养殖系统

养殖系统（共12篇）

养殖系统 篇1

开发了一个金头鲷养殖模型, 并将其与现有的养殖场水产养殖管理系统 (FARM) 综合模型中的贝类养殖模型相集成, 以便对近海和外海水产养殖的各个方面进行分析。FARM综合模型被用于对池塘中的有鳍鱼单一养殖与综合性多营养层级养殖 (IMTA) 在产量、环境的影响和经济效益方面的定量效应进行比较。在比较中可以看出IMTA的益处非常明显。随后将同样的方法应用到外海养殖中, 考虑将长牡蛎延绳养殖和金头鲷网箱养殖相结合。FARM综合模型得出的模拟结果是 (上升流海区的情况除外) , 传输给滤食性贝类的食物的浓度随养殖场址离岸距离而显著降低, 这表明在食物贫乏的海区, 将鱼类和双壳贝类进行混养可明显提高贝类的生产量, 而且, 为了减少养殖场内部区域贝类食物的耗损, 可对有鳍鱼 (养殖网箱) 的分布进行优化。模型分析表明, 金头鲷养殖的最佳海流速度在0.1～0.5 m/s的范围内。

养殖系统 篇2

引言

工厂化水产养殖具有稳产、高产、品质好、耗水少等优点，能有效检测与控制养殖水中的各种环境参数，建立适于鱼类生长的最佳环境。目前国内外学者通过水产品生长营养需求的分析和研究，已得到了很多水产品营养需求的数据。国内养殖场通常利用这些数据结合养殖经验来进行投喂决策，但是如何以最低成本实现最佳的投喂仍然是亟待解 决的问题。

分析国内外学者在水产品智能化养殖方面的研究工作，本文基于物联网设计智能化水产养殖监控系统，采用无线传感器、ＲＦＩＤ、智能化自动控制等先进的信息技术和管理方法对养殖环境、水质、鱼类生长状况、药物使用、废水处理等进行全方位的管理和监测。

方法与过程

基本原理

系统总体硬件架构

物联网智能化养殖监控系统主要有水质监测、环境监测、视频监测、远程控制、短信通知等功能，该系统综合利用电子技术、传感器技术、计算机与网络通信技术，实现对水产养殖各阶段的水温、ｐＨ值和溶氧量等各项基本参数进行实时监测与预警，一旦发现问题，能及时自动处理或短信通知相关人员。通过一些控制措施来调节水产养殖的溶解氧、温度、ｐＨ值和水位等养殖水质的环境因子，同时根据水产品不同生长阶段的需求制定出测控标准，通过对水产养殖环境的实时检测，将测得参数和系统设定的标准参数进行比较后自动调整水产养殖生态环境各控制设备的状态，以使各项环境因子符合既定要求。如图 ２所示，本系统采取分散监控、集中操作、分级管理的方法，硬件架构主要包括 ３部分：信息采集模块、信息处理模块、输出及控制模块。

信息采集模块

已有的水产品智能养殖监控系统都只是用无线传感器网络对水产养殖的环境进行监控，而没有结合之后水产品加工、运输、销售环节的一个追溯需求来对养殖环节中水产品的鱼种、用药情况、饲料情况、患病情况进行记录和做出相关的应对措施。针对上述情况，系统采用 ＺｉｇＢｅｅ技术构建一个信息集输入模块，使无线传感器网络和 ＲＦＩＤ系统互不干扰。由于 ＺｉｇＢｅｅ技术的诸多优点，它与 ＧＰＲ组成的混搭型环境监测系统是目前比较流行和有发展潜力的架构。在监测现场，采集终端采用 ＺｉｇＢｅｅ技术，实现设备的互联互通，数据汇集于网关节点后通过 ＧＰＲＳ与服务器相连，将数据上传到后台数据库服务器。信息采集输入模块的结构如图 ４所示。

信息处理模块、输出及控制模块

信息处理模块是整个系统的智能中心。用户无论是在现场还是在外地，都可以通过现场控制中心、远程 ＰＣ机控制或者通过短信和电话对现场做出控制，实现水产养殖的智能化和自动化。

监控系统服务器是整个系统的控制中心，负责协调所有数据、转发数据、发送收集命令、组网、接收来自网关的各种数据，其中包括汇聚节点的状态、汇聚节点采集回来的数据等。服务器连上有公网静态ＩＰ的 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，与现场控制中心的 ＰＣ机连，把收集到的数据导入 ＰＣ机监控系统的数据库，经化控制系统处理后，给出相应的控制信号。研究过程

试验主要是以罗非鱼为试验对象，试验的养殖鱼池规格为 ５０ｍ２的养殖鱼池，鱼池水深 １５ｍ，大棚环境温度为 ２３～２８℃。试验分为 ２部分：①验证 ＺｉｇＢｅｅ无线传感网络采集养殖环境因子的数据检测和传输误差是否满足项目需要，即数据检测和传输的准确性。②验证进行闭环控制后，各环境因子的变化范围是否满足项目需要，即控制精度问题。选择试验鱼池中溶氧量数据为代表，进行数据检测和传输误差试验。ＺｉｇＢｅｅ无线传感网络的汇聚节点和终端数据误差均在 ±０４ｍｇ／Ｌ范围内，表明无线传感网的数据检测和传输基本能够满足实际需要。

养殖鱼池环境因子参数设置为：温度 ２３℃、溶氧量 ７ｍｇ／Ｌ、ｐＨ值 ７５。水中溶氧量采用微孔曝气式增氧机进行增氧，水温由电磁阀引入热水或冷水进行调节，ｐＨ值由系统控制 ｐＨ值电磁阀来完成。

数据表明，２４ｈ内温度误差在 ±０.５℃范围内，溶氧量误差在 ±０.３ｍｇ／Ｌ范围内，ｐＨ值误差在 ±０.３范围内，闭环控制力度达到了设计目标，基本 满足实际项目的需要。

在试验鱼池中分别布置了温度传感器、溶氧量传感器和 ｐＨ值传感器各 ３个，汇聚节点 １个，其中每个传感器节点能以多跳自组织的方式将数据传送到汇节点。试验证实，系统测试中节点之间的通信距离可达到 １５０ｍ以上，系统启动后 １０ｓ内可完成节点的绑定，形成自组织网络。

该系统将 ＲＦＩＤ与无线传感网络技术应用于水产养殖的智能化监控过程中，替代了传统的经验目测法和固定点参数采集法。通过采集到的精确数据，实现数字化养殖，通过智能化控制系统的使用，实现自动化养殖。

结果与分析

当预先设定的采样时间结束后，采样数据在３０ｓ内可传输完毕，而本系统设定汇聚节点每３ｍｉｎ采集一次终端无线传感器的数据，这里存在一定的延时性，所以在数据检测试验中，数据都滞后了３ｍｉｎ，而且部分数据会受到系统的一些干扰，使得数据传输不可能1００％的正确，不过试验结果表明传输的数据正确率在９８％以上，能达到预期的要求。

在 ＲＦＩＤ系统方面，并没有加入试验部分，考虑到其数据并不会在传输过程中受到系统的干扰，而且项目并不需要它具有实时性，只需它具有完整性和准确性。

结论

（１）通过与现有的水产品智能化养殖系统的对比研究，提出了适合水产养殖的基于 ＲＦＩＤ与无线传感网络的智能控制系统架构。该系统架构通过应用物联网，真正地实现了水产养殖的智能化监测与控制，满足了水产养殖的及时监控和自动调整其生态环境的要求，该模式可以广泛应用于水产养殖行业，并可以向其他农产品行业推广。

（２）在提出水产养殖智能化监控系统方案的基础上，结合企业的实际情况，以罗非鱼为例，结合罗非鱼智能高密度养殖的具体流程对监控系统的实施方案进行了详细分析，同时介绍了水产养殖智能化监控系统的各功能模块，根据水产品不同生长阶段的需求制定出测控标准，通过对水产品养殖环境的实时监测，将测得参数和系统设定的标准参数进行比较后自动调整水产养殖生态环境，试验结果表明温 度 误 差 在 ±０.５℃ 范 围 内，溶 氧 量 误 差 在±０.３ｍｇ／Ｌ范围内，ｐＨ值误差在 ±０.３范围内，系统传输数据的正确率在９８％以上。

参考文献

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养殖系统 篇3

铜梁是重庆市养猪大区和全国生猪调出大县。过去，规模养猪场每天产生的大量粪水无法消除，严重污染周边环境。2014年10月，区畜牧中心利用国家350万元专项资金，首批启动了12家规模养殖场的粪污无害化综合处理设施建设。

笔者看到，在猪舍旁边的粪污无害化处理系统房间里，建有沼气池、净化池、低位池和高位池等设施，一根根塑料管道从高位池里延伸到了四周的菜地和农田，整个养殖区基本闻不到臭味。

“一只成年猪每天要产生2千克粪便，加上冲洗的水量，每天产生的粪水在4千克以上。养有千只成年生猪的养猪场，每天产生的粪水就有4吨。如果不经过处理就排放出去，会污染周边的环境和农田，同时也为养殖带来潜在的威胁。”铜梁区畜牧中心高级兽医师李先友说。

据了解，粪污无害化综合处理系统的流程，是将顺着沟槽流入沼气池的粪水经过沼气池的厌氧发酵无害化净化处理后，杀灭粪水中的寄生虫和病菌；再经过分离池搅拌和过滤筛的作用分离成沼液、沼渣，沼渣收集装袋用于改良土壤，沼液流入低位池进行第二次暴氧杀菌后，被电泵抽到高位池，高位池利用自身的落差压力使沼液顺管道流入周边的农田和菜地。

据该区畜牧中心主任彭吉华介绍，2014年，铜梁在12家养猪场、养羊场和养兔场实施推广了这一消除农业面源污染的技术，既为治理养殖场粪污污染提供保证，促进了养殖业由粗放型向生态绿色养殖型转变，产生的沼气被用作燃料，实现养殖业的可持续健康发展，又为农业增产增收做出了贡献。

“2015年，我们在总结经验的基础上，决定再投入390万元资金完善这一项目，让更多的养殖场走上绿色环保养殖之路。”彭吉华说。

（作者联系地址：重庆市铜梁区委宣传部新闻办公室 邮码：402560）

养殖系统 篇4

关键词：循环水养殖系统,马粪海胆,水质

封闭式循环水工厂化养殖因其具有受外界环境条件制约小、节地省水、对环境污染小、可实现高密度健康养殖等优点而日益受到关注[1,2], 并成为今后水产业的发展方向[3,4,5]。本文对立体抽屉式循环水养殖系统养殖马粪海胆 (Hemicentrotus pulcherrimus) 的生长和水质变化进行了研究, 对该系统设备运行情况、养殖操作流程进行了总结。

1材料与方法

1.1试验材料及设备

试验生物:采自大连旅顺海裕海珍品养殖有限公司养殖的马粪海胆, 直径1.0～2.0 cm, 体重0.8～2.5 g。试验前, 将马粪海胆在循环水养殖池中暂养10 d, 然后挑选健康个体进行分组试验。

试验用水:天然砂滤海水经封闭循环水养殖系统处理后循环使用。

试验用饲料:盐渍海带, 新鲜海带经煮熟后加粗盐冷藏保存。

立体抽屉式循环水养殖系统:由大连汇新钛设备开发有限公司制造, 包括立体多层养殖架及多层养殖抽屉 (70 cm×40 cm×8 cm, 容积20 L) 和循环水处理系统。循环水处理系统包括微滤机、泡沫分离器、生物反应塔、气/水分离器、紫外线消毒机、海水热泵、氧气发生器、气/水混合溶解机、电控及报警装置等设备 (图1, 图2) 。

1.2试验设计

试验设计采用2因子、3水平, 即按照大、小规格海胆 (小规格体重1.0 g, 大规格2.0 g) 和3个养殖密度 (200, 300, 400个/箱, 抽屉容积为20 L) , 设置6个试验组 (表1) , 每组设3个平行。海胆在立体抽屉式循环水系统中养殖, 周期为90 d。

试验水温设为19～21 ℃, 盐度32。每日投饵1次, 投饵量以下次投饵时有少许残饵为准。养殖抽屉前方底部有排污口, 每日清理养殖箱内粪便和残饵, 微滤机和泡沫分离器日排污水0.5%～1.0%, 排污后添加等量新海水。

1.3测定方法

水质指标测定方法:氨氮 (NH4+-N) 采用次溴酸盐氧化法测定;亚硝酸盐氮 (NO2--N) 采用重氮—偶氮分光光度法测定;pH值用pHS—25型测定仪测定;溶解氧采用碘量法测定。

试验期间每隔15 d取样, 每组随机取20个海胆, 测量体长和体重。体重测量方法:放置滤纸上阴干5 min后用感量为0.000 1 g天平称重;体长测量方法:用游标卡尺测量海胆的壳径。

试验海胆增重率 (WG, %) = (Wt-W0) /W0×100%;

特定生长率 (SGR, %/d) =[ (lnWt-lnW0) /t]×100%。式中:W0—初始体重, g;Wt—末体重, g;t—饲养时间, d。

G/D=海胆体重/壳径。

1.4数据处理

利用Excel数据处理软件和SPSS11.0方差分析软件, 对试验数据进行单因素方差分析, 并用顿肯多重差距检验法作多重比较 (显著性水平为0.05) 。

2结果

2.1不同养殖规格和密度下海胆生长和成活率

不同试验阶段各组海胆生长情况见表2。

由表3可知, 各组G/D值增大。2种规格海胆低密度组体重、SGR、WG和成活率都高于高密度组。大规格 (2.0 g) 海胆组成活率高于同密度小规格 (1.0 g) 海胆组。小规格海胆体重和SGR各组之间差异不显著 (P>0.05) 。大规格第4组海胆体重和SGR与第6组差异显著 (P<0.05) ;与第5组差异不显著 (P>0.05) 。

注:1.含有相同字母者差异不显著 (P>0.05) ;含有不同字母者差异显著 (P<0.05) 。 2.各组差异显著性比较为同一规格组海胆。

2.2不同养殖密度对海胆特定生长率的影响

试验期间, 各组SGR逐渐降低。小规格组在整个养殖周期内SGR由高到底依次为:1组>2组>3组, 且整体变化趋势相同, 如图3。不同养殖密度对大规格海胆SGR的影响如图4, 3个组SGR都呈降低趋势。前60 d SGR由高到底依次为:4组>5组>6组, 后30 d 3个组SGR无明显差别。

2.0 g of Hemicentrotus pulcherrimus

2.3试验期间养殖水体水质变化情况

养殖水体中NH4+-N、NO2--N在前13 d处于上升趋势, 在第13天达到峰值, 分别为0.15 mg/L、0.34 mg/L, 随后逐渐降低, 第21天后趋于平稳 (图5) ;pH值为7.8～8.2 (图6) , 溶氧为6.0～8.0 mg/L, 温度为19～21 ℃。

3讨论

3.1立体抽屉式循环水养殖系统对水质的净化

封闭循环水养殖系统建立了一个可控生态系统, 减少有害物浓度使之无害化[6,7]。养殖用水经过滤系统、净化系统、消毒系统、控温系统、充氧系统处理后重复利用。在本次试验中, 生物反应塔中添加部分已经熟化的滤料, 生物氧化系统在熟化过程中, 氨氮 (NH4+-N) 和亚硝酸盐氮 (NO2--N) 含量在循环水养殖系统内不断上升, 并在第13天达到最大值, 亚硝酸盐含量高峰值并未出现在氨氮之后, 这可能与添加部分熟化滤料有关。随着生物氧化系统逐渐熟化, 氨氮与亚硝酸盐氮含量不断下降, 以后趋于平稳, 含量分别为0.02～0.15 mg/L和0.01～0.35 mg/L, 达到养殖用水标准。

3.2密度效应对马粪海胆生长的影响

密度效应作为一种生物环境胁迫因子能引起生物体应激反应, 改变生物体内的生理状况, 使养殖群体生长率和成活率受到影响, 个体间生长差异增大[8,9,10]。本试验中, 低密度组海胆生长速度和成活率均高于高密度组, 大规格海胆在养殖后期, 特定生长率几乎相同。分析原因可能是后期由于养殖生物量大, 已经达到最大养殖生物量, 养殖空间成为制约生物生长的主要因素。因此, 在提高海胆养殖产量时, 提高空间利用率、减少局部密度过大, 应该是有效方法。多层立体循环水养殖系统养殖空间利用率高, 与传统养殖相比, 其养殖产量可提高5～10倍, 使海胆在养殖水体内均匀分布, 减少局部密度, 且操作灵活、可控性强, 从而提高养殖效率, 大大降低养殖成本。

3.3立体抽屉式循环水养殖模式特点

根据养殖对象生态习性设计的立体抽屉式循环水养殖模式, 用于养殖底栖类生物, 是海珍品养殖技术的一种创新。其特点有:

(1) 养殖理念的改革。根据工业化养殖特征和养殖对象生态习性设计的专业化养殖工艺, 可以简化养殖工艺和设备复杂程度, 提高生产效率和稳定性, 同时便于自动化控制和操作管理。所谓专业化养殖工艺, 并不是指每种养殖对象都需要一套相应的养殖工艺, 而是把不同种类水产生物 (或发育不同阶段) 以生态习性为基础进行聚类, 然后按类进行养殖工艺设计。海胆、海参、鲍鱼同属于底栖生物, 利用水泥池养殖时水体利用率低, 操作繁琐, 浪费水资源和能源。根据底栖生物习性设计的立体抽屉式循环水养殖模式能有效的利用养殖空间, 节水、节能, 有利于养殖对象的快速生长, 设备配置和操作流程简化。

(2) 设备系统的集成。立体抽屉式循环水养殖系统由立体抽屉式养殖箱和循环水处理系统2部分组成。立体抽屉式养殖箱养殖底栖生物符合其生态习性, 高效高产;循环水处理系统的设备能有效地去除水中污物, 保证水质, 使养殖水循环利用。整个系统创造了一个可控生态环境, 养殖过程与外界隔绝, 并且可根据养殖对象的生物学习性调节水温、pH值、溶解氧等条件, 保证养殖生物在优化的环境下快速生长, 实现海胆工业化生产, 做到高产、稳产和计划性生产。

(3) 程序化的养殖操作流程。立体抽屉式循环水养殖系统具有单位养殖水体体积小, 系统循环水量交换大, 养殖条件可控性高, 养殖操作程序化, 便于自动化控制, 更加具有“工业化”养殖特征。该系统将庞大的养殖水体“单元”化, 所有流程单人就可完成, 根据养殖对象生物学习性和养殖生物量合理安排工作, 大大节省了人力并提高工作效率。

立体抽屉式循环养殖模式的提出为我国真正实现全封闭循环水高效养殖开辟了一条新的途径。与此同时, 也对系统设计人员和养殖工作者提出了更高的要求, 如何将“工业化养殖”真正融入到水产养殖中, 使其能够健康、持续的发展, 在此领域需要做的工作还有很多。

参考文献

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养殖系统 篇5

种猪场健康养殖网络管理系统的研制

一个基于C#、VB.NET和JavaScript编程语言,以SQL为数据库,以Windows为服务器平台的种猪场健康养殖网络管理系统,包括基础数据的维护、生产管理、猪群繁殖、饲养与饲料、疾病与防疫、销售管理、统计图表、场内管理和系统维护共九大模块.

作 者：吕健强 罗清尧 杨亮 熊本海 LU Jian-qiang LUO Qing-yao YANG Liang XIONG Ben-hai 作者单位：中国农业科学院北京畜牧兽医研究所动物营养学国家重点实验室,北京,100193刊 名：农业网络信息英文刊名：AGRICULTURE NETWORK INFORMATION年，卷(期)：“”(2)分类号：S126关键词：种猪场 健康养殖 网络管理系统

牧民养殖意愿对蒙古羊养殖的影响 篇6

关键词：蒙古羊；改良；牧民意愿

1. 四子王旗养殖现状

四子王旗作为典型草原畜牧业的代表，这里拥有草原面积2983万亩，是内蒙古中部最重要的少数民族牧业旗县。上世纪80年代以来，四子王旗先后引进无角道赛特、德国肉用美利奴、夏洛来等国外良种肉羊品种对当地蒙古羊进行杂交改良，取得了一定效果。最近几年，旗政府在良种改良这项工作的大力投入使得杂交杜蒙羊得到迅速推广。使其成为不少牧民，尤其是合作社牧民的饲养品种。

2. 基于Logit模型下的牧民养殖品种意愿分析

牧民长期生活居住在草原上，牧民作为蒙古羊最终的主要养殖主体，他们的养殖意愿直接影响到蒙古羊存栏量。当前，传统的牧民生产方式面临着市场经济的冲击。传统的蒙古羊由于生产性能不如杂交的杜泊羊，导致了大量蒙古羊被淘汰。因此，只有很好的分析牧民养殖品种意愿，才能为蒙古羊这一优秀品种得以保存出谋献策。

2.1 调查样本及变量设定

对于牧民饲养品种的意愿研究较少，大多数的研究主要集中在研究牧民参加合作社的意愿。王姝涵等对四川省双流县农民参与专合组织意愿进行了调查分析，认为合作社提供的专业服务对农户参与合作社有着重要的影响，包括市场信息、产品销售、技术指导、信贷和肥料供应等方面的服务。

对于这种养殖意愿，尤其是对于牧户在不同养殖品种选择时所影响因素分析的较少。

笔者在总结已有的研究的基础上，结合牧区生产方式，认为影响牧民养殖品种的因素可能主要包括以下几个方面：牧民素质，笔者用用户主受教育水平这一指标衡量。家庭情况，包括家庭总收入。杜泊羊是否可获得，包括纯种公羊，同时，也包括冻精这一方法。牧户销售渠道，选择产品销售渠道。牧民是否获得杜泊羊这一指标。牧户经营硬件设施，以是否有暖棚作为指标。同时，考虑到牧民经营的特殊性，将补饲量纳入影响指标。因为补饲数量的多少，直接導致牧民的生产成本多少。养殖数目以及户主年龄。

为了建立一个牧民选择畜牧品种选择意愿的理论决策模型，笔者于2012年对内蒙古自治区四子王旗部分牧民养殖意愿的相关情况进行问卷调查。本项研究的样本数据为横截面数据。在调研地，通过随机选取样本村，进行随机入户调查。共计发放问卷为173份，有效问卷为162份。问卷调查内容包括牧民的家庭基本情况，个人情况和相关社会经济活动等情况。

本文选取Logit模型作为衡量牧民选择养殖意愿的模型。Logit模型为二元概率选择模型，用于研究定性变量和其影响因素之间的关系。其中，是否愿意加入为0、1两种变量。在本文中，参考部分学者对牧户影响养殖品种的相关文献，选择下面变量。牧户愿意养殖杜泊羊为1，愿意羊蒙古羊为0。选取相关解释变量：（1）牧民受教育年限（edu）。（2）家庭总收入（income）。（3）杜泊羊可获得性（get）。（4）牧民销售渠道（sell）。（5）牧民是是否拥有暖棚（peng）。（6）补饲数量（eat）。（7）牧户养殖数目（nb）。（8）牧户年龄（age）。相关指标的变量名称、变量定义以及相关解释如下表：

为了能够准确的分析牧民养殖的行为，笔者将选取的指标运用逐步回归，将不符合调研的变量进行剔除，从而正确的反应出影响牧户养殖行为的核心因素。

3.2 模型设立

根据笔者假设条件，选择人均资源进行决策的意愿模型。根据上述变量选择及其假设条件，笔者选择了相应的logit模型。

之所以选择logit模型不选择其它模型的原因如下：对于牧民的选择并不是选择或者不选择。当然，没有选择养殖杜泊羊的牧民肯定是为零。但是，选择的牧户在调查中，发现有很多的牧户并不是完全的将蒙古羊进行淘汰，而是留一部分蒙古羊同杜泊羊一同饲养。因此，养殖概率是一个连续的。所以选择了logit意愿分析模型。

Z是以上解释变量的线性组合，用表达式可表示为：

Z=β0+β1*（edu）+β2*（income）+β3*（get）+β4*（sell）+β5*（peng）+β6*（eat）+ β7*（nb）+ β8*（age）+μi 其中， 为残差项。

本研究使用Eviews软件对模型进行了估计，按照人均要素进行优化。结果见表2。从估计结果来看，LR statistics=146.1683，准R方为0.763549，说明该模型整体拟合程度较好，方程整体效果显著。

根据模型的运行结果，从总体来说，模型的整体拟和优度较好。但是几个变量与预期不一致。首先是教育程度不显著，另外，就是年龄也不显著其他变量均与理论预期基本一致。根据模型估计的结果，建立如下回归方程：

对于上述模型来说，根据笔者的调研工作，这一指标其实对整个模型没有太大的相关。教育主要体现了牧民自身素质，这一指标直接影响到牧民能否掌握先进的技术，以此来指导牧民的相应经营活动。看看自身素质是否影响新品种的养殖方式。但是统计数据以及笔者走访的数据可以知道，这一指标在现实情况已经没有什么意义。此外，就杜泊羊这一改良的过程中，对于牧民来说，只需要缴纳人工授精的花费就能给完成品种改良。其它的基本于正常养羊没有太大的差异。因此，将牧民户主教育程度这一指标进行其剔除。但是，可能是由于部分不应该代入方程的变量，导致了部分因素于预期成反方向，无法进行相关的分析，与事实不符。因此，在剔除教育这一因素后，笔者继续对上述变量进行相应的计量分析。将剩余变量代入模型之中进行运算，得到的结果如下：

nlc202309022145

对于上述调整过的模型来说，效果比最开始的效果要好。从整体来收，似然估计量有所提高。最重要的是变量符合计量统计要求的大大增加。最重要的是指标影響牧民的养殖行为于调研的情况基本一致。

2.3 模型分析

因此，笔者将调整后的牧民养殖行为影响因素进行相应的分析，具体如下：

1. 经营收入的高低这一变量在10%的置信区间勉强通过检验。并且数值相对来说较小。结合实地调研，可以发现，牧民作为追求自身利益最大化的个体，只要是对自己有力的选择，都愿意去实践。因此，收入在很大程度上来说，并不是决定牧民养殖种类的重要影响因素。

但是，之所以显著，笔者认为，在调研的过程中，部分大户能够更加得到合作社和政府的青睐，从而获得政府免费发放的种养。同时，大户更有能力支付人工授精的相应费用。抵抗外来风险较高。因此，经营收入主要体现在政府的支持和牧民自身的抵抗外来风险，尤其是失败的风险的能力。这就很好解释了为什么都是实现牧民自身的利益最大化，收入较高的牧民往往能够有更多的意愿选择杜泊羊。

2. 教育程度基本对牧民的养殖意愿没有特别大的影响。从模型计量结果来看，教育程度来衡量的牧民自身素质很难对蒙古羊养殖品种有很大的影响。根据计量结果可以看出，在10%的统计检验水平上也不显著。这说明，当前，牧民的养殖基本停留在传统的养殖环境下，基本不需要过高的素质。同时，结合笔者的实地调研。牧民自身的素质是个比较空泛的概念。因为，在牧民养殖品种更多的是看到经济效益这一最重要的指标。而今，科学养殖观念日益普及，牧民需要的是能够提高自身收入的养殖品种。而且当前，个人的素质再高，但是在传统养殖环境下，也不需要太高的个人能力。

3. 销售渠道对牧户是否养殖杜泊羊还是蒙古羊有着重要的影响。从模型计量结果来看，销售渠道这一指标，在5%的统计检验水平上显著，且系数符号为正。这说明在其他条件不变的情况下，牧民如果有稳定的销售渠道更愿意养殖杜泊羊。结合调研的实际情况，牧民贩卖的渠道大致三种，合作社收购、商贩收购、当地农贸市场。对于养殖杜泊羊的牧户而言，在政府的支持下，成立了合作社，合作社可以负责回收杜泊羊，并且价格不低于本地的商贩收购价格。但是合作社服务范围有限，对于边远地区的牧户而言，难以获得相应的合作社服务。而杜泊羊在本地有些羊贩子故意压低价格，边远地区的牧户为了保险，依旧采用原来的养殖品种蒙古羊。而自己屠宰送到当地农贸市场的牧户很少。因为自己屠宰需要以下几个条件：一是运输距离必须近，二是能够将自己手中的羊卖出去。一方面，对于边远地区的牧户来说，运输距离太远了，抛去运费、吃饭、住宿等各种费用，很难有较大的收入。同时，自己把羊拉到了屠宰场也不能保证当天就能屠宰，因此，风险很大。因此，贩卖渠道对于养殖品种有很大的影响。这一结果与笔者最初的预期一致。

4. 能否获得杜泊羊品种对于养殖杜泊羊有着重要的影响。这一指标的统计检验在10%的水平上显著。当前，杜泊羊养殖主要通过人工授精和种公羊两种方式。因此，要想养殖必须有相应的实际条件。对于牧户而言，杜泊羊种公羊毕竟是外国品种，发展的较少。如果单单从市场上购买，又炒的种特别贵，牧民难以承受。另外一种是人工授精，这种方式成本较低，但是成功率也很低，尤其是对于比较偏远的地方。冻精在保存上存在很大的问题。远距离精子成活率很低。严重的影响了牧民的母羊产羔率。因此，牧民对于能否获得杜泊羊的有效渠道直接影响了牧民的是否采用杜泊羊这一品种。这一结果与笔者最初的预期一致。

5. 是否具有暖棚对于牧民品种养殖十分有影响。这一指标的统计检验在1%的水平上显著。当地羊基本上都是冬羔。在零下二十几度的低温条件下，当地的蒙古羊也艰难生存。而杂交而来的杜泊羊必须做好相应的保暖措施。否则难以让羔羊存活。因此，对于养殖杜泊羊的一个最重要的硬件就是是否存在暖棚。对于没有暖棚的牧户而言，根本无法养殖杜泊羊。因此，暖棚对牧民来说是决定养殖品种的重要因素。据此认为，暖棚对牧民养殖杜泊羊有着极其重要的影响。

6. 饲养成本对于养殖杜泊羊有着极其重要的影响因素。这一指标的统计检验在5%的水平上显著。杜泊羊根据牧民的养殖反馈的意见。由于本地冬春两季自然环境恶劣。冬季饲草显得尤为紧张。对于杜泊羊来讲，由于自身所储存的脂肪少，难以挨过整个冬季。而本地的蒙古羊，能够较好的适应这一恶劣的季节变化。尤其是其自身储存脂肪的大尾巴，能够提供大量能量。因此，为了弥补杜泊羊对能量的需求，必须在冬春两季进行至少4个月的补饲，才能保证能够杜泊羊的存活。而传统的蒙古羊这种耐粗饲的特性可以有两种，一种是不补饲，通过减少数量来饲养，另一种是进行少量补饲。无论那种饲养方式，所需要的成本都大大的少于杜泊羊冬季补饲成本。而补饲成本直接让牧民付出相应的成本，所以对牧民而言，习惯了传统的养殖方式，不是很愿意花费大量的资金投入到杜泊羊这种花费大的进行相应的养殖品种上。因此，对养殖杜泊羊有反向作用。

2.4 结论

2.4.1 合作社成为是否养殖杜泊羊的重要推手

杜泊羊真正辐射到牧户很大程度上都和合作社相关。一方面，在品种供给上来说，杜泊羊羊种下放基本上最终都是依托合作社来实现的。另一方面，在收购上来说，合作社承诺对牧民养殖的杜泊羊以不低于市场的价格进行相应的回收，从而在很大程度上解决了牧民卖出的问题。而且，实际上，政府也是通过合作社来实现品种改良等多种支持政策。因此，是否参与合作社，实际上直接决定了能否进行杜泊羊的饲养。

2.4.2 以暖棚为代表的硬件设施是否齐全直接决定了牧民是否养殖杜泊羊

尤其是纯种的杜泊羊根本难以适应四子王旗这一冬季严寒，漫长的恶劣环境。在越冬，产仔时，暖棚是他们成活的重要因素。没有暖棚，那么羔羊成活率大大降低。因此，牧民是否具有暖棚在很大程度上影响了杜泊羊饲养行为。

水产养殖环境因子监控系统 篇7

关键词：水产养殖,实时监控,专家系统,单片机

水质直接影响到养殖对象的生长发育,从而关系到产量和经济效益。在倡导健康养殖观念,推行无公害水产养殖生产的今天,对养殖水质管理有更高的要求[1]。对养殖水体各参数的连续实时自动监控,不但可以对环境因子进行自动控制,使水产养殖管理达到一个新水平。还可以为生产人员提供准确的实验数据,有利于优化养殖工艺、降低养殖成本、提高养殖效益[2]。因此,实现一种水产养殖环境监控系统是十分有意义的。

本系统以通用计算机为上位机,可以单独工作的单片机系统为下位机,对养殖环境的温度、pH值、溶氧量等环境因子进行自动检测和控制,为水产品提供适宜的环境,实行自动投饵、科学养殖等功能,达到低成本,安全、优质、高产的目的。

1 系统硬件

该监控系统以PC为上位机,以Atmel公司的AT89S51单片机为核心的系统为下位机,采用北京捷麦通信器材有限公司的F21DM数据传输模块实现数据的无线传输。其硬件结构,如图1所示。

下位机对所监控的养殖环境的环境因子进行监测与监控,即:将传感器采集的信息转换为数字信号,并加以存储,与设定值比较,给出相应的控制输出,同时经F21DM数据传输模块将数据传送到上位机。PC完成系统参数和控制参数的设定、数据处理、分析、显示等。

1.1 下位机硬件设计

下位机可以单独工作,完成对环境因子的测量、数据处理、显示、声光报警,以及控制输出等,构成一个闭环的测控系统。结构如图2所示。

(1)AT89S51单片机。

是Atmel公司生产的低功耗,高性能CMOS8位单片机,其特点,片内含4 kB可系统编程的Flash只读程序存储器,128 bit内部RAM;片内集成了看门狗电路,可以有效防止“飞程序”;支持两种软件可选的节电工作模式。

(2)传感器。

为了达到水产养殖环境监控在精度、响应时间、稳定性、重复性的要求,本着经济实用的原则,本系统采用:

1)PH值的监测采用GPP011型简易酸度计。浸入式探头,型号为GPE02P,测量精度为±0.01 pH,输出电压为0～5 V,功耗约为2.5 W;

2)溶解氧的监测采用RY952型溶氧传感器。测量精度为0.01 mg/L,测量范围为0～20 mg/L,空气中输出电压为15～20 mV,响应时间<20 s;

3)温度的监测采用AD590温度传感器[2]。供电电压为+15 V。高阻电流源(-50～100 ℃范围内)以1 μA/℃反应温度变化;

4)氨氮的监测采用WK-1便携式水中氨氮检测仪,输出电压-2～+2 V。

(3)程序的录入。

AT89S51的P1.5～P1.7口具有用于ISP编程的第二功能,为了方便用户单独使用下位机完成监控,因此在下位机中加入程序录入模块,采用74HC373芯片连接并行口和单片机的MOSI,MISO,SCK端口。用源码公开的Easy 51Pro即可完成烧写。

1.2 无线通信模块

由于有线通信在生产实践中存在诸如布线复杂、维护困难、下位机监控端不能灵活部署等问题,所以本系统采用无线通信模块进行数据传输。F21DM采用透明式数据传输,用户无需改变原有通信程序及连接方法,传输距离为10 km,该模块具有TTL,RS232,RS485多种电平接口。本系统采用问答式,数据的收发时间均是错开的,所以该模块通信的半双工问题可以不考虑。因此在注意到通信延时的前提下,上位机与多个下位机的连接为总线连接[4]。

2 系统软件

本系统软件包括上位机软件和下位机软件。由于目前我国农业生产大都仍停留在依靠人工经验判断的水平[5],随着市场需求的变化,养殖品种和养殖方式也发生变化。所以上位机软件采用VC++6.0和SQL Server 2000完成,主要功能是:建立水产养殖的专家系统,系统根据下位机传送的数据进行分析提出专家意见,输出控制信号;将下位机各测试通道的上下限传递给下位机;将下位机上传的数据存入数据库;对数据进行数据整理、分析、以及曲线的显示等。下位机软件采用C语言编写,并烧录在程序存储器中。主要功能是:读入各传感器的测量值,并与相应的上下限值进行比较,根据控制算法对各输出设备进行开启和关闭;并将数据进行存储、显示、上传。

2.1 上位机软件

(1)水产养殖专家系统。

本专家系统具有预测功能、指导功能、管理功能,主要根据水产养殖种类、水面、环境等情况,提供不同种类水产在不同养殖模式时的专家支持以及各个时期的管理决策。其内容结构如图3所示。

1)水产基本信息:

用户在此可以查看该系统包含的水产品的品种以及水产品的养殖方式,还介绍了有关水产的生活习性、繁殖方式等。

2)养前管理:

主要包括养殖地点的整修、消毒,产量的预测和饵料成本的预算,以及鱼苗的筛选及放养时间。根据用户提供的养殖品种、种苗规格、养殖密度、养殖地点、养殖面积等计算出产量。并提出不同阶段的饵料投喂量。这些是指在正常人力、物力投入,正常天气,无病害情况下的产出和投入。

3)生长期管理:

包括养殖品种所需的水质条件,饵料的投喂情况。专家系统会对下位机上传的测量数据进行分析比较,得出相应的处理方案,并向下位机发出信息,控制执行机构的工作。

4)收获期管理:

根据养殖品种提供捕捞、运输及暂养的措施。并提出注意事项,以提高成活率,避免不必要的经济损失。

5)越冬管理:

根据养殖品种的不同,提供越冬养殖应采取的措施。

(2)本着方便用户的原则,采用人机交互界面。

系统软件结构如图4所示,实时监控模块用来显示从下位机传来的环境温度、pH值、溶氧量等,并可以存盘;数据图形模块是用来显示各环境因子的变化曲线;控制参数设定模块用来完成向指定的下位机传送控制参数。

2.2 下位机软件

主要包括:数据采集模块、数据处理模块、数据显示模块、数据存储模块、实时控制模块、数据通讯模块等。其主程序流程如图5所示。

2.3 上下位机的通讯

因为F21DM支持串口连接,所以上位机和下位机采用串口与F21DM连接,通信步骤为:串口的初始化,呼叫和发送。

2.4 历史数据的查询与显示窗口

历史数据的查询与显示窗口如图6所示。

3 结束语

本系统通过对水产养殖环境因子进行远距离实时监控,可以实现:(1)节省能源。通过对溶氧量的监控可以减少增氧机开启时间,节约了电能;(2)降低养殖成本,提高产量。通过对环境的监控为水产品提供了适宜的环境,减少疾病的产生,合理的投料可减少饲料的浪费;(3)可以减少人工劳动强度,提高劳动效率。

参考文献

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[2]周德强,杨龙兴.水产养殖环境参数自动监控系统的研究[J].江苏技术师范学院学报,2006,12(4):34-37.

[3]田东,傅泽田,李道亮,等.网络化淡水虾养殖专家系统的设计[J].计算机应用研究,2001(6):24-25.

[4]杜梅,贾辉然.基于VC的PC机与单片机无线串行通信的实现[J].电脑知识与技术:学术交流,2006(7):55,84.

[5]可敬,杨世凤,侯海岭.水产养殖环境的无线监控系统[J].天津科技大学学报,2007,22(4):56-59.

[6]戚祺君.工厂化养殖监控系统的设计[D].上海:上海海洋大学,2008.

[7]朱明瑞,曹广斌,蒋树义,等.工厂水产养殖中的水体参数检测和控制[J].水产学杂志,2006,19(2):99-103.

[8]郝迎吉,张明,王洪波.多路温度采集及监控系统的设计与实现[J].国外电子元器件,2007(6):21-22.

海洋水产养殖物联网系统研究 篇8

关键词：物联网,Zigbee,RFID,追溯

物联网是继计算机、互联网和移动通信网之后, 世界信息技术革命的第三次浪潮。物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一, 已经列为国家战略性新兴产业。

现阶段我国水产养殖业的集约化、设施化、信息化水平很低, 主要沿用大量消耗资源和粗放式经营的传统养殖模式。这一模式导致生态失衡、资源枯竭、环境恶化的问题日益显现;不合理的投饵、施药、施肥等恶化了水产品的生长环境, 导致食品安全问题严重。

一、系统模型总体设计

基于物联网的智能海洋水产养殖系统是专门为人工水产品养殖到销售环节设计的, 采用无线传感技术、网络化管理等先进管理方法对养殖环境、水质、鱼类生长状况、药物使用、废水处理、运输环节等进行全方位管理、监测, 具有数据实时采集及分析、食品溯源、生产基地远程监控等功能。

海洋水产养殖物联网系统包含6个子系统及1个数据库, 涵盖了渔业水产养殖、加工、运输及销售环节的物联网技术运用 (图1) 。

二、系统的组成

2.1水产品智能环境监测控制系统

水产品智能环境监测控制系统集成水质传感器、无线传感网、无线通信、嵌入式系统、自动控制等技术, 可自动采集养殖水质参数, 上报到智能平板终端及物联网云中心。并通过无线传输方式自动控制各继电器给给排水设备、增压泵、水温控制设备工作。

2.2水产品智能养殖管理系统

水产品智能养殖管理系统包含水产品养殖辅料管理、水产品管理及水产品出库管理。

水产品养殖辅料管理主要针对饲料、药物的出入库、投饲进行登记。水产品管理主要通过在养殖池上放置RFID设备对鱼苗种类、数量、出入库等进行登记。水产品出库管理主要通过在水产品打捞网箱上放置RFID设备, 读取并存储水产品出库时二维码条码信息。

2.3水产品加工管理系统

水产品加工管理系统主要分为入厂登记环节和出厂登记环节。

对从养殖池运输来的水产品进行相关检疫并在电脑客户端软件上登记水产品来源信息, 把信息通过RFID写入到挂钩上的RFID条形卡上, 同时上传到云中心进行储存。

待加工好后的水产品出厂时, 对包装好后的成品进行称重, 读取批发商的IC卡信息生成水产品质量安全信息追溯码并打印, 在水产品包装上赋码, 并上传到云中心进行储存。

2.4水产品冷链物流管理系统

水产品冷链物流管理系统主要通过在车辆运输中使用的水产品包装箱上放置RFID温度采集标签, 通过无线网络手持式交易监管终端读取数据传输至物联网云中心。

2.5水产品交易零售系统

批发商对所批发的水产品进行零售时, 利用智能溯源电子台秤上配置的手持式条码扫描枪扫描条码, 打印出小票。

2.6水产品溯源查询系统

客户通过在销售商处购买水产品时拿到销售票据, 登录查询追溯网站输入相应的追溯码可以查询到从水产品养殖生产到消费者购买为止的过程中的相关信息。

三、结语

全面感知、可靠传输和智能反应的各种物联网技术在海洋中的典型应用有:水上物联网、海洋生态环境监测、智能集约化水产养殖、精量饲喂系统、智能冷链、水产品追溯等。物联网、3S技术等信息技术不断创新发展, 是海洋与渔业信息化发展的重要战略机遇期。海洋资源开发和物联网技术的结合对国家战略非常重要。

参考文献

[1]马建.物联网技术概述[M].机械工业出版社.2011年3月.8-12

[2]邹振涛, 杨宏, 李宏.水产养殖实时监控系统设计[J].农机化研究, 2011 (9) :124-127

[3]赵亮, 杜尚丰, 张峰.无线传感器网络在水产养殖系统中的应用[C].第24届全国高校电力系统及其自动化专业学术年会.北京:中国农业大学, 2008

工厂化养殖系统节能设计与实现 篇9

关键词：工厂化养殖,水处理工艺,节能创新,养殖试验,暗纹东方鲀

工厂化循环水养殖是代表未来发展方向的养殖模式, 目前我国工厂化养殖还处在示范阶段[1,2]。雷霁霖院士提出当前应当以工业化理念为指导、节能减排为目标、“四化养殖”为核心, 建立我国海水养殖大产业。开展系统节能创新研究是建立现代工厂化循环水养殖产业不可或缺的重要环节, 是我国工厂化循环水养殖技术从示范走向规模化生产应用所必须的重要步骤。笔者在汕头建设工厂化循环水养殖系统, 在其基础上进行节能创新改造, 在生产实践中探索降低循环水系统运行能耗的理论与技术问题, 对工厂化养殖生产大规模推广应用具有重要的意义。

1 工厂化养殖系统工艺流程创新

本研究是在前期工厂化养殖系统基础上, 以降低水处理系统运行能耗为目标进行创新改造, 养殖用水前处理继续采用前期处理程序[4,5], 4组水泥池配套改造建设4组循环水处理系统, 养殖池日换水率429%, 养殖水体循环利用率90%, 损耗主要来自排污和自然蒸发。

1.1 机械过滤

工厂化高密度养鱼产生的固体废弃物量大, 第一道过滤程序的性能直接关系到后续水处理工艺环节的负荷和整体净水效果。本研究机械过滤采用两种方式结合, 一是旋转筛过滤器, 二是采用袋式过滤。旋转筛过滤器首先滤除了养殖废水中的大颗粒物质, 再从顶端流入过滤袋, 使得液体可均匀分布在整个滤袋表面, 滤除水体中小颗粒物质, 整体达到较好机械过滤效果。

1.2 生化过滤

生化过滤是工厂化养殖水处理系统中的核心组件之一, 主要去除以“三态氮”形式存在的水溶性有害物质。生物滤池所填充的过滤材料包括碎石、细砂、塑料粒或生物球等单种或多种成份, 经过“挂膜”培养在滤料表面形成“生物膜”。当养殖废水从滤料间隙流过时, 生物膜就会将水中有机物分解成无机物, 并将氨氮转化成对鱼无害的硝酸盐。本研究根据养殖水体规模, 每组养殖池采用了2个并联的圆柱形生化过滤器, 填充滤料为生物球, 预运行培养生物膜后开始养殖试验。

1.3 杀菌消毒

目前, 常用的消毒装置主要包括紫外线消毒器和臭氧发生器。紫外线消毒具有灭菌效果好、水中无有毒残留物、设备简单、安装操作方便等诸多优点, 应用较为广泛。臭氧消毒具有化学反应快、用量少、水中无持久性残余、不造成二次污染等优点, 也是目前常用的消毒方法。本研究在一期水处理系统建设中采用臭氧消毒和紫外线消毒联合方式, 在应用过程中存在臭氧浓度调节控制和残余臭氧去除问题, 因此在节能创新改造中采用紫外线消毒器实现杀菌消毒功能。

1.4 水质调整

根据养殖对象对水质的要求调整养殖水体水质参数, 主要包括增氧系统和控温系统。为了克服冬季低温对养殖生产的影响, 本项目改造安装了锅炉加热控温系统, 蒸汽经独立管道系统与养殖池内水体进行热交换, 从而保证低温天气下养殖水体水温。

2 循环水养殖试验

暗纹东方鲀 (Takifugu obscurus) 隶属鲀形目、鲀科、东方鲀属, 俗称河鲀, 具有较高经济价值, 对养殖水质环境要求较高。2011年3月18日, 选取2组共14个水池, 水深50cm, 放养10230尾暗纹东方鲀鱼苗 (平均体长约2cm/尾) , 平均放养密度约91尾/m3。养殖全过程实现全封闭循环水养殖, 养殖期间不使用药物, 维持了稳定的养殖水体环境, 显著降低了养殖污物排放。2011年11月6日收获, 成活率95%, 体重范围150~200g/尾, 平均体重约180g/尾。

3 小结与讨论

3.1 节能创新

当前我国水产养殖设施系统的水质调控能力弱、方法少, 对循环水养殖技术的应用还相当落后, 大多数工厂化养殖系统没有应用循环水技术, 工厂化养殖总体上还处在示范阶段, 针对工厂化循环水养殖系统节能创新的研究报道极少。曲克明等通过车间墙体、门、窗等采用保温层设计, 达到比一般低拱车间降低30%的节能效果。在前期研究中[4,5], 笔者分析得到水处理系统能耗是工厂化养殖最主要的耗能组份, 循环水养殖系统日耗电量总计达到766.2kW, 其中每套循环水处理设备系统每日耗电量为152.4kW。本研究针对循环水处理系统进行创新性改进后, 能耗主要包括紫外耗能、旋转筛过滤器和一次性提水程序, 每日耗能82.8 kW, 即水处理系统中核心能耗部份与前期能耗相比较仅占54.33%, 降幅达到45.67%。水质调整中采用的加温设备因使用较少故未纳入能耗分析。本研究表明, 通过对工厂化循环水养殖系统中核心能耗部位的创新性节能改进, 循环水养殖系统整体的运行能耗存在较大的节能创新空间, 为下一步我国在“节能减排”大背景下展开节能创新与应用技术研究提供了一个成功的例子。

3.2 水处理工艺流程创新

目前在工厂化养殖的水处理工艺流程中, 一般多数采用机械过滤、蛋白质分离、生化处理等程序, 在部分水产养殖企业也有采用蛋白质分离器作为主要水处理程序并取得成功[9,10]。但传统蛋白质分离器能耗相对较大, 是水处理程序中的主要能耗部位, 而水处理程序的能耗是工厂化养殖推广中的重要限制性因素之一。解决这个问题存在两个途径, 其一是通过水处理工艺流程节能创新, 达到处理后水质满足养殖生产需要;其二是针对蛋白质分离器实现节能创新。辛乃宏等[11]改造循环水处理系统, 养殖石斑鱼和半滑舌鳎取得成功。笔者通过前期研究发现[4,5], 所处理的养殖污水在水处理器内的停留时间是水处理效率的重要影响因素之一, 因而在节能创新研究中设计加大了生化处理功能, 令其水力停留时间最高可达到0.339h, 同时创造性地去除传统工艺流程中关键耗能设备蛋白质分离器环节, 是为本次节能创新研究成功的重要原因。此结果也表明, 在后续提高水处理效率的工艺改良方面, 延长水力停留时间将是一项重要的改进手段。

3.3 进一步节能创新的基础

在长期工厂化养殖技术研究过程中, 笔者多角度地展开工厂化养殖技术探索。针对传统水处理程序核心设备之一蛋白质分离器能耗较高的问题, 笔者研发了多功能型水处理设备[12], 该设备所具有的功能包括机械过滤、泡沫分离、增氧、生化处理、排污、杀菌消毒、反清洗等, 解决了之前所有工厂化养殖水处理技术中分别采用不同功能的水处理单体设备完成的难题, 具有设备系统占地面积小、水处理效率高、运行能耗低等优点, 是工厂化养殖领域的核心关键设备创新。本研究所采用的机械过滤程序在运行过程中需要相对较多劳动维护, 是为本例工厂化养殖模式的不足之处, 研发了无能耗型机械过滤器[13], 创造性地改革传统的机械过滤方式, 降低运行成本、提高过滤效果, 代替本试验中的旋转筛过滤器将进一步降低水处理系统的运行能耗。工厂化循环水养殖工艺的创新与水处理装备技术的创新相伴而生, 笔者在水处理设备领域针对核心设备的重要技术创新为工厂化养殖模式进一步节能创新准备了必要的技术基础, 对于工厂化养殖模式的推广应用具有重要意义。

参考文献

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[4]颉晓勇, 钟金香, 王秀瑛, 等。工厂化养殖系统工艺与养殖试验[M]。中国工程科技论坛第124场"鱼类工业化养殖与可持续发展"论文集, 2011.9, 北京, 31-34。

[5]钟金香, 颉晓勇, 王秀瑛, 等。工厂化养殖实践与思考。中国工程科技论坛第124场"鱼类工业化养殖与可持续发展"论文集[M], 2011.9, 北京, 35-37。

[6]倪琦, 张宇雷。循环水养殖系统中的固体悬浮物去除技术[J]。渔业现代化, 2007, 34 (6) :7-10。

[7]曲克明, 杜守恩, 朱建新。节能型半滑舌鳎循环水养殖车间优化设计[J]。渔业现代化, 2009, 36 (5) :10-13。

[8]黄滨, 高淳仁, 关长涛, 等。论节能型工厂化循环水养殖的精准化[J]。渔业现代化, 2011, 38 (1) :15-18。

[9]颉晓勇, 李纯厚, 许忠能, 等。半滑舌鳎苗种工厂化培育试验初报[J]。广东农业科学, 2011, 9:130-131, 147。

[10]颉晓勇, 李纯厚, 许忠能, 等。名贵海水鱼类工厂化养殖试验研究[J]。湖南农业科学, 2011, 11:141-143。

[11]辛乃宏, 于学权, 吕志敏, 等。石斑鱼和半滑舌鳎封闭循环水养殖系统构建与运用[J]。渔业现代化, 2009, 36 (3) :21-25, 40。

养殖系统 篇10

按照猪肉生产的一般规律, 可以将猪肉生产划分为三个阶段, 分别是养殖阶段、运输阶段以及销售阶段。每个阶段需要追溯的关键因素不同, 具有各自的特殊性, 但彼此之间又具有一定的联系。针对三个阶段不同的需求, 需要3个不同的子系统对追溯信息进行管理。笔者针对猪肉信息可追溯系统在养殖阶段追溯的需求, 根据养殖阶段的关键因素, 遵循猪养殖生产的一般规律以及追溯信息数字化的要求进行猪肉信息可追溯系统养殖场子系统的设计 (简称养殖场子系统) , 现报道如下。

1 软件和系统

1.1 软件平台的选用

客户端采用Windows XP系统;数据库系统为SQL Server 2000;服务器端编程语言选用Visual Basic.net开发工具。之所以选择.net框架, 是因为它拥有1个公共语言库, 为所有.net应用程序提供标准运行库和支持多语言的编程, 熟悉不同编程语言的开发人员可直接合作开发, 提高系统开发速度, 加快开发进程;基于.net框架的编程是完全面向对象的, 应用程序使用基于组件的体系结构, 实现代码重用, 系统维护更方便[1]。

1.2 软件开发的构架

采用分层式体系构架, 通过软件分层高低偶合原则, 实现易于扩展、维护和重用的要求。基于软件分层技术的发展和猪肉信息可追溯系统的要求, 开发猪肉信息可追溯系统养殖场子系统时采用了3层设计模型[2]。3层分别是表示层、业务逻辑层和数据访问层 (见图1) 。用户通过对表示层的操作调用已经在业务逻辑层中封装完毕的组件式对象, 实现表示层与业务逻辑层之间的联系;数据访问层将数据库系统和业务逻辑层连接到一起;业务逻辑层通过数据访问层对数据库进行数据管理[3]。

2 需求分析

2.1 猪肉信息可追溯系统概述

1) 猪肉信息可追溯系统主要是针对从大规模养猪场到屠宰场, 再到市场销售生产模式的猪肉信息追溯。这种生产模式在猪肉信息追溯中分为3个阶段:养殖阶段、屠宰场阶段和销售阶段。

2) 由猪肉信息可追溯系统网络拓扑图 (见图2) 可知表示猪肉信息可追溯系统的整体结构, 猪肉信息可追溯系统通过中心数据库将猪肉安全生产可追溯信息的采集和对追溯信息的浏览查询2个环节紧密地联系到一起。

3) 猪肉信息可追溯系统从信息流的方向可分为两部分, 一部分是可追溯信息向中心数据库的传输;另一部分是消费者通过客户端对中心数据库中可追溯信息的查询。前者是对猪肉信息的监控和采集, 后者体现出来的则是可追溯性。

4) 猪肉信息可追溯系统的子系统———养殖场子系统负责养殖场部分可追溯信息的管理。

2.2 养殖生产与追溯信息的关系

1) 从养殖生产角度来看, 猪肉信息可追溯系统养殖场子系统是一个具有管理功能的养殖管理平台, 但是其侧重点是为可追溯系统服务的。养殖场子系统以养殖管理平台的管理功能为载体和工具, 对可追溯信息进行监控采集, 这样可以使监控信息采集的过程更为有效、全面和准确。

2) 从追溯信息方面考虑, 追溯系统中追溯对象与养殖管理信息系统中养殖对象是相同的, 可以说追溯的信息包含于养殖信息之中, 追溯信息是养殖信息中特殊的一部分。追溯信息是以标识信息作为索引, 将养殖场内与追溯有关的关键因素联系起来, 形成一个以标识信息为核心的追溯信息发散网络 (见图3) 。

3) 从养殖生产与追溯信息之间的关系可以看出, 养殖场子系统的设计必须符合养殖生产的规律。可追溯系统在养殖阶段的设计必须符合管理信息系统 (MIS) 的设计标准, 并且具备一定的MIS的功能, 这样才能更加准确、全面和有效地收集与猪肉安全有关的追溯信息。

2.3 养殖阶段关键因素分析

对养殖阶段的猪肉信息可追溯子系统进行设计, 首先要对养殖阶段影响猪肉安全的关键因素进行分析。经过调查、分析和研究可知, 在养殖阶段猪生产信息、饲料信息、兽药信息、消毒药品以及猪场环境信息是影响猪肉食品安全的关键因素。这些关键因素是否符合国家或者地区的标准和法规成为衡量食品安全的标准[4]。

1) 猪生产信息。猪生产信息包括猪出生信息、购买信息、转群信息、饲喂信息、疾病治疗信息、免疫接种信息和销售信息, 这些信息形成猪信息日志档案内容保存在中心数据库中。这7个方面的猪生产相关信息涵盖了整个猪肉生产周期的各环节。

2) 饲料信息。饲料信息包括饲料购买记录、饲料说明、饲料保管记录、饲料领取信息和饲料检测记录。

3) 兽药信息。兽药信息包括兽药购买记录、兽药说明、兽药保管记录、兽药领取使用记录和兽药检测记录。

4) 消毒信息。消毒信息包括消毒药品购买记录、消毒药品说明、消毒药品领取使用记录和消毒药品检测记录。

5) 猪场环境信息。猪场环境信息包括定期检测猪场空气、水质和粪便、污水处理等方面的信息记录。

3 系统的构成

系统的需求分析明确了养殖场子系统需要完成的任务, 也就是采集养殖场内猪生产信息、饲料信息、兽药信息、消毒信息以及猪场环境信息, 但是单独采集这些信息是不符合养殖规律的, 要在生产实践中实现也是不科学的;由此可以看出, 养殖场子系统的设计需要遵循养殖规律, 将信息的采集过程整合到整个养殖过程当中。

3.1 养殖场子系统的功能模块

养殖场子系统包括以下相关的功能模块:猪基本信息管理、生产信息管理、饲养饲料管理、疾病防治药品管理、猪购买和出售管理、消毒环境信息管理、标准法规管理和系统管理模块。这8个功能模块组成了养殖场子系统。

3.2 猪信息管理模块和生产信息管理模块

1) 猪基本信息管理模块可以对养殖场内的猪基本信息进行创建、修改以及查询。系统对新出生和新购买的猪进行详细信息记录, 并赋予一个标识信息作为索引。记录的信息主要包括标识信息、出生日期、出生重、性别、产地、品种等信息。

2) 生长信息管理模块记录猪生长过程中的信息, 包括猪饲养过程中的转移情况和在不同饲养阶段的身体情况。通过这个模块, 系统不断地采集猪生长过程中的信息, 并记录到档案中, 当猪出栏屠宰时生长过程信息记录完成, 猪档案被封存并上传到中心数据库。

以上2个功能模块记录了猪从出生、生长到出售前的所有信息。在客户端可以通过标识信息对这些信息进行查询。

3.3 饲养饲料管理模块

1) 该模块对猪每天饲喂的饲料进行记录, 当猪销售时将饲喂数据进行封装上传到中心数据库中。

2) 对饲料购买、使用信息进行记录。将每一批购买的饲料详细信息录入到系统, 定期对饲料的保管情况和饲料质量进行检测。

3.4 疾病防治药品管理模块

1) 记录患病猪疾病治疗信息并形成病例报告, 详细记录疾病的发生、发展、转归和疾病治疗用药情况。

2) 记录养殖场内免疫接种情况, 记录免疫发生的时间、免疫的规模以及免疫效果。

3) 详细记录兽药购买信息, 并对兽药领取、使用信息及时进行记录。通过领取、使用兽药, 将兽药的信息与养殖场内患病和免疫的猪建立关联, 在客户端上通过对猪信息的追溯就可以追溯到兽药的详细信息。

3.5 消毒信息和猪场环境信息管理模块

1) 养殖场内需要定期进行消毒, 对于全进全出式管理的养殖场在空栏期间也需要进行彻底的消毒。所使用的消毒药品、消毒药品的使用量、消毒的方式等方面信息都是可追溯信息的一部分, 需要及时记录到养殖场子系统。消毒药品说明和使用情况也需要及时更新到中心数据库。

2) 养殖场内的环境信息如空气质量、水质和粪便污水处理情况对猪肉安全也会有影响;因此定期记录上述信息也成为追溯系统的一个重要组成部分。

3.6 其他管理模块

猪购买和出售管理、标准法规管理和系统管理是3个辅助管理模块。

1) 购买和出售管理模块对养殖场猪的购买和出售信息进行详细记录。新购入的猪需要进行基本信息记录, 并对猪的来源进行核对, 确保信息来源准确。猪出售时也需要进行跟踪记录, 以便完成养殖场和屠宰场的对接。

2) 标准法规管理模块对国家相关部门颁发的有关标准和法规进行更新和维护, 通过这个模块还可以对相关标准法规进行查询, 以便及时掌握相关标准和法规。

3) 在系统管理模块中, 可以对用户的信息进行维护, 更改用户的注册信息, 也可以对养殖场的详细信息进行维护。通过对用户信息和养殖场信息的维护, 可以将用户和养殖场信息的变化及时更新, 有利于追溯系统为客户端提供准确的用户和养殖场信息。

4 小结和展望

养殖场子系统是猪肉信息可追溯系统中的3个子系统之一, 是实现养殖阶段猪肉安全可追溯信息数字化的工具和平台。在追溯体系当中标识信息是重中之重, 对于不同的养殖场来说, 保证标识信息的唯一性是实现猪肉信息可追溯的首要条件;因此, 需要一个相关部门对标识信息进行统一的管理。

目前大规模养殖场都拥有满足要求的养殖管理信息系统, 在功能上猪肉安全可追溯系统和养殖管理信息系统有很大的重合部分, 如果养殖场内使用2套系统, 显然有一些冗余。如何有效地利用现有的资源是一个需要解决的问题。

研究为猪肉信息可追溯系统养殖场子系统的设计提出了初步设想, 但是在实现的过程中肯定会面临各种各样的困难。希望通过以后对养殖场管理信息系统和追溯系统的进一步研究, 开发出更符合养殖和追溯要求的追溯系统。

参考文献

[1]SPENCER K, EBERHARD T, LEXANDER J.Visual Basic.net面向对象可重用组件开发[M].杜志秀, 译.北京:清华大学出版社, 2003:403-410.

[2]张露, 马丽.数据库设计[J].安阳工学院学报, 2007 (4) :75-78.

[3]黄怡强.三层C/S结构及其应用开发[J].中山大学学报论坛, 2004 (1) :323-324.

养殖系统 篇11

记者：韦所长，全社会都很关心营养与健康养殖的问题。关于这个问题，是不是可以简单地分为两方面：一方面是饲料，另一方面是药物。可以这么分吗？

韦启鹏：饲料和药物的合理使用是实现健康养殖、确保畜产品安全的关键环节，其他如品种来源、养殖方式、疫苗的投入与使用等，也是实现健康养殖、确保畜产品安全的重要因素。饲料配方原料应搭配合理，营养均衡、全面，以便提高畜禽生长速度、饲料利用率和养殖效益，减少因消化吸收不完全而造成的环境污染。药物作为保健或者非营养性饲料添加剂使用，可以起到促进动物生长和保健的作用，但必须根据饲料添加剂管理条例，使用农业部允许使用的兽药，应在专业技术人员指导下合理应用。养殖户在选择使用兽药时，应根据自身生产的实际情况，避免因药品经销商的单方推荐而盲目滥用。2014年，新闻媒体曝光某地区自来水药物超标事件，就与当前畜禽养殖业过度使用兽药有一定关系。为实现健康养殖，确保畜产品安全，饲料中应尽量避免或减少药物添加，宜选择安全的中草药或微生态制剂等药物替代品作为生长促进剂和保健品。此外适宜的养殖方式也非常重要，它关系到改善养殖环境，减少畜禽应激反应，从而达到减少药物使用的目的。如蛋鸭的笼养与网上养殖技术，通过提供良好的设施，改变养殖方式，鸭蛋的洁净度和品质均可大大提高，不仅可以延长蛋品的保存时间和货架期，还可减少鸭蛋加工过程中的损失。

记者：在动物养殖过程中，饲料选购和搭配是不是有特别要注意的地方？

韦启鹏：在动物养殖过程中，应选择有生产许可证、在工商局注册登记、有良好管理制度、有良好信誉的饲料生产企业生产的饲料，养殖户可以通过同行之间交流、现场考察、使用效果观察等渠道确定选购对象。确定饲料生产厂家后，还要根据畜禽的不同品种、不同阶段、不同性别、不同季节向饲料生产企业反馈信息，以便选择种畜禽专用料或商品畜禽不同阶段用料。现在饲料种类分得很细，比如：蛋用禽和肉用禽使用的饲料不同；同样是蛋鸡产蛋期饲料，地方鸡与国外引进品种鸡，由于营养需求不一致，饲料营养要求也不一样，需要有针对性地进行选择。另外，有些养殖户总觉得如果自己生产饲料，产品质量应该比较放心，而且成本低廉。事实上，集团化饲料生产企业的原料集中采购，他们可以充分掌握市场原料波动信息，原材料采购成本相对较低，原料质量可控，可以充分保证饲料质量，而且这类饲料生产企业，产品相对专一，不会因为更换饲料品种产生药物交叉污染。因此，养殖企业应该尽量避免自己生产加工饲料，最好直接采购优势企业的产品。

记者：要实现健康养殖，在场地建设和饲养方法上有什么特殊要求吗？

韦启鹏：要实现健康养殖，场地应选择交通便利，与交通干线保持适当距离，距主干道不少于2000米、县乡和村道不少于500～1000米；应远离居民点不少于1000米，与其他畜禽场的距离不少于3000～5000米的地方。用于建畜禽养殖场的场地，地形应开阔整齐，占地面积适宜；地势要高燥、平坦、背风向阳、有缓坡；水源要求充足，水质好，便于取用和卫生防护，易于净化和消毒；距城市至少30公里以上；土壤要求透气性好，易渗水，热容量大；周围最好有便于生产污水排放和粪肥处理的种植基地；有时还需要结合地方规划的禁养区或限养区考虑，如鄱阳湖生态经济区就划分了禁养区、限养区。

在饲养方法上，尽量结合企业自身的管理特点以及养殖规模、栏舍布局设计、设施化程度，不同区域、品种、养殖阶段、粪污处里、土地粪肥利用等因素综合考虑。饲养方法要根据品种来源选择，引进品种宜采用集约化养殖方式，如圈养、网床养殖、笼养等；国内地方品种因抗逆性强，可根据当前人们对所谓“野生”产品的需求，采用野外放养、林下养殖、水面养殖等多种形式饲养；国内地方品种经驯化和提供适宜的养殖设施，也可实行集约化生产，如蛋鸭笼养及网床养殖。但是从环境保护和疫病防控角度来看，传统养殖方式需要特别注意疫病控制，一定要养成定点投放饵料、确保畜禽群能够及时归巢、确保防疫措施的实施。

记者：在整个养殖过程中，动物疾病的预防是最大的问题，免疫又是其中的重中之重。请问：疫苗分哪几种？免疫接种又分哪几类？

韦启鹏：免疫是预防动物疾病的关键因素之一。疫苗接种动物后可产生主动免疫，尤其是病毒性疫病，通过应用疫苗免疫的方法使动物获得针对某种传染病的特异性抵抗力，以达到控制疫病的目的。兽用疫苗的种类包括灭活疫苗、弱毒疫苗、生物技术疫苗、多价苗与联苗。

灭活疫苗由于所用佐剂不同，可分为不溶性铝盐胶体佐剂（氢氧化铝胶、明矾等）灭活苗、油乳剂灭活苗、蜂胶佐剂灭活苗，其优点是安全性好、运输保存方便，但也有剂量大、免疫期短、需多次接种等缺陷。弱毒疫苗是指应用毒力减弱或无毒力的，对被接种动物不致病、不发生剧烈的不良反应，并具有良好的免疫原性的病原微生物制成的疫苗，其优点是剂量小、免疫期长、产生抗体快，缺点是稳定性差。生物技术疫苗的特点是安全、产生免疫力强、免疫期长。

免疫接种可分为预防接种和紧急接种两种。预防接种是根据养殖场周边疾病发生和流行情况，结合抗体水平监测而采取的一种主动免疫预防疫病的方法，通常养殖企业会结合企业自身的防疫与管理措施，合理使用疫苗免疫；紧急接种是指养殖企业所在地区突然暴发某种流行性疾病，或者因企业自身免疫措施不当、部分畜禽漏免可能导致的某种流行病失败而采取的预防接种措施。

记者：疫苗的储存与运输要注意什么？

韦启鹏：疫苗是一种特殊商品，保存需要一定的条件，否则会影响疫苗的质量、降低疫苗的效力，甚至失效。为了保障疫苗的质量，不论疫苗的生产、经营单位，还是使用单位，均应做好疫苗的保存工作，避免在某个环节管理不到位使疫苗质量发生变化。储存设备可根据疫苗最适宜温度和数量设置自动调节温度的冷冻库、冷藏库、活动冷藏库、冰柜、液氮罐、冰箱等，严格按规定温度储存，避免光线照射，防潮；保存疫苗的地方应放置温度计，定时观察记录温度是否适宜；疫苗保存期间，应避免温度忽高忽低或反复冻结、溶解；疫苗运输过程中，根据疫苗数量多少，选用冷藏设备，尽量采用最快的运输方法，缩短运输时间，并要采取防震、减压措施，防止包装瓶破损。

记者：免疫接种的方法有哪些？各种方法适用的对象及注意事项又是什么？

韦启鹏：免疫接种的方法有皮下注射法、皮内注射法、肌肉注射法、饮水免疫法、刺种法、滴鼻、点眼法、气雾免疫法。皮下注射，注射部位因动物种类不同而不同，马、牛等动物皮下注射时，一律采用颈侧部位，猪在耳根后方，家禽在颈部或大腿内侧，羊在股内侧、肘后及耳根，兔在耳后或股内侧。注射时一手拇指、食指捏取皮肤，另一手持注射器倾斜快速刺入缓缓注射，拔针后最好能够以药棉揉擦。羊痘弱毒苗采用尾根或尾下皮内注射，注射时须对注射部位稍作消毒，拇指、食指捏取皮肤成皱褶进针。牲畜肌肉注射，一般在臀部或颈部，家禽多采用胸部肌肉注射。饮水免疫时，饮水中不应含有任何使疫苗灭活的物质，如氯、锌、铜、铁等离子。此外，饮水器要保持清洁干净，不可有消毒剂和洗涤剂等化学物质残留，饮水的器皿可用瓷器和无毒塑料容器，饮水免疫前后应控制家禽饮水和避免使用其他药物。饮水免疫前，应提前停止供水3～5小时，使家禽在使用饮水免疫前有一定的口渴感，确保家禽在半小时内将疫苗稀释液饮完。刺种，在翅下无毛处避开血管，用刺种针蘸取疫苗刺种1～2下。滴鼻、点眼，可用注射器或乳头滴管滴1～2滴疫苗液至鼻或眼内。气雾免疫，要避免用气雾发生器将稀释疫苗喷射，只要保证每个角落喷洒到位即可。

记者：在采访中我经常听到养殖户谈到免疫失败的问题。请您介绍一下出现免疫失败的原因是什么？

韦启鹏：免疫失败的原因是多方面的，包括疫苗因素、免疫抑制性疾病的存在、营养因素、霉菌毒素中毒、应激、药物的不合理添加、遗传因素的影响等等，都可能导致免疫失败。

疫苗因素可能是疫苗的生产技术不稳定，毒株抗原性差、毒力不稳；疫苗生产、流通、储存及使用不符合要求或者剂量使用不合理、接种途径不当；疫苗毒株型与当地流行疫病的血清型不匹配；盲目联合使用疫苗引起剧烈的注射反应，干扰机体正常的免疫应答能力，从而降低疫苗效价。有些免疫抑制性疾病影响免疫抗体的有效产生。畜禽体内一种或多种营养物质如氨基酸、维生素、碳水化合物等缺乏，也会影响免疫效果。饲料中含有黄曲霉毒素被动物摄入体内，可抑制体液免疫或细胞免疫机能。动物处在过冷、过热、湿度过大、通风不良、拥挤、饲料突然改变、运输、转群、断喙、接种、去势、断乳、饥饿等应激情况，也可导致免疫效果下降。动物免疫期间添加抗生素或抗病毒类药物，也会抑制机体抗体和致敏淋巴细胞的形成，影响免疫效果。不同品种、不同个体因其遗传因素的影响，对疫苗产生应答的时间、程度也不尽相同。有的个体对病原具有先天性免疫缺陷，也会导致免疫失败。

记者：使用疫苗应注意哪些问题？

韦启鹏：针对免疫失败的原因分析，在免疫前要注意动物是否处于健康状态，或者是否存在母源抗体、处于隐性感染状态，最好能够进行抗体检测。免疫过程中还应仔细检查包装是否破损。此外，还要加强日常饲养管理，建立严格的消毒制度、检疫和疫病监测制度；加强饲料质量管理、减小应激等。免疫接种注射用具要洗净、煮沸、消毒；饮水免疫水中不应有消毒剂、金属离子、卤素等；接种前，要认真阅读瓶签及说明书，严格对照使用；注射病毒性疫苗前后各4天内不得使用抗病毒药物和干扰素；两种病毒性疫苗接种应间隔7～10天，以免产生相互干扰；病毒性活苗和灭活苗同时使用时，应分别肌注；注射活菌前后7天内不要使用抗生素，两种细菌性活苗同时使用时，应分别肌注；正在潜伏期的畜禽接种弱毒疫苗后，可能会激发疫情，甚至引起畜禽发病死亡；妊娠母畜尽可能不要接种弱毒疫苗，特别是病毒性活苗，避免经胎盘传播，造成后代带毒。稀释后的疫苗要在规定的时间内用完，不能过夜，否则废弃。给畜禽群体进行免疫预防时，尽可能使用单一疫苗，少用二联疫苗或多联苗。

记者：很多人都知道免疫接种不当会引起很严重的后果，如何才能更好地预防免疫接种出现意外呢？一旦出现意外又应该采取哪些急救措施呢？

韦启鹏：为了规避免疫失败的风险，除定期进行抗体监测和疫病监测外，还需要经常性采取养殖场病料提交市级以上动物疫病控制中心或者高校、科研院所实验室检测，以确定病毒血清型种类，便于合理选择适宜疫苗。免疫失败后，如果怀疑是高致病性疾病或者人畜共患病，如禽流感、口蹄疫等，须及时向当地畜牧卫生防疫部门报告，采取针对性措施。其他疾病在确诊前后，应采取加强饲养管理、改善环境质量以及药物控制等措施处里，如需要紧急接种，应在专业技术人员的指导下进行。

养殖水质在线监控的系统集成技术 篇12

我国养殖水质监控的发展总体还处于较低水平。多数采取经验法,目测比较;有的采取分析法,由于现场缺少精确的分析,量化的精度较低。而实验室检测成本高、周期长、数据有限,效果不尽如人意。近年来,国内一些厂家在生产多参数水质实时监测装置方面做出了一些尝试,但所选的监测参数少,质量也不够稳定[1]。以中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所开发的养殖水质在线监控系统为代表,采用RS-485和GPRS等通信协议相结合方式,选用PLC或I/O工控模块、多参数水质传感器等集成养殖水质监控系统,实现了数字化运行[2]。系统连续、及时、准确地监测养殖水质及其变化状况,把水质控制在养殖要求的范围内。由于进口传感器价格较贵等原因,工程投资偏高,水产养殖单位应用养殖水质在线监控系统的也为数不多。国外养殖水质监控的研究和开发技术先进,如美国、荷兰、澳大利亚等国水质在线检测系统,检测精度和智能化程度较高,处于国际领先水平[1]。

2 养殖水质监控系统集成要素

养殖水质在线监控的系统集成就是对整个养殖生产工艺流程所牵涉的各个环节,通过统一的平台进行工程设计和组态,达到网络区域的水质检测、现场设备和养殖场各种控制的可视化运行要求。系统集成的原则是水质传感器检测原理和方法符合国家有关技术标准,设备符合技术规范,系统具有性能稳定、简单实用、性价比高等特点。同时,具备系统的可配置性和资源扩展能力。

养殖水质在线自动化监控系统主要由采样系统、传感器网络、现场控制器、FCS总线、系统软件等部分组成。

2.1 水质自动采样系统

水质监测系统的采样方式有单点式采样和多点式采样。

单点式采样就是把传感器直接设置在水中进行水质检测,设置形式可分固定和移动2种方法。单点式采样系统结构简单,如检测水样多,然而需配置的传感器也多,传感器的配置投资高。

多点式采样系统有取样泵、输水管道、过滤器、电磁阀等组成。通过现场PLC或I/O模块对阀门的控制,实现多个采样点循环测定,确保水样互不干扰。取样管道要有水样处理装置,将水样中的水草、泥沙等杂物分离冲走,避免堵塞管路,保证分析系统正常运行[2]。多点式采样适用一个传感器检测多个采样点,系统结构复杂,配置的传感器少,传感器配置投资低。

2.2 多参数水质传感器

农业部颁布的《无公害食品 海水养殖用水水质》[3]和《无公害食品 淡水养殖用水水质》[4]等标准,规定了养殖用水水质要求。但在实际生产过程中,一般通过监测和控制水质参数,把水质控制在养殖要求的范围内。譬如,水体的溶解氧应保持在5～8 mg/L;pH值在6.5～9.0,海水养殖在7.5～8.5;氨氨(NH3-N)质量浓度在0.6 mg/L以下,硫化氢的质量浓度应严格控制在0.1 mg/L以下。

多参数水质传感器是利用传感器技术、测量技术、控制技术及相关专用软件和通讯网络组成的专门系统。根据监测需要,选用相关的水化、水文、气象和生态的多个水质测试探头组合成传感器。它对养殖水体中一些主要影响鱼类生长和健康的参数进行量化分析,进而采取相应措施调控水质,确保水质符合安全需求。多参数水质传感器具有对水样检测数据自动采集及传输、测量参数现场显示、设备和异常值自动报警、自动清洗、自动校正等功能,以及数据自动存贮、供上位机通讯及查询、停电保护及来电自动恢复功能[5]。

有的多参数水质传感器能监测不同水层的垂直剖面水质参数,可用于水库、河口和海湾的养殖水体的水质监测;研究藻类分布、迁移与群体结构;研究增氧机、风力等动力驱动对水体溶解氧分布的影响;建立典型断面水质检测预警系统,对水质实施有效预测预报[6]。

近年来,国内一些单位在水产养殖多参数实时检测仪器的研制方面做出了尝试,推出了一批单参数和多参数仪器,价位适中,操作简便,但由于其传感器使用期限和校验等问题,影响了在生产实践中的广泛应用[1]。我国的传感器市场目前基本上被YSI、HACH、WTW等国外产品占领。

2.3 可编程自动化控制器(Programmable Automation Controller,PAC)

在养殖水质监控系统中,通常采用的PLC或I/O模块作为控制节点,应用RS-485通信网联结控制节点构成网络。PLC或I/O可靠性好,但软硬件结构封闭,功能差,不能提供主动的事件通知,系统的集中监控有赖于服务器的定时查询等。

PAC保持了PLC的编程方式和特点,而且有实时操作系统和现场总线功能,提供通用开发平台和单一数据库,可满足系统设计和集成的需求,实现逻辑控制、过程控制和人机界面功能,性价比高,为系统提供坚实的底层基础。PAC已成为总线控制系统的主流配置[7]。在养殖水质监控系统的分布式自动化环境中,应用PAC容易实现养殖监控过程中的增氧、投饵、进水、取样等闭环控制。研究和开发PAC控制器中,要注意环境特点和应用条件,以适应水产养殖的需求。

2.4 养殖水质传感器网络

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)由数据采集节点、无线传输网络和信息处理中心组成。数据采集节点集成传感器、数据处理和通信模块,各节点间通过通信协议自组成一个分布式网络,将采集数据优化后传输给信息处理中心[8,9,10,11,12,13]。

基于IEEE 802.15.4通信协议的ZigBee无线通信网络,它的低速率传输、低成本的双向无线通信技术,可嵌入各种设备中。ZigBee对等网络允许通过多跳路由的方式在网络中传输数据,具有自组织、自修复的组网能力。它特别适合于工业控制与养殖水质检测、无线传感网络和智能养殖等设备分布范围较广的应用。

ZigBee网络节点有个人区域网络(personal-area network,PAN)协调器、全功能设备(full functional device,FFD)和简化功能设备(reduced function device,RFD)等组成。PAN协调器是一个起网络控制中心作用的FFD,扮演ZigBee路由器。当网络状态发生变化时,其他FFD也能起ZigBee协调器作用。ZigBee可以构建成星状拓扑和对等网络拓扑。

在星状网络中,终端设备都与唯一的PAN协调器通信。PAN协调器一般使用持续电力系统供电,而其他设备采用电池供电。星状网络适合小范围应用。

构建ZigBee对等网络时,PAN协调器首先将自己设为簇首(cluster header,CLH),并将簇标识(cluster identifier,CID)设为0,形成网络中的第一簇。PAN协调器选择一个未被使用的PAN标识符,向其临近设备广播信标帧。如果PAN协调器允许请求设备加入该簇,就把该设备作为子设备加入到PAN协调器的邻居列表中。新加入的设备也将簇首作为它的父设备加入到自己的邻居列表中,并且发送周期性的信标帧,以便其他设备加入到网络中来。多个邻近簇相连构成一个更大的网络。PAN协调器可以指定一个设备成为邻近的一个新簇的簇首,新簇首同样可以指定其它设备成为其相邻簇首,构成一个多簇的对等网络。ZigBee簇树网络拓扑如图1所示。图中设备间的连线只表示设备间的父子关系,而不是通信链路。多簇网络结构扩大了网络覆盖范围[8]。

在养殖水质检测无线传感器网络中,由传感器和网络通信模块组成数据采集的网络节点,多个无线节点与汇集节点决定水质检测区域的范围。终端数据通过无线网络至网关,并将数据进行初步处理,然后通过串行通信接口传送至网关计算机,形成大面积水质检测无线传输网络。设置节点时,天线的选择和设置会直接影响整个无线通信网络的运行质量。

2.5 现场总线控制系统(Fieldbus Control System,FCS)

现场总线是连接分散的现场数字化控制装置的一种串行、数字式、多点、双向通信的数据总线,是底层设备之间的通信网络[7]。在养殖水质监控领域常用RS-485通信协议或CAN-bus通信标准2种总线。

RS-485标准工业接口只定义平衡多点传输线的驱动器和接收器的电特性,高层标准都将其作为物理层引用,通常设计为用于半双工传输。 RS-485采用单主从结构,差分传输为可靠数据传输提供了足够的裕度,适用于噪声环境的联网。由于其本身局限性,一旦节点出现故障,容易造成整个总线网络的瘫痪[7]。因RS-485设备简单、低成本等原因,在通信数据量不大、传输频率不高的场合,也常采用RS-485作现场数据通信。RS-485虽用作数据通信,但不是FCS现场通信标准。

控制器区域网总线(controller area network bus,CAN-bus)是8种FCS现场总线国际标准子集之一,是典型的现场总线,擅长离散控制。CAN总线特点:多主方式工作、总线仲裁技术、广播式数据通信、高传输可靠性、适合于网络化智能设备。与RS-485相比较,CAN-bus在通信能力、可靠性、实时性、灵活性、易用性、传输距离、成本等方面都有明显的优势。

池塘养殖的CAN-bus系统结构如图2所示。在CAN现场总线系统中,PC机(或工控机)和嵌入式控制设备都作为一个标准的CAN网络节点。上位机与节点之间采用CAN总线进行通信,传输介质采用屏蔽双绞线。上位机由工控机和CAN适配卡组成,监控各节点的状态和发送控制命令。而网络的节点由带CAN通信接口的PLC或I/O控制模块组成,接收上位机发送的命令,并执行对增氧机、进出水泵、取样泵、投饵机等养殖设备的控制。同时向上位机返回设备的状态信息。

目前,大部分节点设备仍使用RS-232或RS-485接口进行数据通信。在工程中采用CAN总线通信模块对通信接口进行数据转换,实现数据在RS-232和CAN总线之间的完全透明传输,将具有RS-232接口的设备变成标准的CAN通信节点,则能简便地获得高可靠的CAN现场总线控制系统。

FCS系统将测量和控制彻底分散到现场设备中,大量信息在现场处理,系统简单、利于维护[5]。FCS的优点是分散的控制方法及数字通讯使系统可靠性提高、产品互换性好、系统有预测性维护功能。

在水质监控系统中,FCS系统集成时应考虑养殖水质参数的变化是缓慢的,且有滞后效应。节点的数据采集和监控不应苛求响应速度,但要有复杂的模拟量处理能力。水质参数的测量,物理原理是古典的,但传感器和控制器应向数字智能化发展[7]。

2.6 系统软件

我国的养殖水质监控系统软件具备实时数据采集、数据管理、实时数据监视、数据组态、历史管理、数据查询等功能[5]。人机界面面向操作员,把实时动态的各种信息量以图形、文字、画面的方式有机地结合在一起,操作简便,直观性强。可用键盘和鼠标完成对软件的全部操作,采用中文界面。

组态软件作为自动控制系统监控级的开发环境和软件平台,用于工业现场的检测、数据采集等,其优点是功能强大、易于二次组态开发、性能稳定[7]。市场上组态软件商品有ifix、intouch、wincc等,国产也有组态王、mcgs等软件。通常,根据养殖工艺及使用要求,在系统平台上进行组态开发,完成监控软件的编写。监控软件属非标产品,但影响系统的可用性、安全性。系统软件也可用VB、VC等软件编写,但必须从底层设备编程,工作量大,不利系统修改。

系统应用软件要求实用、可靠、先进、可扩充和开放性,具有易于维护和安全可行等优良性能,留有可扩展空间。同时,要注意到组态软件对总线设备的支持程度。有些监控组态软件,对一些主流的总线设备有着良好的支持,通过DDE、OPC或者直接连接等方式进行通讯。另些组态软件则支持的种类较少。

作为完整的水质自动监控系统应用软件,不仅能接受节点在线设备的实时数据,而且还应具备历史参考数据、手工输入数据、实验室分析数据、便携式仪器现场处理应急传输的数据处理功能。

3 集成养殖水质监控系统要注意的问题

系统集成的本质就是优化的统筹设计,包括软件、硬件、操作系统技术、数据库技术、网络通讯技术等集成。为达到系统的低成本、高效、性能匀称、可扩充性要求,传感器检测、智能控制器、实时数据库、监控网络等是集成时需同步解决的核心技术。在养殖水质在线监控的系统集成时,还必须注意:

(1)实用性 坚持为生产过程、经营管理和领导决策服务。构建能连续、及时、准确地监测目标水质及其变化状况的监测系统,提高水质监控能力,有效地推广和普及规范化的水质监控手段。

(2)先进性 当前先进技术不断向渔业行业渗透,推动着水产行业的技术升级,同时构成了数字渔业的丰富内涵。从创建“数字渔业”出发,以国家对渔业先进的养水要求为支撑,研究、开发和集成水质在线检测系统,使得检测精度和智能化程度较高,现场设备做到数字化、智能化、网络化、FCS总线化,这是“数字渔业”对监控系统的集成要点。

(3)可靠性 根据区域分散、设备野外设置、工况环境恶劣等我国池塘养殖的区域特点,器件采用国标产品,系统保证开放性、可扩展性等特点;设备操作简便、直观,以利于各个层次的人员使用;关键部分应有安全和容错措施,以确保系统的可靠运行。

(4)经济性 根据我国水产养殖现状,积极地加大科研力度,开发价格低廉、性能可靠的水质监测设备,提供基础的系统底层配套设备。结合无公害水产品养殖标准,开发和研究适用于不同层次需求的水质监测系统,促进水产养殖的科技进步和产业升级,实现我国水产养殖业增长方式转变。