一种妊娠母猪智能饲喂系统及方法与流程

1.本发明涉及智能饲喂系统及方法，具体涉及一种妊娠母猪智能饲喂系统及方法。


背景技术：

2.妊娠母猪饲喂过程中，繁殖性能差、生产性能低、死胎率高、饲料浪费多等，一直是妊娠母猪养殖过程中影响妊娠母猪经济效益的重点问题。研究表明妊娠母猪智能饲喂能够实现精准饲喂，通过精细采食规律，有效调控背膘，从而提高母猪的繁殖性能和生产性能，尤其对仔猪在母胎里的发育、每年每头母猪断奶仔猪头数(psy)、节省饲料等有显著的提高。
3.在现有的妊娠母猪养殖过程中，绝大部分是靠人工操控的机械式投喂，智能化饲喂程度较低。同时，传统饲喂模式对饲养人员的工作经验要求高，劳动力耗费量大，饲料浪费率高，一定程度上增加了养殖成本；人工饲喂模式中人与猪的接触频次较多，增加了非洲猪瘟等疫病带来的风险。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种妊娠母猪智能饲喂系统，该妊娠母猪智能饲喂系统能够按照妊娠母猪各时段的营养需求进行精准投喂，减少人工参与，减少人与猪的接触，降低饲喂成本，减少非洲猪瘟的传播风险。
5.本发明的另一个目的在于提供一种妊娠母猪智能饲喂方法。
6.本发明的目的通过以下技术方案实现：
7.一种妊娠母猪智能饲喂系统，包括若干个自动投喂装置和后台控制单元；
8.所述自动投喂装置与后台控制单元电连接，该自动投喂装置包括自动下料机构和触碰感应模块；
9.所述自动下料机构与触碰感应模块电连接，该自动下料机构包括储料仓、下料管道以及下料驱动机构；所述储料仓的顶部入口与用于输送饲料的输送管道连通，该储料仓的底部出口与下料管道连通；所述下料驱动机构包括螺旋输送杆和驱动电机，所述螺旋输送杆设置在下料管道内，该螺旋输送杆与所述驱动电机的输出轴固定连接。
10.上述妊娠母猪智能饲喂系统的工作原理为：
11.工作时，妊娠母猪进入限位栏后，设置妊娠母猪入栏时间、配种日期、预产日期、猪耳号、舍号和栏号；自动投喂装置根据后台控制单元设置与下发的饲喂方案进行自动下料。
12.到达饲喂时间或者妊娠母猪触发触碰感应模块，后台控制单元向自动投喂装置发送饲喂指令，驱动电机驱动螺旋输送杆进行转动，将储料仓中的饲料从下料管道的进料口输送到出料口，以引诱母猪采食。
13.本发明的一个优选方案，其中，所述后台控制单元通过can-bus总线与所述自动投喂装置连接，该后台控制单元用于显示猪群信息、采食数据、故障报警以及设置饲喂方案。
14.进一步，所述后台控制单元设置的饲喂方案通过can-bus总线下发到每个自动投
喂装置中，所述饲喂方案包括饲喂料量、饲喂时间、饲喂餐次以及各餐次间的比例。
15.进一步，所述后台控制单元统计当日母猪舍自动投喂装置的饲料消耗总量以及本批母猪舍自动投喂装置的饲料消耗总量；
16.所述后台控制单元对不同批次饲料进行密度校正，使得自动下料机构下料精度更高。
17.本发明的一个优选方案，其中，还包括手持终端操作器，该手持终端操作器通过无线网络与所述自动投喂装置连接；
18.所述手持终端操作器用于设置妊娠母猪入栏时间、配种日期、预产日期、猪耳号、舍号和栏号以及查询猪只详情、采食数据、故障报警信息。
19.本发明的一个优选方案，其中，所述自动投喂装置还包括投喂控制器，该投喂控制器设置在储料仓的外侧壁；
20.所述投喂控制器上设置有二维码，该二维码用于手持终端操作器进行扫描以实现自动投喂装置和手持终端操作器之间的信息交互；
21.所述投喂控制器的正面和侧面分别设置有一盏红色报警灯和三个按钮键。
22.本发明的一个优选方案，其中，所述螺旋输送杆为左旋，该螺旋输送杆的螺距为37mm，该螺旋输送杆的大径为60mm，该螺旋输送杆的小径为30mm，该螺旋输送杆的螺旋叶片厚度为2mm，该螺旋输送杆的长度为145mm。
23.本发明的一个优选方案，其中，所述下料管道的进料口直径为74mm，该下料管道的出料口直径为72mm。
24.一种妊娠母猪智能饲喂方法，包括以下步骤：
25.妊娠母猪进入养殖栏后，将妊娠母猪的妊娠信息发送至后台控制单元；
26.后台控制单元根据妊娠信息设定妊娠期饲喂方案，该饲喂方案包括饲喂料量、饲喂时间、饲喂餐次以及各餐次间的比例；
27.到达饲喂时间或妊娠母猪触发触碰感应模块，后台控制单元向自动投喂装置发送饲喂指令，驱动电机驱动螺旋输送杆进行转动，将储料仓中的饲料从下料管道的进料口输送到出料口，以引诱母猪采食；
28.在下料过程中，计算本餐下料量和饲喂时间；若本餐下料量达到设定值或饲喂时间到达设定值，停止下料；若本餐下料量或饲喂时间未达到设定值，则继续下料。
29.本发明的一个优选方案，其中，若本餐下料量和饲喂时间均未达到设定值时，判断母猪是否触发触碰感应模块；
30.若妊娠母猪未触发触碰感应模块，驱动电机停止驱动螺旋输送杆进行下料；
31.若妊娠母猪触发触碰感应模块，驱动电机驱动螺旋输送杆下料，并计算本餐下料量和饲喂时间；
32.若本餐下料量和饲喂时间达到设定值时，停止下料。
33.本发明的一个优选方案，其中，每餐下料量的计算方法为：
34.35.其中，a表示饲料密度校正系数、γ表示妊娠母猪触碰感应比例系数；
36.t
p
为第p餐的触碰感应投料量，通过以下方式获得：
[0037][0038][0039][0040]
其中，触碰感应过程中每6秒内连续多次触碰控制电路的计数器仅记录1次，各餐次触碰感应有效时间为1200秒，n为有效触碰感应次数；t1为到达饲喂时刻后，连续触碰感应间隔时间，单位为s；x1为触碰感应次数，x为各餐次中总的触碰感应次数；
[0041]
为单次触碰感应投料量，y
p
为各餐次饲喂方案的最大投料量，若各餐次中总的触碰感应次数x大于设置的最大投料量时，则默认投料量为y
p
；
[0042]ip
为第p餐的个性饲喂调膘投料量，由自动下料装置的内置时钟控制，到饲喂时刻时，自动下料装置自动完成刺激投料；
[0043]
β为个性饲喂调膘比例系数，为个性饲喂调膘增减量的比例；个性饲喂调膘时间周期为7天，7天后控制系统自动更新为原有饲喂方案，由自动下料装置的内置时钟控制；t2为个性饲喂调膘时间；
[0044][0045]
进一步，妊娠母猪每日投料量fd为：
[0046][0047][0048]
其中，k、d均为常数(p≤k)，k表示每日的餐次。
[0049]
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
[0050]
本发明能够按照妊娠母猪各时段的营养需求进行精准投喂，减少人工参与，减少人与猪的接触，降低饲喂成本，减少非洲猪瘟的传播风险。
附图说明
[0051]
图1为本发明的妊娠母猪智能饲喂系统的数据传输连接图。
[0052]
图2为本发明的自动投喂装置的立体结构示意图。
[0053]
图3为本发明的下料驱动机构的结构爆炸示意图
[0054]
图4为本发明的螺旋输送杆的截面图。
[0055]
图5为本发明的妊娠母猪智能饲喂系统的工作原理流程图。
具体实施方式
[0056]
为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。
[0057]
参见图1-3，本实施例的妊娠母猪智能饲喂系统，包括若干个自动投喂装置、后台控制单元1(中央控制器)以及手持终端操作器2(手持终端pda)；所述后台控制单元1安装在猪舍内部的墙面上，安装高度距离地面1.4m。
[0058]
其中，所述后台控制单元1通过can-bus总线与所述自动投喂装置连接，该后台控制单元1用于显示猪群信息、采食数据、故障报警以及设置饲喂方案。进一步，所述后台控制单元1设置的饲喂方案通过can-bus总线下发到每个自动投喂装置中，所述饲喂方案包括饲喂料量、饲喂时间、饲喂餐次以及各餐次间的比例。
[0059]
进一步，所述后台控制单元1统计当日母猪舍自动投喂装置的饲料消耗总量以及本批母猪舍自动投喂装置的饲料消耗总量；所述后台控制单元1对不同批次饲料进行密度校正，使得自动下料机构下料精度更高。
[0060]
其中，所述手持终端操作器2放置在后台控制单元1正下方的专用防水盒内，防水盒内设置充电适配器。所述手持终端操作器2通过无线网络与所述自动投喂装置连接；所述手持终端操作器2用于设置妊娠母猪入栏时间、配种日期、预产日期、猪耳号、舍号和栏号以及查询猪只详情、采食数据、故障报警信息。
[0061]
具体地，所述后台控制单元1(中央控制器)采用触摸屏式工控机，操作系统为windows10，64位专业版(intel(r)celeron(r)cpu j1900，1.99ghz)，内存(ram)选用4.00gb，中央控制器通过4g通讯技术进行远程维护和技术升级。所述手持终端操作器2(手持终端pda)操作系统为android8.1.0。
[0062]
参见图1-3，所述自动投喂装置与后台控制单元1电连接，该自动投喂装置包括自动下料机构、触碰感应模块4以及投喂控制器3；其中，投喂控制器3中的线路输出处均采用尼龙塑料防水接头。所述触碰感应模块4被妊娠母猪触发后，将感应信号传输到投喂控制器3中，投喂控制器3根据后台控制单元1设置与下发的饲喂方案进行判断是否下料。
[0063]
参见图1-3，所述自动下料机构与触碰感应模块4电连接，该自动下料机构包括储料仓5、下料管道6以及下料驱动机构；所述储料仓5的顶部入口与用于输送饲料的输送管道7连通，该储料仓5的底部出口与下料管道6连通；所述下料驱动机构包括螺旋输送杆8和驱动电机9，所述螺旋输送杆8设置在下料管道6内，该螺旋输送杆8与所述驱动电机9的输出轴固定连接。
[0064]
具体地，为满足猪场强酸强碱的复杂环境，本实施例中的自动下料机构均采用abs塑料材料，避免腐蚀导致设备寿命降低。所述触碰感应模块4为304不锈钢材质
[0065]
参见图1-3，所述投喂控制器3设置在储料仓5的外侧壁；所述投喂控制器3上设置有二维码，该二维码用于手持终端操作器2进行扫描以实现自动投喂装置和手持终端操作器2之间的信息交互；所述投喂控制器3的正面和侧面分别设置有一盏红色报警灯3-1和三个按钮键。
[0066]
进一步，所述驱动电机9的线路断路或短路时，后台控制单元1显示该自动投喂装置的故障报警信息，投喂控制器3侧面的报警灯3-1自动闪烁红灯，此时手持终端操作器2扫描投喂控制器3上的独立二维码id标识可查询报警灯3-1闪烁详细原因。
[0067]
进一步，所述妊娠母猪入栏后，一天中下料驱动机构的工作时间未达到设置参数的40％，说明采食量不足，后台控制单元1的猪群详情显示该头母猪采食不足，投喂控制器3侧面的报警灯3-1自动闪烁红灯，手持终端操作器2扫描投喂控制器3上的独立二维码id标识可查询报警灯3-1闪烁详细原因。
[0068]
进一步，所述手持终端操作器2可设置个性饲喂调膘方案，个性饲喂调膘方案是在原有饲喂方案的基础上增加或减少一定比例的饲喂料量，可设置个性饲喂调膘方案的调整时间，调整时间期满自动恢复到原有的饲喂方案。
[0069]
参见图2-3，所述螺旋输送杆8为左旋，该螺旋输送杆8的螺距为37mm，该螺旋输送杆8的大径为60mm，该螺旋输送杆8的小径为30mm，该螺旋输送杆8的螺旋叶片厚度为2mm，该螺旋输送杆8的长度为145mm。
[0070]
参见图3，所述下料管道6的进料口6-1直径为74mm，该下料管道6的出料口6-2直径为72mm。
[0071]
参见图1-5，本实施例的妊娠母猪智能饲喂方法，包括以下步骤：
[0072]
妊娠母猪进入限位栏后，饲养员拿手持终端操作器2扫描自动投喂装置上的独立二维码id标识连接wifi无线局域网，实现自动投喂装置和手持终端操作器2相互通讯，饲养员通过手持终端操作器2设置妊娠母猪入栏时间、配种日期、预产日期、猪耳号、舍号和栏号，将限位栏有猪的自动投喂装置均按此操作流程完成入栏；全部自动投喂装置将根据后台控制单元1设置与下发的饲喂方案进行自动下料。
[0073]
后台控制单元1根据妊娠信息设定妊娠期饲喂方案，该饲喂方案包括饲喂料量、饲喂时间、饲喂餐次以及各餐次间的比例。
[0074]
到达饲喂时间或妊娠母猪触发触碰感应模块4，后台控制单元1向自动投喂装置发送饲喂指令，驱动电机9驱动螺旋输送杆8进行转动，将储料仓5中的饲料从下料管道6的进料口6-1输送到出料口6-2，以引诱母猪采食。
[0075]
在下料过程中，计算本餐下料量和饲喂时间；若本餐下料量达到设定值或饲喂时间到达设定值，停止下料；若本餐下料量或饲喂时间未达到设定值，则继续下料。
[0076]
进一步，若本餐下料量和饲喂时间均未达到设定值时，判断母猪是否触发触碰感应模块4；若妊娠母猪未触发触碰感应模块4，驱动电机9停止驱动螺旋输送杆8进行下料；若妊娠母猪触发触碰感应模块4，驱动电机9驱动螺旋输送杆8下料，并计算本餐下料量和饲喂时间；若本餐下料量和饲喂时间达到设定值时，停止下料。
[0077]
其中，每餐下料量的计算方法为：
[0078][0079]
其中，a表示饲料密度校正系数、γ表示妊娠母猪触碰感应比例系数。
[0080]
t
p
为第p餐的触碰感应投料量，通过以下方式获得：
[0081][0082][0083][0084]
其中，触碰感应过程中每6秒内连续多次触碰控制电路的计数器仅记录1次，各餐次触碰感应有效时间为1200秒，n为有效触碰感应次数；t1为到达饲喂时刻后，连续触碰感应间隔时间，单位为s；x1为触碰感应次数，x为各餐次中总的触碰感应次数。
[0085]
为单次触碰感应投料量，y
p
为各餐次饲喂方案的最大投料量，若各餐次中总的触碰感应次数x大于设置的最大投料量时，则默认投料量为y
p
。
[0086]ip
为第p餐的个性饲喂调膘投料量，由自动下料装置的内置时钟控制，到饲喂时刻时，自动下料装置自动完成刺激投料。
[0087]
β为个性饲喂调膘比例系数，为个性饲喂调膘增减量的比例；个性饲喂调膘时间周期为7天，7天后控制系统自动更新为原有饲喂方案，由自动下料装置的内置时钟控制；t2为个性饲喂调膘时间。
[0088][0089]
进一步，妊娠母猪每日投料量fd为：
[0090][0091][0092]
其中，k、d均为常数(p≤k)，k表示每日的餐次。
[0093]
具体地，下面结合实际参数来计算实际的投料量：
[0094]
以妊娠母猪每餐有效触碰感应总次数x为12，单次触碰感应投料量为100g；个性饲喂调膘下料量i
p
为500g，个性饲喂调膘增减量比例为+20％；引诱刺激下料量s
p
为100g，
每日饲喂2餐次为例；得出妊娠母猪每餐投料量f
p
：
[0095][0096]
其中，a、γ、k均为常数，取饲料密度校正系数为a＝1(饲料密度为650g/cm3)、γ＝80％、k＝2、0≤t2≤7；则得出妊娠母猪当日的投料量fd为：
[0097][0098]
因此，fd＝(80％
×
100
×
12+120％
×
500+100)
×
2＝3320g。
[0099]
上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。