，该母猪的身份就得以识别。控制器控制主板对收到的信息和内部储存的信息进行检查和匹配， 然后控制器会根据之前储存的胎次、膘情、妊娠天数信息和软件中的管理计划执行定量投料，并对需特别处理的母猪自动分栏或喷墨标识[5-6]。母猪大栏智能化群养管理系统由母猪自动化饲喂站、智能化分离站和智能化发情鉴定站组成[7]。

目前，大群饲养和单体限位栏饲养方式在我国处于磨合期，尽管大群饲养技术尚不完全成熟，但该技术将是未来养猪产业的主流发展趋势。故此，文章总结了国内外母猪大栏智能群养关键技术的研究现状，并就我国母猪大栏智能群养系统以后的研究方向进行了探讨，以期促进该技术的不断进步，推动我国母猪养殖科学化、规范化发展。

1国外研究现状

现阶段国外母猪智能群养系统设备的生产主要集中在几家大公司，如美国奥斯本工业有限公司(TEAM系统)、荷兰 Nedap (VELOS系统)公司等[8]。

荷兰的科研人员在奶牛自动饲养管理系统PORCOD的基础上成功研发出母猪自动饲养VELOS管理系统[9]。该系统利用无线射频识别(Radio Frenquency Identification,RFID)技术在母猪大群饲养的前提下准确识别个体怀孕母猪，并通过相应管理软件准确执行怀孕母猪的饲喂方案，使母猪在大群饲养的同时能够实现个体精确喂料，保持怀孕母猪良好的体况和生产性能[10]。

美国奥斯本工业有限公司推出的TEAM系统，可以根据怀孕母猪的体质量和怀孕日期计算每天合适的饲喂量，并且控制饲喂器精确下料，大大提高了怀孕母猪的生产水平。

欧盟颁发《动物保护和福利制度改善的具体计划》后，现阶段欧盟区域的国家正逐步替换以前的限位栏饲养母猪的方式，逐步使用母猪智能群养系统，该系统目前在欧盟处于大范围推广使用阶段。在美洲国家，现阶段大部分还是使用限位栏母猪饲喂系统，主要原因是其还能获得较大的母猪生产性能，但也有少部分地区使用母猪智能群养系统。近几年是母猪智能群养系统磨合使用阶段。但是无论是母猪限位栏系统还是母猪智能群养系统，它们都是智能机械化系统，其智能化机械化的发展趋势不变[8]。

群养猪的日常活动是一个复杂的行为，它涉及到众多的影响因素，包括生理因素、心理因素、环境因素等。运用电子信息技术实现对群养猪行为的自动监测有利于精确把握智能群养过程的每一个环节，可详细了解群养猪的生活细节，研究其行为与生长规律以及环境适应性之间的关系。国外将现代化信息技术用于猪的采食、行为、环境舒适度等信息的采集，以及上述信息与猪生长的关系分析中。此方面的研究目前报道最多的是在猪舍里自动监测猪咳嗽的方法，通过连续监测猪的咳嗽声，并建立声音档案，从这些声音档案中，使用滤波与振幅解调相结合的方法来识别猪的咳嗽病情[11-12]。

Shao等[13]运用实时图像处理系统采集和分析图像特征，提取猪群的运动图像、奔跑频率和猪群的密度作为特征向量，采用最小欧氏距离法识别猪群分布状况，然后分析猪的冷热舒适度，根据当前的图像信息特征分类结果来调节窗户的开关以及通风量的大小，使猪群处于舒适状态，以保证猪群的行为正常和良好生长。

2国内研究现状

目前国内对母猪智能群养系统的研发和生产也主要集中在几家大公司，如上海河顺自动化科技发展有限公司[14]，但与国外相比在整体应用上存在着巨大差距。随着国内养猪业对养猪智能机械化设备投入使用的加大，生产厂家对养猪智能机械化设备研发的投入会逐步增加，同时投入到养猪智能机械化设备生产这一行业的企业也会越来越多，养猪智能机械化设备的研究将呈现出遍地开花的景象。国内母猪智能群养系统分为智能耳标识别系统、母猪智能发情鉴定装置及其识别系统、智能分栏装置及其控制系统、智能饲喂装置及其控制系统、病母猪自动识别系统等5个子系统，下面对其研究现状加以综述。

2.1智能耳标识别系统

电子耳标(又称电子标签)作为牲畜的各类信息的记忆体，可以记录的信息包括：牲畜的编号、性别、畜别、特征、是否免疫、疫苗种类、生产厂家、生产批号、接种方法、接种剂量、免疫数量以及免疫员签名等内容[15]。在种猪场的生产管理中，耳标关系着整个猪场的配种、妊娠、分娩、防疫、治疗以及系谱建立、猪群分析、种猪性能测定、杂交利用等重要的环节[16]。电子耳标近年来在各地普遍使用，主要用于动物防疫和动物食品安全追溯[17-23]。目前国内常见的猪只个体标识技术主要有二维条形码和RFID[24-26]。

昔克[15]基于射频识别技术构建了一个电子秤系统，其主要由电子秤、阅读器、天线、计算机系统、网络系统等组成。该系统将射频识别天线固定在牲畜秤两边，连接远距离阅读器，当挂有电子耳标的牲畜进入时，阅读器自动读取其电子耳标编码，同时通过压力传感器完成称重过程，将这2个一一对应的数据(编号-体质量)连同采集时间一起通过无线局域网自动发送到养殖场的上位服务器上，便可为数字化养殖平台提供重要的实时数据，从而实现精细饲养。

白红武等[27]构建的基于物联网的种猪管理平台，通过RFID电子耳标不仅能够对种猪个体进行标识，还能记录猪饲养过程的重要数据，实现饲养过程的可追溯。作者将RFID技术、无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)技术、3G(3rd-Generation)技术融合起来应用到规模化养殖场管理中，如将RFID技术用于实现种猪个体识别与追踪，WSN技术完成种猪健康状况和养殖场环境状况实时监测，3G技术解决猪场视频传输问题，从而为养殖场的自动化管理、疫情防治和食品安全管理提出了一种综合解决办法。

黄瑞森等[28]开发了智能型种猪测定系统，该系统利用RFID识别、自动称重传感等技术对种猪的采食次数、时间、采食量、日增质量、料肉比进行测定，利用自主研发的软件对数据进行记录、统计分析，形成种猪日生长性能报告。系统强大的数据记录和处理功能可以对猪只的采食行为、日饲料利用率、采食曲线等做出细微分析，有助于猪行为学、采食量性状和精准饲料配方的研究，促进了选种、育种和良种基因库的建设。

刘佳[29]通过对摄像头采集到的猪耳标图像进行分析，基于能量直方图分析思想，完成了条码码区获取算法的设计和实现，并对码区图像进行了相应的图像处理，编写了一个PC平台端猪耳标二维条码图像识读软件，实现了二维条码的识读。

鄢祖建[30]结合RFID技术、单片机技术、数据库和上位机管理软件技术设计出一套准确测定生猪生长性能的测定系统，使生猪生长性能测定实现了自动化、智能化。该测定系统分为上位机系统和下位机系统，下位机系统采集生猪生长性能数据，上位机系统对生猪生长性能数据进行分析，从而可以更好地了解生猪生长状况，有利于健康养殖。

从以上研究可见，在我国养猪业中，目前二维码和RFID智能耳标并存，但RFID智能耳标是发展趋势。在RFID使用过程中存在以下问题：(1)耳标松动脱落，后期识读非常困难；(2)因长期曝晒或水泡，部分耳标难以成功扫描；(3)在信息上传过程中有时出现网络不稳定现象，导致溯源数据信息不能及时上传。在后续智能耳标使用研究中，需在智能耳标的管理软件中及时发现、判断耳标有无脱落，并提醒管理者；在智能耳标系统中，改进软、硬件设计，确保信息传递的稳定性与及时性。

2.2母猪智能发情鉴定装置及其识别系统

准确鉴定母猪发情即掌握最佳配种时机是提高母猪配种受胎率、增加母猪产仔数量、保证出生仔猪质量的前提和基础。母猪发情鉴定的方法有时间鉴定法、观察外观表现法(眼神、采食、精神不安、外阴鉴定)、电阻法、外激素法、声音鉴别法和公猪试情法。其中电阻法测定发情母猪的适宜配种时间比经验观察法更为可靠；外激素法可避免驱赶试情公猪的麻烦，特别适用于规模化养猪场使用，是近几年多数国家养猪场用来进行母猪发情鉴定的一种新方法[31-36]。

刘炜等[37]成功研制出“母猪试情车”。该车的成功研制，提供了一种由电力驱动的装载公猪器械，方便公母猪接触，有效解决公猪移动的控制问题，使公猪只在一定范围内活动，能够一对一、专心地与母猪交流试情，从而降低劳力支出，提高诱情效果与查情、妊检准确率。

张超等[38]发明了一种母猪发情检测系统，该系统设有数据分析模块，数据分析模块连接参数输入模块、传感器数据输入模块和结果输出模块。该系统采用安装在母猪圈上的检测装置和检测系统实现实时检测母猪与检测装置的距离，实时分析该距离的变化特征，根据变化特征预测母猪是否发情，具有方法简单、方便、易操作、节省人工劳动强度、准确率高的特点。

胡天剑等[39]发明了母猪发情智能检测标记装置，该装置能实时监控待测母猪是否发情，并对发情的待测母猪做喷墨标记与体温检测，不仅准确性高且降低了饲养员的工作量与难度，能及时对发情母猪进行相应处理，同时能保证发情母猪怀孕前处于最佳体况。

吉斯等[40]发明了一种精准化母猪发情检测器，这种检测装置通过检测母猪的体温来判断母猪是否发情。该检测装置不用限制母猪的运动量，不影响母猪体质，检测结果较为准确，可提高整个猪场的产量。

黄瑞森等[41]开发了一种实用新型母猪发情监测装置，可以监测母猪与公猪接触的频率和次数，饲养员可以据此监测数据有针对性地观察母猪是否发情，从而减轻饲养员的工作量。

目前，我国尽管做了一些关于母猪发情检测的研究工作，但未见真正应用到实际生产中的报道。智能发情鉴定装置及其识别系统是以后母猪大栏智能群养系统的研究重点和难点，可结合外激素法和电阻法研制母猪智能发情鉴定装置，或研究基于声音和其他行为的智能发情鉴定装置。

2.3智能分栏装置及其控制系统

智能分栏装置系统是对猪群中需要特殊处理的个体进行分离。当母猪吃完料后，进入分离巷道，通过识别器对母猪的耳标进行识别，传到计算机，软件管理系统根据当日采食量、妊娠日龄及发情鉴定系统的检测结果等信息进行判断后，指令智能化分离系统控制装置，将怀疑生病、免疫接种、鉴定发情、临产转舍及丢失耳标的母猪个体自动喷色记忆并自动分离到特殊处理区，根据需要进行特殊处理，不需要处理的母猪返回大群。

秦兴等[42]发明了一种育肥猪分栏器，该分栏器包括进口通道和3个出口，出口侧通过受控分离门选择性地与所述3个出口的其中一个连通，出口与采食区连接。进口通道设有受控入口门、位置传感器、电子秤、RFID卡的身份识别卡，这些设备分别与智能控制器连通。该分栏器可实现根据猪只的增重状况进行不同的饲喂。

刘忠臣等[43]发明了一种家畜饲养用分栏采食装置及其电控门锁机构，通过杠杆机构使两转轴门中至少有一个处于开启状态，避免了单头猪因停电或出现其他状况而被关闭在通道中的情况发生，有效解决了现有技术中出口通道中的转轴门容易因停电而导致无法开启的缺陷。

胡天剑等[44]提出了一种猪只同栏分离饲养系统，该系统包括2个隔栏，在2隔栏之间有隔离装置。针对不同生产阶段、不同区域的猪群随时分群或合群饲养，能有效防止猪只追尾，降低了饲养成本，方便饲养人员进行管理。

刘忠臣等[45]研发了一种育肥猪群养自动分食系统及其分栏采食装置。在一个大猪圈中将采食区分隔成2个独立区，当单头猪进入单向通道后，无线耳标识别器和电子称重装置能够迅速读取出猪的即时体质量和猪的身份编号，并将这些信息传给计算机自动控制装置，计算机自动控制装置根据猪的体质量大小迅速控制电控门禁机构打开其中的一个单向出口，控制不同体质量的猪进入不同的采食区域采食，每个采食区域给予不同品种的饲料，从而使养猪场在受客观条件限制无法分栏的情况下可以在一个大猪圈中对不同体质量的单头猪进行分别饲喂，使其做到科学、精确的管理，缩短猪的出栏时间，降低饲喂成本。

黄瑞森等[46-48]公开了用于群猪饲养的个体猪分栏装置，包括通道、识别系统、控制系统和分栏系统，通道设有通道入口段和通道出口段，识别系统安装在通道入口段内，分栏系统包括若干分栏通道，通道的两侧壁在通道出口段一直延伸到分栏通道最外的两侧壁上，在分栏通道入口段上设有分离门装置，识别系统将检测到的信号传递给控制系统，控制系统控制分离门装置。这种装置可在大规模群养猪时快速实现对个体猪的分离，方便对单只猪和少数猪进行特殊管理。

从上面的资料可见，我国没有展开针对母猪大栏智能群养系统中智能分栏装置及其控制系统的研究。后期需研究开发针对母猪大栏群养的分栏装置，实现对怀疑生病、免疫接种、鉴定发情、临产转舍及丢失耳标的母猪个体进行自动喷色记忆并自动分离到特殊处理区。

2.4智能饲喂装置及其控制系统

智能饲喂系统的功能是对每头母猪的饲喂量进行精确控制，保证每头母猪达到理想体况。该系统通过识别器对母猪的耳标进行识别，母猪信息传到电脑后，精确饲喂系统可迅速调用相应初始化档案信息(耳牌号、背膘厚、胎次、妊娠期、环境温度、日粮营养水平等)，计算当日的投料量，并控制自动饲喂控制系统装置投料，实现母猪的精确饲喂，保证每头母猪的理想体况。

郭忠利等[49]研发了一套用于母猪精细饲养的管理系统，该系统可实现自动上料和对单只母猪进行精细饲喂，但没有考虑自动标记和智能分离，不能对生病母猪或临产母猪进行自动喷色标记，实现智能分离、单独饲养。

胡圣杰[50]应用RFID技术实现母猪身份的自动识别，开发了一套较为完整的适用于规模化养猪场的母猪自动饲喂控制系统(Automatic Sow Feeding Control System,ASFCS)。该系统由上位机、下位机和通信线路组成。该系统上位机可显示进食猪只的体质量、食槽内的预置料量以及各测定设备的运行状态，并根据采集的信息，自动计算并绘制母猪日增质量、体质量变化曲线、日进食量、饲料报酬图及发情指数图。上位机还发送命令给下位机，设置进食量、进食时间等参数。模拟试验结果表明，料秤静态称量误差±0.1%；RC500射频读写器灵敏度高，识读时间<10 ms，识读距离达到8 cm；母猪异常报警及时准确，误读率<0.1%。但系统为一对一通信，不能进行网络追溯。

曾庆杰[51]立足国内普遍的限位栏母猪饲养现状，研发了一种母猪自动饲喂系统。该系统以槽轮为出料机构，以应力传感器为计量零件的计量装置，用单片机控制落料时间和落料量，实现饲料的精细控制；同时在猪舍安装全方位的摄像球机以及各种环境参数传感器，设计人性化的上位机操作界面，通过SOCKET通信实现远程监测和控制，构成母猪的自动饲喂系统。但该系统曲线绘制的表现手法过于粗糙，整个曲线不是很平滑。系统对下料量的计量和控制都过于简单。

徐世军等[52]在国外同类设备基础上，结合我国猪舍难以恒温的实际情况，创新性地加装了温湿环境感应装置以及猪只体温自动测量装置。在收集猪只生产性能相关数据的同时，还能收集非常有用的环境温湿度与猪体温数据，通过这些曲线结合相应算法能够对猪只生产性能数据进行校正，从而使数据更加精确。结果表明，该自动饲喂站成本低、功能强、维护方便，能提供猪只生长性能的精确数据。

陈小江[53]针对传统牲畜精料自动补饲装置中螺旋计量方式和称重计量方式的缺陷，提出了一种基于槽轮式计量机构的自动饲喂落料系统，该系统利用 PLC 高速脉冲输出控制步进电机转动，实现精细下料，并用组态软件设计了上位机控制界面。试验结果表明，系统操作简单、自动化程度高，落料误差可控制在 15%以内，能满足精细饲喂系统对精准计量的要求。但落料误差较大，需要对落料器进行优化改进。

杨亮等[54]为解决妊娠母猪按个体定量饲喂及剩料难以控制等问题，以妊娠母猪为试验对象，设计了一种妊娠母猪自动饲喂机电控制系统。该系统采用低频(134.2 kHz)RFID标识及无线局域网技术，实现对母猪个体的自动识别与数据交换；利用全机械式通道，实现单头母猪进入与离开的自动连锁设计；通过嵌入式芯片(ARM LPC1766)的模块饲喂器控制，配合下料直流无刷电机的单圈旋转以及与接近传感器触发的协同工作，实现对预设饲喂量的准确投料及剩料的前移控制设计。试验结果表明，预设的日饲喂量可以 2 次饲喂完成，不论饲喂的内、外环境应激如何，出现剩料比例仅为 2.1%；不同妊娠期(前期、中期及后期)的母猪，可以实施有差异的精确饲喂。但该系统只考虑母猪的妊娠日期，没有考虑单头母猪个体的实际情况，不能做到针对个体母猪的精细喂养。

朱军等[55]设计了卸料器和可用于种猪自动供料的精细饲喂系统，该系统主要由可编程控制器、步进电动机及驱动器、卸料器组成，软件应用程序主要由精细饲喂主界面和料量添加界面组成。该系统实现了自动精确的投放饲料，在一定的范围内投放饲料，其最大误差不超过±2%。

徐利[56]采用分布式控制结构构建了自动化生猪饲养管理系统，该系统主要由自动饲喂子系统和信息化管理子系统两部分组成。自动饲喂子系统主要实现猪只身份识别、饲料精确添加、猪只采食信息采集、现场人机交互以及系统通信等功能；信息化管理子系统主要用于远程监测猪的生长状态以及饲料使用等情况，为提高饲料利用率、降低生产成本提供依据。该系统实现了生猪的自动化饲养和信息化管理，基本满足了用户的需求，但该系统不能根据采集的信息计算并绘制猪只的日增质量曲线、体质量变化曲线以及进食量曲线等，也不能根据每头猪的生长情况实现精细饲喂。

代林波[57]针对母猪智能化自动饲喂系统在全国各大猪场推广应用过程中出现的问题，如精确饲喂站内的下料装置在下料过程中出现堵塞、结拱现象，定量下料达不到高精度要求，进门机构电插锁锁柱弹力过小，柱销弹簧使用期限过短等，借助虚拟样机技术完成了饲喂装置的装配体参数化建模，并基于螺旋轴的静力结构和模态特性进行了仿真分析研究，设计出了一个结构合理、各部件尺寸参数准确的母猪精确饲喂装置。但其只是完成了母猪智能化自动饲喂系统中精确饲喂装置机械硬件结构部分的设计及研究。

从以上研究资料可知，我国在引进国外成套设备的基础上，逐步探讨、开发出具有自主知识产权的母猪大栏智能饲喂装置及其控制系统，但还没有开发出成套的产品应用于实际生产。今后应从以下方面进行深入研究：(1)开发适用于我国饲料特点的落料器。对于落料器等机械部分的开发设计采用有限元分析和虚拟样机技术，对机械部件开展热分析、谐响应分析和耦合分析。采用虚拟样机技术进行机构的运动学仿真，获得更全面的仿真分析工作，缩短开发周期。(2)结合我国猪品种和猪饲料的特点，研究、开发出适合我国国情的母猪饲喂曲线，真正实现精细养猪。(3)考虑到猪舍环境恶劣，采用PLC开发母猪饲喂站软、硬件系统。(4)系统各部分不仅能综合运行，也能独立运行。

2.5病母猪自动识别系统

禽畜正常的采食、饮水、排泄等行为是判断其健康与否的重要依据，以猪为例，其采食、饮水、排泄等行为贯穿整个生长过程，这些行为表现能反映出其生长过程的不同状态，通过分析猪的行为表现有助于监控其生长过程。猪的行为、社交以及心理活动多交织在一起，常常互为因果，并受环境的制约，猪的正常行为是遗传、本能以及后天对环境适应的反映，它标志着猪自我维护福利的能力。因此，人类在养猪生产中要主动维护这些正常行为，对于异常行为要及时发现并诊断。目前我国主要采用人工观察的方式对猪的日常行为进行监测，在行为监测的自动化与智能化方面，无论是在研究还是实践上，国内几乎都是一片空白。

浦雪峰[58]在总结国内外相关研究的基础上，针对国内传统的依靠人工观察群养猪行为方法既费时又费力的缺点，提出了一种基于嵌入式技术和机器视觉技术的病猪行为自动监测系统，通过图像监视与识别，尽早发现病症前兆，有利于及时发现并诊治病猪或疑似病猪。这种基于行为监测的病猪自动识别方法，为实现智能化牲畜高效养殖提供了科学的理论、技术支持及可行方案，对我国的养殖业领域实施自动化与智能化监测提供了一个非常好的经验，具有一定的借鉴意义。

可见，母猪生病识别系统的研究开发在我国还是空白，可通过构建的智能养殖系统，采集的母猪行为(视频图像、声音等)，集合专家分析系统构建病猪自动诊断系统。

3结论

综上所述，现阶段无论是国外还是国内从事母猪智能群养系统的生产厂家仍为少数。我国的母猪大栏智能群养系统开发与研究属于起步阶段，目前虽然在母猪大栏饲喂精准养殖方面取得了一些进展，但有关核心技术的基础研究还远远不够，缺乏精准养殖的实用技术，片面重视表面上看得见的硬件建设，忽视根据母猪生长条件和科学的精准养殖内在规律的研究。母猪大栏智能饲喂需解决5个方面的问题：母猪个体识别、母猪个体精准饲喂、发情母猪鉴定、特殊情况母猪分离和病母猪识别。解决途径是：(1)结合无线网络开发信息不易丢失、适用于猪舍恶劣环境、信息存储量大的智能耳标系统；(2)采用信息融合技术，结合母猪行为和音频特性等开发准确率高的母猪发情智能识别系统；(3)开发针对母猪大栏群养的自动化分栏系统；(4)开发既能独立运行，又能与其他部分配合运行的精准性高的母猪智能饲喂装置及系统；(5)开发根据母猪行为习性诊断猪生病与否的病猪识别系统。

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Progress in key technologies of intelligent system for group-housed sows

YANG Xiu-li1a,2,ZHANG Tie-min1a,2,XING Hang1a,WEN Sheng1b,QI Hai-xia1a

(1aEngineeringCollege,bProjectBasedTeachingandTrainingCenter,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou,Guangdong510642,China;2SouthernChinaPoultryDiseasePreventionandControlandProductsSafetyCollaborativeInnovationCenter,Guangzhou,Guangdong510642,China)

Abstract:With the rapid development of agricultural mechanization, automation and intelligent as well as the popularity of the concept of pig welfare,the large-scale pig production increased fast and labor,feed,and drug costs of pig industry increased significantly.Reducing costs and achieving “pig personalization” becomes an urgent task.Intelligent system for group-housed sows has the advantage of improving economic efficiency with lower labor costs,reducing feed waste,and improving production performance.This paper summarizes the research status of key technologies for domestic and foreign intelligent systems for group-housed sows and probes future research directions.

Key words:group-housed sows system;precision pig;intelligent systems

DOI：网络出版时间:2016-03-1408:4510.13207/j.cnki.jnwafu.2016.04.004

[收稿日期]2014-08-22

[基金项目]广东省国际合作项目(2014A050503061)；广东省财政厅其它项目(2014A02020810)

[作者简介]杨秀丽(1971-)，女，山西古交人，讲师，博士，主要从事智能检测及其控制研究。E-mail:xlyscau@163.com

[通信作者]张铁民(1961-)， 男， 黑龙江齐齐哈尔人，教授，博士，博士生导师，主要从事机电一体化研究。

[中图分类号]S818

[文献标志码]A

[文章编号]1671-9387(2016)04-0024-09

网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20160314.0845.008.html

E-mail:tm-zhang@163.com