畜禽设施养殖环境监测方法研究

发布时间：2020-05-19 21:23

【摘要】：畜禽的生长、发育、繁殖除了受到遗传和营养等因素的影响外,最直接的影响因素是畜禽养殖环境,良好的畜禽养殖环境可以有效预防、减少畜禽疫病的发生,促进畜禽健康、快速成长。我国是畜禽业养殖和消费大国,自1985年以来我国的禽蛋产量一直雄踞世界首位,2013年我国肉类总产量达到8536万吨,占到全球肉类总产量的29%。随着集约化高密度养殖技术的兴起和发展,我国畜禽养殖模式逐渐从放养或低密度低水平人工养殖模式,向科学化、规模化、机械化的设施养殖模式转变。目前,我国畜禽设施养殖环境监控技术与智能决策手段落后,畜禽设施养殖信息化仍然薄弱。主要难点在于畜禽设施养殖小气候环境参数易受生物、气候和人类生产活动等多种因素相互影响且作用机理复杂,具有时变、非线性、多变量耦合等特点。因此,亟需利用先进的信息技术研究探索畜禽设施养殖环境监测理论与方法,实现畜禽设施养殖小气候环境精准调控,对防止畜禽养殖环境恶化,确保畜禽在无应激环境下健康生长,提高畜禽养殖科学化管控水平,具有重要的理论价值和现实意义。本论文针对上述问题,以畜禽设施养殖关键环境参数为研究对象,采用信号处理技术、智能计算和机器学习等技术,研究畜禽设施养殖环境监测方法,具体如下:(1)畜禽设施养殖环境对畜禽影响机理研究通过文献调研和畜禽养殖现场走访,开展相关实验深入分析畜禽设施养殖环境因子对畜禽健康和生产性能的影响机理,探讨畜禽养殖多环境因子间相关作用关系;并对畜禽设施养殖环境感知与数据传输技术开展调研分析。(2)畜禽设施养殖环境数据预处理方法研究采用简单实用的线性插值法对畜禽养殖环境数据进行修复,采用改进拉依达准则对异常数据进行剔除;以小波变换和多分辨率分析理论与方法为基础,研究基于改进小波阈值去噪法的畜禽设施养殖环境数据特征提取和降噪方法。(3)畜禽设施养殖环境多源数据融合方法研究首先对畜禽设施环境进行多点传感器监测,然后利用改进分批自适应加权融合算法对同类环境因子数据进行分批局部融合,最后应用D-S证据理论算法对不同关键环境因子数据进行整体融合,根据融合结果对畜禽设施养殖环境状况作出准确判断。(4)畜禽设施养殖环境适宜性评价预测方法研究针对畜禽设施养殖环境多因子间耦合作用关系复杂,综合影响养殖环境适宜性准确评价等问题,在畜禽设施养殖环境多源数据融合结果的基础上,利用改进布谷鸟搜索算法优化神经网络构建畜禽设施养殖适宜性评价预测模型,以畜禽养殖多环境因子作为模型的输入,实现对畜禽养殖环境适宜性的合理评价。(5)分布式畜禽设施养殖环境智能监控系统研究采用基于RS-485总线主从通信协议的自定义数据帧和功能码,完成对接入总线的传感器模块化、智能化管理;系统硬件包括畜禽设施养殖环境传感器、数据采集器、RS485-GPRS网关、远程监控中心等;软件包括数据获取、畜禽设施养殖环境管理、信息发布等功能模块。
【图文】：

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在该栋蛋鸡舍布置作者所在团队研制的畜禽设施环境智能监控系统，实时监逡逑测鸡舍内部不同位置关键环境因子。实验开展时间从２０１６年６月１日至２０１７年５月逡逑３０日。鸡舍内部不同位置各监测点位置如图１．３所示，分别测定４个过道上的纵向逡逑监测点依次在距湿帘端１３．０ｍ、３９．０ｍ和６５．０邋ｍ处，每个过道的横向监测点高度为逡逑距地面１．５邋ｍ。逡逑７逡逑

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位于走道中间，交叉分布，灯间距２ｍ，灯具距地面高１．５０ｍ和３．０ｍｔ３５＿Ｗ。逡逑Ｉｍｔ逡逑图１．２畜禽设施养殖实验地点逡逑（２）畜禽设施养殖实验方案设计逡逑１）数据采集与前处理逡逑在该栋蛋鸡舍布置作者所在团队研制的畜禽设施环境智能监控系统，，实时监逡逑测鸡舍内部不同位置关键环境因子。实验开展时间从２０１６年６月１日至２０１７年５月逡逑３０日。鸡舍内部不同位置各监测点位置如图１．３所示，分别测定４个过道上的纵向逡逑监测点依次在距湿帘端１３．０ｍ、３９．０ｍ和６５．０邋ｍ处，每个过道的横向监测点高度为逡逑距地面１．５邋ｍ。逡逑７逡逑
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S815;TP274

【参考文献】