基于云服务的畜禽养殖智能化信息管理系统及方法与流程

本发明涉及畜禽智能化养殖技术领域，特别涉及一种基于云服务的畜禽养殖智能化信息管理系统及方法。

背景技术：

近年来，畜禽养殖行业快速发展，传统的个体户养殖方式已经向规模化、集约化畜禽养殖企业转变。而畜禽养殖企业的管理方法也由传统的人工管理方式向以计算机技术、物联网技术为手段的现代智能化管理系统发展，用以辅助畜禽养殖企业的日常生产活动及企业的管理问题，从而达到畜禽福利化养殖，使养殖体系真正达到智能化。

畜禽养殖企业在日常的生产活动中要面临诸多的管理问题，这其中包括与畜禽饲养相关的：畜禽舍内的环境监测及控制、养殖个体精确识别与管理、养殖个体生长信息与饮食量饮水量监测与记录、畜禽疾病诊断与预警、舍内存栏量及死淘率的监测等；与畜禽产品服务相关的：禽蛋禽肉的精确溯源、产品的检疫与运输环节等；与畜禽养殖企业管理相关的：人事管理、财务管理、进销存管理、产品管理等。因此，畜禽养殖领域所需构建的是复杂而又庞大的养殖体系。

目前已有很多智能化技术应用在了畜禽养殖领域。比如利用rfid识别个体进行精确养殖；传感器监测畜禽舍内温度、湿度、二氧化碳浓度、氨气浓度、硫化氢浓度以及光照强度等信息；构建畜禽产品的溯源平台进行产品安全溯源等方法；oa自动办公系统以及库存管理系统等相关软件也已经在畜禽养殖企业中得到了应用。

但在目前的畜禽养殖企业中，上述各个功能均分别由不同的系统来实现，多套系统并存使用具有业务障碍、不同系统间信息无法共享的缺陷，且由于各个系统信息不共享，因此很难利用现有数据开展后续养殖分析、疾病检测与预警、产品的溯源等更深层次的数据处理分析。

技术实现要素：

针对上述畜禽养殖领域所存在的瓶颈问题，本发明的目的在于提供了一种基于云服务的畜禽养殖智能化信息管理系统及方法，该系统可以涵盖畜禽养殖企业内部各个环节，可实现畜禽养殖企业系统间信息共享，对数据进行良好保存，便于后续更深层次的挖掘利用，实现智能化养殖。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：基于云服务的畜禽养殖智能化信息管理系统，包括：

畜禽舍内硬件感知层，包括部署在畜禽舍内的终端节点、终端服务器和信息传输模块，畜禽舍内构建有局域网，终端节点包括信息采集设备、执行节点，信息采集设备所采集的数据信息通过信息传输模块发送至云服务层，终端服务器接收云服务层发送的控制指令，对相应的执行节点进行控制；

云服务层，包括部署在云端的云数据库及云服务器，云数据库用于对畜禽养殖企业在生产活动中产生的数据进行保存，云服务器用于对数据进行分析计算；

管理系统应用层，包括部署在控制端的控制器，控制器上有人机交互界面，以辅助畜禽养殖企业进行查看、管理和操作。

本发明系统中，中间云服务层为核心枢纽，底层和上层均独立与中间层进行数据传输，使系统工作流程更加清晰便捷，同时又做到了对生产数据的良好保存与利用，通过管理系统应用层可随时对畜禽养殖企业进行查看、管理和操作，实现远程化和智能化。

优选的，所述信息采集设备包括但不限于：温度传感器、湿度传感器、氨气传感器、二氧化碳传感器、硫化氢传感器、光照强度传感器、视觉传感器、声音传感器、饮食量饮水量监测装置。

更进一步的，在畜禽舍内还设有若干个巡检机器人，巡检机器人也接入畜禽舍内的局域网中。巡检机器人通过自由移动可实现非定点以及指定地点的环境检测等。

优选的，所述执行节点包括控制畜禽舍内环境的环境控制端、控制畜禽个体饮食量饮水量的饮食控制端。

优选的，所述畜禽养殖企业在生产活动中产生的数据包括但不限于：畜禽舍内环境信息、畜禽个体饮食量饮水量监测信息、畜禽个体生长参数信息、场区及畜禽舍信息、企业人事信息、部门信息、财务信息、库存信息、采购信息、产品信息、客户关系信息。

优选的，云服务器对数据进行分析计算，并获得相关结果，结果包括：畜禽疾病监测信息、养殖标准、饲喂建议、蛋料比、死淘率、产品溯源信息、企业财务状况、产品销售建议。

更进一步的，云服务器中使用机器视觉相关算法、或者神经网络相关算法、或者分类标签等方法对获取到的生产养殖数据进行分析计算，得到畜禽疾病监测信息、养殖标准、饲喂建议、蛋料比、死淘率等相关结果，使用聚类分析、或者关联规则、或者预测等方法对畜禽养殖企业办公管理数据进行分析计算，可以得到产品溯源信息、企业财务状况、产品销售建议等相关结果。

优选的，所述控制端的控制器为安装在办公场所的pc，或者手持的平板电脑、手机等移动终端。

优选的，在管理系统应用层，控制器上加载有管理程序模块，所述管理程序模块包括生产管理模块、办公管理模块、溯源管理模块以及专家系统模块，生产管理模块用于进行畜禽养殖的监测和管理，办公管理模块用于办公管理，溯源管理模块用于对饲养环节、运输环节、产品销售进行追溯管理，专家系统模块用于根据云服务层分析计算后得到的结果，提供与行业专家级别等同的、具有较高可信度的结论及建议。

优选的，所述生产管理模块用于环境参数实时监测与控制、饲养个体饮食量饮水量数据监测、饲养个体生长信息数据监测、存栏量管理、舍内消毒管理、舍内异常处理、场区及畜禽舍管理等。

更进一步的，环境参数实时监测与控制的范围包括温度、湿度、氨气浓度、二氧化碳浓度、硫化氢浓度、光照强度；

饲养个体生长信息数据监测范围包括畜禽的重量、禽类的胫长及胫围、禽类的产蛋量及产蛋品质等；

所述场区及畜禽舍管理包括对场区及畜禽舍编号设定、畜禽舍内传感器相关参数设定、畜禽舍内局域网设定等。

优选的，所述办公管理模块包括人事管理、财务管理、采购管理、库存管理、产品管理、客户关系管理等。

优选的，溯源管理模块进行饲养环节追溯，是通过对种禽采购商、饲料采购商、药品采购商等信息进行追溯及整合，结合生产管理模块中饲养个体相关信息的记录，将畜禽出舍前的饲养环节进行全方位的追踪溯源。

优选的，所述专家系统模块用于进行畜禽疾病检测与诊断，畜禽疾病预警与防控，利用大数据分析提供饲养方案及养殖建议，进行死淘率分析。

一种基于云服务的畜禽养殖智能化信息管理方法，包括步骤：

s1、构建畜禽舍内局域网，将终端节点中的信息采集设备、执行节点作为局域网中子节点进行组网，由终端服务器将数据信息进行汇总打包，并传输至云端的云服务器，由云数据库进行数据存储；

s2、在云服务器中，由云服务器对数据库中存储的部分信息进行分析计算，将得到的畜禽个体的生长信息、健康状况、饲养状况以及溯源信息再次存入云数据库中，形成完整的数据源；

s3、部署在控制端的控制器上有人机交互界面，该控制器调取云服务器中的数据，实现实时监测畜禽舍内信息，进行畜禽养殖企业的各项管理，

本发明中利用同一系统同一数据库的优势，数据信息对于所有功能模块全部透明，不同功能模块按自身所需读取数据库中相关数据信息，最终实现信息化管理。

优选的，步骤s2具体包括：

s201、使用机器视觉相关算法、或者神经网络相关算法对畜禽图像、声音信息进行分析计算，得到相应结果；

s202、使用聚类分析、或者关联规则分类标签等数据挖掘算法对畜禽舍内环境信息、畜禽个体饮食量饮水量信息、畜禽个体生长参数信息进行分析计算，得到相应结果；

s203、将分析计算后得到的结果存储至数据库中，由管理系统应用层进行调用，管理系统调用的形式包括在畜禽舍内现场视频监控中标注畜禽个体的生长信息、健康状况，在饲料投放过程中辅助提示饲料的配比及投放量，在畜禽防疫工作时提示操作人员注射疫苗种类及用量。

优选的，步骤s3具体包括：

s301、使用管理系统应用层中生产管理模块进行畜禽养殖生产管理，实时监测与控制畜禽舍内的环境信息、畜禽个体的饮食量饮水量信息、畜禽个体的生长信息以及对场区、畜禽舍进行管理；

s302、使用管理系统应用层中办公管理模块进行办公管理，包括人事管理、财务管理、采购管理、库存管理、产品管理、客户关系管理；

s303、使用管理系统应用层中溯源管理模块进行溯源管理，包括饲养环节追溯、运输环节追溯、产品销售追溯；

s304、使用管理系统应用层中专家系统辅助生产活动，包括畜禽疾病检测与诊断、畜禽疾病预警与防控，利用大数据分析提供养殖标准及饲喂建议，进行死淘率分析。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明提供的基于云服务的畜禽养殖智能化信息管理系统及方法极大便利了畜禽养殖企业的工作，简化了畜禽养殖流程，减少了人为操作所带来的不确定性，实现智能化养殖。

2、本发明提供的基于云服务的畜禽养殖智能化信息管理系统及方法集成生产管理系统、办公管理系统、专家系统、溯源系统于一体，实现了一套系统即可涵盖畜禽养殖企业全部的功能需求，可减少畜禽养殖企业对于系统投入开支的同时也更加便利了畜禽养殖企业的工作流程。

3、本发明提供的基于云服务的畜禽养殖智能化信息管理系统及方法以数据信息作为核心对象，面对数据爆炸增长的时代，本发明能够将畜禽养殖企业在生产活动中所产生的全部数据信息进行良好的存储与管理，为数据挖掘等人工智能方法应用在畜禽养殖领域提供了良好的保障。

附图说明

图1是本发明基于云服务的畜禽养殖智能化信息管理系统的整体结构示意图。

图2是本发明管理系统应用层的功能框架示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

本发明的一个实施例提供了一种基于云服务的畜禽养殖智能化信息管理系统，如图1所示，其整体结构可划分为三层，分别为上层管理系统应用层、中间层云服务层以及底层畜禽舍内硬件感知层，采b/s、c/s架构混合搭建的模式，上层管理系统应用层、底层畜禽舍内硬件感知层均与中间层云服务层进行通信。下面分别进行具体说明。

畜禽舍内硬件感知层，包括部署在畜禽舍内的终端节点、终端服务器和信息传输模块，终端节点包括信息采集设备、执行节点，在畜禽舍内使用无线/有线混合搭建的模式将各个终端节点作为子节点构建局域网络，将各个终端节点通过wi-fi无线传输模式将采集到的数据信息传输至终端服务器，经过终端服务器打包压缩后，经由信息传输模块上传至云端的云数据库中。

具体的，畜禽舍内硬件感知层中，终端节点可以包括温度传感器、湿度传感器、氨气传感器、二氧化碳传感器、硫化氢传感器、光照强度传感器、视觉传感器、声音传感器、饮食量饮水量监测装置、巡检机器人。

云服务层包括云数据库以及云服务器，作为媒介，云数据库用于对畜禽养殖企业在生产活动中产生的数据信息进行良好的保存及管理，数据信息包括：畜禽舍内环境信息、畜禽个体饮食量饮水量监测信息、畜禽个体生长参数信息、场区及畜禽舍信息、企业人事信息、部门信息、财务信息、库存信息、采购信息、产品信息、客户关系信息等。云服务器可通过机器视觉相关算法、神经网络相关算法，聚类分析、关联规则、预测等数据挖掘方法对云数据库中保存的数据信息进行分析计算并获得相关结果，结果包括畜禽疾病监测信息、养殖标准、饲喂建议、死淘率分析等。

管理系统应用层包括部署在控制端的控制器，控制器上安装有畜禽养殖智能化信息管理系统的软件控制模块，在显示屏上显示客户端界面，畜禽养殖企业员工可通过客户端界面调取云服务层的数据，对畜禽舍内的信息进行查看，也可以进行从生产管理、办公管理、专家系统以及溯源系统等四个方面进行管理。

在一个实施例中，控制器可以作为pc客户端，安装在员工的办公计算机中，员工足不出户即可在办公室内查看畜禽舍内环境状况、饲养情况以及养殖个体的参数指标，同时还可以使用该系统进行相应的办公操作。

在另一个实施例中，控制器还可以作为移动客户端，安装在平板电脑或移动电话中。当员工需要进入到畜禽舍内部进行检查或登记时，使用安装有软件控制模块的平板电脑可以提高移动办公的工作效率，也便于畜禽养殖企业在畜禽舍内进行管理。而当员工无法及时到岗的情况下，持有安装了软件控制模块的移动电话即可进行远程监控及管理，极大便捷了工作流程。

图2展示了管理系统应用层上软件控制模块的功能框架。软件控制模块按照功能可划分为：生产管理模块，专家系统模块，溯源管理模块，办公管理模块。

其中，生产管理模块包括如下功能：环境参数实时监测与控制、饲养个体饮食量饮水量数据监测、饲养个体生长信息数据监测、存栏量管理、舍内消毒管理、舍内异常处理、场区及畜禽舍管理等。所述环境参数实时监测与控制的范围包括温度、湿度、氨气浓度、二氧化碳浓度、硫化氢浓度、光照强度等，所述饲养个体生长信息数据监测范围包括畜禽的重量、禽类的胫长及胫围、禽类的产蛋量及产蛋品质等；所述场区及畜禽舍管理包括对场区及畜禽舍编号设定、畜禽舍内传感器相关参数设定、畜禽舍内局域网设定等。

其中，所述专家系统模块主要是用于辅助生产活动，可实现下述功能：畜禽疾病检测及预警、畜禽疾病诊断及防控、提供饲养方案及养殖建议、死淘率分析等。

更进一步的，所述专家系统利用云服务层反馈的结果，可在畜禽舍内现场视频监控中标注畜禽个体的健康状况以及生长状况，在饲料投放过程中辅助提示饲料的配比及投放量，在畜禽防疫工作时提示操作人员注射疫苗种类及用量。

其中，所述溯源管理模块通过三个方面进行追溯，分别为饲养环节追溯、运输环节追溯、产品销售追溯。饲养环节追溯通过对种禽采购商、饲料采购商、药品采购商等信息进行追溯及整合，结合生产管理模块中饲养个体相关信息的记录，将畜禽出舍前的饲养环节进行全方位的追踪溯源。

其中，所述办公管理模块包括如下功能：养殖场管理、部门管理、员工管理、财务管理、采购管理、库存管理、产品管理、客户关系管理等。

基于上述系统，本实施例基于云服务的畜禽养殖信息化管理方法，包括如下步骤：

s1、构建畜禽舍内局域网，将温度、湿度、气味等传感器以及饮食量饮水量监测设备、深度摄像头、产蛋检测设备、巡检机器人等硬件设施作为局域网中子节点进行组网，由舍内服务器将数据信息进行汇总打包，并传输至云端服务器，由云端数据库进行数据存储。

s2、在云端服务器中，由云服务器对数据库中存储的部分信息进行分析计算，得到畜禽个体的生长信息、健康状况、饲养状况以及溯源信息等结果再次存入云数据库中，形成完整的数据源。

具体的，使用机器视觉相关算法、或者神经网络相关算法对畜禽图像、声音信息进行分析计算，得到相应结果；使用聚类分析、或者关联规则分类标签等数据挖掘算法对畜禽舍内环境信息、畜禽个体饮食量饮水量信息、畜禽个体生长参数信息进行分析计算，得到相应结果；将分析计算后得到的结果存储至数据库中，由管理系统应用层进行调用，管理系统调用的形式包括在畜禽舍内现场视频监控中标注畜禽个体的生长信息、健康状况，在饲料投放过程中辅助提示饲料的配比及投放量，在畜禽防疫工作时提示操作人员注射疫苗种类及用量。

s3、系统客户端作为良好的可视化界面，负责与畜禽企业员工进行交互，可通过生产管理模块进行畜禽养殖生产管理，实时监测畜禽舍内环境信息、饲养个体信息等，实现良好的养殖监管效果；同时，客户端还可以通过办公管理模块进行办公管理，包括人事管理、财务管理、库存管理等；客户端还可以通过溯源管理模块进行溯源管理，包括饲养环节追溯、运输环节追溯、产品销售追溯等；客户端还可以通过专家系统辅助生产活动，包括畜禽疾病检测与诊断、畜禽疾病预警与防控，利用大数据分析提供养殖标准及饲喂建议，进行死淘率分析等。

本实施例所述系统利用同一系统同一数据库的优势，数据信息对于所有功能模块全部透明，不同功能模块按自身所需读取数据库中相关数据信息，最终实现信息化管理。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的设备、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，也可以将具有相同功能的单元集合成一个单元，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。