4.3.2系统功能

Ø 行为监测4.1.3硬件设备

Ø 温湿度传感器

参数名称

参数内容

直流供电

12V~24VDC

最大功耗

0.4W

输出信号

RS485/4~20mA/0~5V/0~20V

响应时间

≤15S（1m/S风速）

温度长期稳定性

≤0.1℃/year

湿度长期稳定性

≤1%/year

*温度范围（RS485）

-40~80℃

*温度范围（模拟量）

-45℃~115℃（默认）/-15℃~65℃

温度范围

0~100%RH

温度分辨率

0.1℃

湿度分辨率

0.1%RH

耗电

≤0.15W（@12VDC，25℃）

工作压力范围

0.9~1.1atm

Ø 氨气传感器

参数名称

参数内容

测量范围

5-500ppm

测量方式

半导体气体传感器

响应时间

一般小于5秒

波特率

2400/4800/9600

通讯端口

RS485/4-20mA

供电电源

12V~24VDC

耗电

≤0.15W（@12VDC，25℃）

运行温度

-30~50℃（-20~40℃持续）

工作湿度环境

15%~90%RH

工作压力范围

0.9~1.1atm

外形尺寸

110×85×44mm³

Ø 硫化氢传感器

参数名称

参数内容

测量范围

0-100ppm/0-1000ppm

测量方式

电化学传感器

精度

≤±读数3%（25℃）

质保期

整机1年（探头质保半年）

响应时间

一般小于5秒

波特率

2400/4800/9600

通讯端口

RS485/模拟量

供电电源

12V~24V DC

耗电

≤0.15W（@12VDC，25℃）

运行温度

-30~50℃（-20~40℃持续）

工作湿度环境

0~100%RH（15~90RH）

工作压力范围

0.9~1.1atm

外形尺寸

100×85×44mm³

Ø 二氧化碳

参数名称

参数内容

CO2测量范围

2000ppm/5000ppm

1%/3%/65%/100%可选

CO2精度

±（50ppm+3%读数）（25℃）

非线性

＜1%F.s

预热时间

2min（可用）10min（最大精度）

输出信号

RS485/4~20mA/0~5V/0~10V

湿度量程

0%RH~100%RH

温度量程

-40℃~80℃（可定制）

Ø 光照度传感器

参数名称

参数内容

直流供电

12~24VDC

耗电

≤0.15W（@12VDC，25℃）

光照强度精度

±5%（25℃）

光照强度

0~65535Lux/-~20万Lux

长期稳定性

≤5%/year

输出信号

RS485/4~20mA/0~5V/0~10V

工作压力范围

0.9~1.1atm

Ø 甲烷传感器

参数名称

参数内容

测量范围

0~100%LEL

测量方式

催化燃烧式

CH4精度

3%F.s

质保期

主机质保1年，探头质保半年

响应时间

一般小于15S

波特率

2400/4800/9600

通讯端口

RS485/模拟量

供电电源

总线供电，12~24VDC

耗电

≤0.15W（@12VDC，25℃）

工作压力范围

0.9~1.1atm

运行温度

0~50℃

工作湿度环境

15~90%RH（无凝结）

外形尺寸

110×85×44mm³

Ø 采集布点规则

（1）每一独立的圈舍（100平方米内）至少安装1个无线温湿度传感器测点终端，1个无线氨气传感器，1个无线硫化氢传感器，1个无线二氧化碳传感器，测点终端安装的位置不得低于高度的2/3 位置。（两个终端测试取平均值更为科学、准确）

（2）每100平方米面积至少安装1个无线 DTU 监测控制终端，每增加300平方米面积至少增加1个测点终端，不足100平方米的按 100平方米计算。DTU 监控终端安装的位置不得低于高度的 1.3 米位置。

（3）每三个圈舍至少应当放置一个可移动的测点终端。

4.1.4软件功能

系统可24小时运行，长期稳定监测温湿度变化，实现无人职守智能化管理。

Ø 数据统计分析功能

实时显示或者历史显示房间的各参数曲线变化，可以同时显示多个不同房间的环境参数曲线，更方便比较分析。可显示参数列表、实时曲线图（对应具体数值并任意调整坐标）、实时数据、折算数据、累计数据、历史、报警画面、报表等多种显示、统计功能更加贴近用户需求。

Ø 数据存储功能

所有的数据采集和记录到主机计算机上，数据可以按照使用人员的要求定时自动备份、打印、归档等。

Ø 打印/报表功能

定时打印（可选择逐行或逐页）和人工打印（包括画面、曲线、参数及报表）；并可以按照使用人员的特定要求，输出不同格式的报表，如：PDF、WORD、EXCEL、TXT、HTML 等。

Ø 超限报警功能

在出现参数异常的时候，可以进行短信报警、还可设置短消息群发，及不同的时刻通知不同的值班人员。

Ø 用户分级管理

不同的操作人员以不同的用户名和密码进入系统进行操作。管理员帐号用以授权用户帐号以及规定各帐号的权限级别。超级用户可以配置各功能模块，配置普通用户的权限和检查使用日志。普通用户可以进行日常的监控和管理。各级用户的密码将会定期要求更改以确保安全性。

Ø 日志注释

根据管理员的设置，相应的系统事件和报警情况将被记录，相应的重要操作将在进行操作前强制要求输入注释。

4.2定位子系统

4.2.1设计概述

图4. 牲畜耳标定位系统架构示意图

耳标管理系统是专门为各畜牧养殖工作设计的系统。其硬件外观精美，坚固耐用；软件操作直观、方便。大规模集成电路和贴片生产方式确保了产品的可靠性。该系统无须布线，大大降低系统成本。系统主要是由电子耳标、阅读器、数据处理器等构成。农场主只需要携带一台无线手持终端，识读所需要跟踪的牲畜耳标，即可查询该牲畜的相关信息。方便快捷，节省大量的时间，不必再翻查原手工编制的档案卡片。

4.2.2系统功能

Ø 定位功能

可适应多场景定位模式，如山区、草原、森林定位模式，各种场景自动切换；采用GPS卫星定位+北斗+LBS基站定位，实现全天候定位追踪。

Ø 健康监测

采集并跟踪记录牲畜数据，如体温数据等，为发情检测提供数据，同时可以通过数据分析异常牲畜的行为特征。

Ø 拆除报警

内置感应器，只要取下耳标设备，立刻通知主人手机，保护牛只安全及其他财产的安全，即时报警，及时制止偷盗行为。

计算机视觉是人工智能的重要发展方向，可以显著改善人与世界的交互方式，加强计算机视觉技术在智能养牦牛中的研究和应用必将为养牦牛业带来一场变革。该子系统综述了计算机视觉技术在牦牛只识别、行为监测、体尺测量、体重估测、肉品质评定、疾病监测等方面的应用。

牦牛的行为包括采食、饮水、排泄、社会、异常等。人工观察牦牛的行为存在费时费力、干预牦牛生活环境、难以实时监控等缺点。计算机视觉技术可以估计牦牛只的饮水量；识别测试帧中牦牛只饮水行为，较好区分饮水状态和非饮水状态；可以连续识别和跟踪断奶仔牦牛的活动。

在牦牛运动信息监测方面，通过计算机视觉技术对牦牛的进食、饮水、躺卧、走动、排泄行为进行识别，结果表明计算机视觉可有效获取牦牛运动信息，能够满足长时间、大数据量的运动信息计算。采用计算机视觉技术监测牦牛只采食、饮水状态、攻击行为、过度爬跨、母牦牛分娩、牦牛群活动、环境舒适度等，可为牦牛的投喂提供依据，并可提高牦牛的饲养效率。

Ø 牦牛体尺参数和体重估测

牦牛的体尺、体重等参数是种牦牛选育、牦牛生长状况评价的关键指标，目前一般是通过人工直接接触式测量获取这些参数，不仅耗时耗力，而且会对牦牛造成应激。基于计算机视觉技术的牦牛体尺参数和体重估测，具有快速、无接触、自动化等优点。计算机视觉技术应用于牦牛体重估测，可极大促进牦牛场管理由粗放式到精细化。今后需要进一步研究分割、降噪、估重的人工智能算法。在技术架构方面需要做以下工作：在牦牛场端，采集图像，过滤质量差的图像，将数据传送到云端；在云端，人工智能算法模型估测体重，预测最佳出栏时间，评价牦牛只生长状况，提供饲喂建议；在应用终端，呈现牦牛只增重状况、基于体重的饲喂建议和预测预警等。

Ø 疾病监测

牦牛场疾病的日常监测是牦牛场管理的重中之重，主要采用人工监控方式，如现场巡视和视频监控，均存在巡视人员主观性较强、连续观察劳动强度大、信息疏漏偏差等问题。牦牛的呼吸是判别牦牛患病的重要依据，可作为牦牛场日常疫情监测的预警依据。

4.3.3硬件设备

□ 1024P/25帧分辨率，PAL：1-25帧/秒；NTSC：1-30帧/秒

□ 海思3518A芯片 1/3"SONY CMOS sensor

□ 数字宽动态范围≥100dB，既提升动态范围，又防止运动拖影

□ 超低照度，性噪比≥50db，彩色0.1Lux 黑白0.01Lux，夜间低照度效果更好

□智能3D视频降噪，自适应静止和运动场景

□ 自动电子彩转黑

□ 标配TF卡最大支持32G

□ 支持H.264/MJPEG视频编码，双码流，高视频质量, 高压缩比

□ 视频压缩码率32Kbps～16Mbps连续可调，支持CBR/VBR

□ ONVIF协议

□ 3颗点阵灯,红外距离15-30M

□ 工作温度-10℃ - +55℃

□ 工作湿度0% - 90%

□ DC12V/POE(可选)

图10. 摄像头安装图片

4.3.4软件功能

管理人员可通过远程监控的方式查看养殖场内的牲畜情况。

图11. 远程访问客户端

爬跨等动物行为视频图像的采集和分析。

图12. 连续三帧牦牛爬跨图像

4.3.5系统功能

Ø 体重监测

为实现牦牛体重的独立测量，设计了一种自动门。该装置设计为单向，即只能从一端进，另一端出，如图 13所示 ：底座为电子秤，两侧竖立围栏，限制牦牛的活动，在双侧围栏距离后门 30cm 处悬挂着阅读器，用于识别牦牛耳朵上佩戴的电子耳标，识别距离为 40cm。牦牛从秤上走过时，系统可以自动获取牦牛的耳标信息和体重数据。

自动门初始状态为前门开、后门关。当牦牛站在电子秤上时，阅读器识别到牦牛的耳标信息，将耳标信息发送至 PLC，PLC 以此为触发信号控制前门关 ( 防止其他牦牛进入秤重 )，后门开，让牦牛测量完后进入采食区。当牦牛走下秤时，PLC 监控到电子秤中体重值为 0kg, 控制前门开 ( 让下一头牦牛进来 )，后门关。恢复到初始状态。

图13. 开关门平面示意图

测量装置采用的是某公司生产电子秤，反应灵敏、读取速度快，经测试可在 0.5s 内读取牦牛的稳定的体重值。这种自动开关门设计的优势在于，它集信息采集、身份识别于一体，以耳标信号作为触发控制信号，相对于红外识别牦牛体，进而控制门的开关，这种方案无疑价格更加低廉，而且能满足实际测量需求。

使 用 西 门 子 S7-200PLC 对 开 关 门 进 行 控 制， 在 STEP7-MicroWIN 编程环境下以梯形图方法在 PC 机上编制，经调试编辑后下载至 PLC 中。程序可实现对开关门进行自动开关，控制流程图如下 ：

图14. 自动门控制流程图

第 五 章 智慧牧场综合管理系统

5.1综合管理平台

智慧养殖综合管理平台具备管理各个子系统的功能，采用模块化设计，易于裁剪，客户可根据养殖生产需求选择相应的模块。

图15. 智慧养殖综合管理平台

监控大屏综合显示养殖长环境信息、视频监控等信息，可实现养殖场的一张图管理。

图16. 智慧养殖监控大屏

5.2 APP软件/小程序

通过APP/小程序版智慧养殖管理系统，使管理员可以随时随地用手机对圈舍的管理和监控，方便管理。

APP系统主要功能包括：圈舍实时数据展示，数据整合，圈舍智能控智器、视频监控、数据统计分析系统、数据上报和预警等功能。

１、智能监控包括自动监控、手动监控、视频监控、监控信息采集等功能。自动监控可按养殖区域、品种、传感器名称自动采集空气温湿度、氨气、硫化氢、二氧化碳、光照强度等环境参数，并自动生成变化曲线图。数据以图表、数字列表等形式展示。选择一定的时间，可以展示不同时间段的环境数据。

2、手动监控可选择养殖区域所有传感器的同时手动即时数据采集。

3、视频监控：多通道同屏展示，可远程操作摄像头角度、变焦、变倍、光圈等参数。

4、自动控制：可以远程设定风机、水阀、天窗、湿帘等电气设施的工作状态。

5、预警提醒：设定各传感器参数报警区间阀值。系统监控圈舍内温度、湿度等环境参数，跟设定的正常范围比较，异常的自动手机报警。

6、用户管理：可查看所有系统登录账户的情况及登录记录以及新增不同权限用户。

7、信息查询：包括历史数据查询、历史数据对比分析、历史数据备份、报警信息查询、设备状态查询、用户日志查询。

第 六 章 售后服务计划及承诺

6.1售后服务总则

6.1.1售后服务目标

职责明确、管理规范、响应迅速、服务到位、过程有效、不断提升用户的满意度。

6.1.2售后服务原则

售后服务工作要积极主动，对于系统隐患及时排除，防患于未然。用户对系统中出现的任何问题，都可以首先向我们公司提出；对于用户提出的任何问题，我们保证都不会拖延推诿。在解决问题时保持高效率，保证及时解决出现的问题。

6.2售后服务

用户在使用时，提供常设7天×24小时热线服务和长期的免费技术支持，在货物安装地所在地级市内设有长期稳定或合作代理售后服务机构。