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生猪养殖与物联网技术结合

生猪养殖与物联网技术结合



第一篇:生猪养殖与物联网技术结合

生猪养殖过程中的物联网需求分析

当前我国生猪养殖对物联网技术的需求突出表现在以下七个方面:

(1)猪舍环境缺乏有效及时的监测和控制手段;

(2)部分养殖场猪舍已配备空气温度湿度、氨气等传感器,但还不能完全满足封闭式全面控制的需求,对性价比高的传感器需求强烈;

(3)生猪养殖疫病呈多发态势,常见生猪疫病的及时诊断对减少养殖企业损失意义重大,因此有关疫病的防控受到重要关注;

(4)生猪养殖厂缺乏对生猪个体的远程视频监测系统,难以实时自动监测生猪活动状况;

(5)生猪喂养过程中缺乏针对生猪个体的信息统计,无法实现精细饲喂和产品追溯,且缺乏相关的饲喂模型;

(6)生猪粪便对环境污染严重,需要实现自动清理;

(7)缺乏生猪养殖环境感知、传输、控制和应用的相应标准。

猪舍环境监控

猪舍环境监控通过在猪舍内部署 CO2、氨氮、H2S、温度、湿度等各类室内环境监测传感器,将各类传感器节点进行连接构成监控网络,通过各种环境传感器采集养殖场所的主要环境因子数据,并结合季节、猪品种及生理等特点,制定有效的猪舍环境信息采集及调控程序,达到自动完成环境控制的目的。

基于物联网的环境感知测控技术与养殖场的环境控制装备结合,可有效的提升养殖场管理及技术水平。

生猪疾病诊断

生猪疾病诊断涉及的关键技术主要包括疫病诊断模型,其对生猪养殖过程中常见疫病的病症进行采集、分析和收集整理,建立猪病诊治模型、猪病预警模型和专家会诊算法;疫情疫病疾病远程诊断,远程诊断采用 3G、M2M、呼叫中心等现代信息技术与生猪疫病专家相结合,实现网上诊断决策系统、远程会诊等多种模式的猪病诊断,诊断方式支持网络、电话、手机、短信等多种交流方式;生猪疫情预警模型,利用生物传感器及图像信息对可能发生疫病的生猪进行早期诊断,做到疫情早发现、早预警,以控制各种传染病的蔓延。

生猪个体行为视频监测

对与生猪个体行为进行自动视频监控,是分析和发现生猪养殖过程中的异常状况,判断个体生猪发情、进食、生病等行为的有效技术手段。猪舍视频监控主要实现对猪舍环境的远程自动监测管理。视频监控适应于现代集约化养猪场对养猪过程封闭管理的要求,有利于生猪的安全生产,可有效降低现有养殖模式中养殖人员介入过多对生猪生长的不利影响。为方便及时观测生猪个体的行为,需在养殖场布设固定或者可移动视频检测设备,利用视频摄像头的动态可视化特点,将生猪养殖过程予以实时监控。

生猪个体行为视频监测主要涉及视频数据的采集,视频数据的传输,视频数据的分割、边缘提取、形态识别、跟踪等处理过程,用以得到猪只的不同行为与生长状况等信息。视频数据通过网络发送到计算机、手机等终端用以实现养殖场的异地实时监测。

精细喂养

目前,国外已有多家公司开发了自动化的养猪系统,并已成功应用于很多繁殖养猪场甚至商品猪场,取得了十分可观的经济效益和社会效益,中国也有多家先进的养猪企业引进了国外的自动化养猪系统。

荷兰Nedap 公司的 Velos系统打破了定位栏养猪模式,缔造了全新高效的智能化福利养猪模式,大群母猪在一个圈里饲养,可以做到单体母猪的精确饲喂,24小时自动检测母猪是否发情,自动分离发情母猪。

法国 ACEMO MF24母猪多功能自动饲喂系统,1 台电脑可以控制1~24栏,每栏能够饲养50~60 头母猪,其主要功能有:1供应饲料,单独定量供应1~2 种饲料;2饮水,供料时,还可供水同步;3供应激素,便于控制同步发情;4发情识别,自动记录母猪访问公猪的次数、日期及访问的时间,处理这些数据可用来鉴定母猪发情;5母猪自动筛选与分隔;6喷色分类,根据不同类型气压喷色(3 种颜色)。

美国奥斯本工业公司生产全自动母猪饲喂站(TEAM)包括妊娠站和发情探测站。TEAM系统利用电子控制的饲喂站管理群体饲养母猪中的个体采食。饲喂站通过每头母猪佩戴的电子耳牌识别母猪,并根据其胎次、膘情体况和妊娠日龄等相关信息投放相应数量和种类的饲料。电子发情探测站用于检测母猪群体中处于发情状态的母猪,其检测的准确率比人工检测提高 7%。自动分离站(分栏门)用于将需要处理的母猪自动分离到隔离栏。TEAM系统的软件用于收集、传送与母猪相关的数据并据此控制饲喂站、发情探测站及自动分离站的工作,同时根据操作人员的需要形成各种各样的数据报告和图表,帮助管理者提高对母猪的管理水平,进而有效地提高各猪场的经济效益。

国外系统由于技术的垄断,特别是 RFID 技术的高度保密,使得他们可以随意定价,比如 VELOS 系统在国内的价格超过30 万,而 TEAM 系统和法国ACE-MOMF24 母猪多功能自动饲喂系统的价格更是在百万以上,这对于国内的中小型养猪场而言是十分昂贵的,使国内很多养猪户望而却步。

生猪粪便自动清理

生猪排泄物较多,对环境污染严重,建立生猪粪便自动清理模块,能够降低粪便对环境的污染,实现集中粪污处理,对提高疫病控制和污染治理是非常重要的。

生猪粪便自动清理技术涉及关键技术包括:粪便自动收集,宜采用机械类设备对粪便进行收集,不仅可以节省清洗猪舍的人力与用水,而且可以消除养猪场的臭味,实用方便,效果良好;猪舍空气自动净化,根据猪舍环境的实际情况,对猪舍空气进

行净化,可降低全封闭猪舍微生物浓度。同时该模块与环境监控系统可以有效结合,保持良好的猪舍环境。

生猪排泄物无害化处理和综合应用

我国生猪养殖业的管理相对落后、大量的养殖废弃物排放给周围环境带来了较大的压力等问题,生猪养殖物联网采用信息技术、生物化学、智能环保等多种技术,根据猪场环保建设和运营模式,可以建立生猪排泄物无害化处理和综合应用模块。生猪排泄物无害化处理和综合应用涉及关键技术包括区域生猪养殖污染排放预警与控制,建立基于BOD 传感器、COD 传感器、总P传感器以及氨氮传感器的报警装置;根据生猪养殖场分布特点计算各养殖场污染物允许排放量;建立区域生猪养殖污染排放的预警与控制模型;养殖管理者可以根据具体情况对部分或者全部的养殖场进行调控;生猪养殖污染排放控制与方案优化决策管理系统,根据在线检测获得的不同水系、不同位置养殖场污染物排放总量和分布特性启动相应养殖场污染物排放控制系统,减少全区域排放量。对不同调控途径的控制方法进行方案(均摊减排、重点减排或者动态减排)筛选和评估,择优选择有利于养殖业经济发展和区域环境保护的措施。

注:

BOD(Biochemical Oxygen Demand的简写):生化需氧量或生化耗氧量(五日化学需氧量),表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指示。说明水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解,使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。

COD往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标,COD值越大,说明水体受有机物的污染越严重。

第二篇:生猪养殖技术

规模化猪场健康养殖技术

规模化种猪场生物安全体系就是通过各种手段以排除疫病威胁,保护猪群健康,保证猪场正常生产发展,发挥最大生产优势的方法集合体系总称。总体包括: 猪场环境控制,猪群的健康管理,饲料营养,饲养管理,卫生防疫、药物保健、免疫监测等兽医管理几个方面。

1.猪场的环境控制

1.1场址的整体规划。场址决定着猪场未来的生产难度系数和未来经济效益,是猪场生存和发展的关键。猪场位置的确定,在养猪生产中建立生物安全防范体系上至关重要,场址的选择要充分利用生态养猪,符合动物的防病规则,避免交叉感染,远离养殖场、屠宰加工厂、居民区、工厂,交通便利,水电饲料供应便利,地势要背风向阳,地势要高、干燥、通风良好、水质良好,易使猪只保持干燥和良好卫生环境,最好建在山边或鱼塘、果林、耕地边,利于排污和污水净化。

1.2.猪场建设布局要合理。生活区、生产区与办公区严格分开,必须有围墙、最好是围墙外有防疫沟,设浴室、更衣室、消毒间,由上风向到下风向。饲料贮存库、保育舍应建在猪场的上风向,病猪隔离舍、粪便堆积池设在猪场的下风头。场内道路要划分净道和脏道,饲料车、工作人员走净道,粪车走脏道。场外运输车辆不能进入生产区,生产区内的运输,另由专用车辆解决。各段安排依次为保育-产房-配种、妊娠-育成-育肥-出猪台。兽医室、隔离舍、病死猪无害化处理间、剖检室应放在猪场的下风处。主干路需要硬化,场内道路布局合理,进料和出粪道严格分开,防止交叉感染,同时做好场区绿化工作。设有种猪运动场,便于公猪、母猪的运动。化粪池必须建在下风向,化粪池要及时处理、除臭,防止蚊蝇孳生。

1.3.温度。温度在养猪生产中也是关键一环。猪舍要求冬暖夏凉,有利于种猪发情、配种、仔猪的存活和增重。温度太高导致公猪因热应激会降低精液的活力,从而增加配种难度,出现返情多,产仔少,影响繁殖成绩。仔猪对温度变化更为敏感(仔猪不同周龄适宜温度见表1),适宜的温度可以减少死亡,加快增重,降低料肉比。低温使仔猪抗病力降低、死亡率升高,料肉比升高。因此对仔猪进行防寒保暖为生产中的重中之重。(不同阶段种猪适宜温度见表2)1.4.猪场绿化。要重视猪场周围和场区内环境的绿化,这对改善小气候有重要的作用。植树造林可使冬季有效降低风速,使夏季的气温下降,能使场区空气中有毒有害的气体、臭气、尘埃、细菌数减少。猪场的绿色带可在场区冬季上风向植5~10米宽的防风林,其他方向及各场区间植3~5米宽的防风林和隔离林。道路两旁应植树,猪舍前后可进行遮荫绿化,场区的空闲地面应遍植花草,以改善并美化环境。

1.5.实行严格的隔离、消毒制度。猪场生产区只能设1个出入口,非生产人员不得进入生产区,生产人员要在场内宿舍居住,进入生产区时都要经过洗澡或淋浴,更换已消毒的工作服和胶靴,工作服在场内清洗并定期消毒。车辆进场也要消毒,饲养人员不得随意到工作岗位以外的猪舍去,猪舍内的一切用具不得携出场外,各猪舍的用具不得串换混用。场内食堂和工作人员不能向市场购买猪肉,本场职工生活上所需的肉食,应由本场内部提供解决。场内严格按照消毒制度进行消毒(全场消毒制度见表4)。

1.6.粪便、病死猪和胎衣的处理。工厂化养猪场每天要排出大量的粪尿,若处理不好,就可能污染环境。可将粪和病死猪、胎衣等固相污染物送至隔离区的贮粪场堆肥发酵,这样既可杀死病原微生物,又可提高肥效。液相部分流入蓄粪池,沉淀发酵。也有的将收集在一起的粪尿以适当的比例与水混合,用以发酵产生沼气之后,残渣用作肥料。

2.猪群健康管理 母猪是猪场的生产机器,是生产中的龙头,健康的母猪群是生产效益的最终保障,所以建立健康的母猪群是一个猪场成败的又一关键要素。

2.1.自繁自养。种猪场在种猪选育过程中应重视提高猪群对疾病的抵抗力,可根据每胎育成头数和后代日增重、饲料报酬等来衡量。弃弱留强,逐渐淘汰抗病力弱的个体及后代,经多代选育,提高该品种的抗病力。

2.2.引种。为生产发展需要,引种时要遵循“健康第一”选种观念,严把引种关。引种前对该种猪进行全面的血清学检查,特别是蓝耳病、圆环病毒、伪狂犬病、猪瘟等。在购买时应向种猪场索取该场的血清学资料和免疫接种资料。尽量从一个种猪场引种,避免从几个种猪场购买种猪。新引进的种猪在远离生产区的隔离舍隔离30~90天,严格检疫,确认无任何疫病,特别是蓝耳病、圆环病毒、猪瘟野毒,一定要对其进行监测。隔离期间首先调动本场猪只3-5头与其混群,确定无疾病传染,进行本场常规的免疫注射后一段时间,方可转入生产区栏舍混群饲养。值得说明的是像蓝耳病阳性场最好从蓝耳病阳性场引种,相反,就一定要从阴性场引种。

2.3.人工授精和人工辅助配种。引进健康种猪精液进行改良,只要严格按照操作规程配种,减少采精和精液处理过程中的污染,就可以减少部分疾病,特别是生殖疾病的传播。对于采用人工辅助交配的种猪场,也要牢记卫生管理,严格做到公母猪局部的卫生消毒,减少子宫炎发生,提高受胎率。

2.4.运行全进全出的生产模式。从分娩、保育、生长育成均严格采用“全进全出”的饲养方式,并将保育期分为保育前期(3周)和保育后期(2周),做到同一栋猪舍的猪群同时全部转出。在每批猪出栏后,用高压清洗机将猪舍内使用过的所有设备冲洗干净,按“空舍消毒原则”,并按规定配好的消毒液对栏舍墙壁和地板、天花板、食槽、栏架及有关器具彻底冲洗消毒1~2次,彻底杀灭所有病原,对猪舍净化、空置5~7天后再转入新的猪群。进一步应用早期隔离断奶、早期药物隔离断奶等技术措施逐渐净化各种病原,建立真正意义上的健康猪群。(空舍消毒原则见附表4)

2.5.加强淘汰老弱病残、繁殖成绩差的种猪。一般情况下,种猪场要淘汰的繁殖猪只占基础繁殖猪群的30%左右。通过淘汰,建立高生产性能的健康繁殖猪群,进一步为猪场发挥最大生产成绩打好基础,建立一个高产值猪群的良性循环。

2.6.建立药物保健方案。经常送检剖检病料,对分离的致病菌作药敏试验,根据实验室检测结果,选择高效药物或药物组合,建立猪群用药保健方案。(保健用药方案见附记部分)

2.7.定期检疫净化,定期采血检疫。除日常详细记录整个猪群的健康情况,出现可疑病例及时送病料检验外,要按“种猪场实验室检测计划”定时,以一定比例采血进行各种疫病的监测,并定期进行粪便寄生虫卵检查,同时作好资料的收集、登记、分析、总结工作。把检测结果反馈到猪场,指导猪场进行免疫程序的调整和针对性地进行驱虫保健。(种猪场实验室检测计划见附表3)

3.环境卫生的消毒 猪场要制定严格的场内场外消毒制度与消毒用药制度,并严格执行。

3.1.入场消毒。场内设有消毒池、紫外线消毒室、洗澡更衣室,备有高压冲洗机、背式消毒器、高压除尘器等消毒设备、设施,对入场车辆、物品消毒(饲料原料入场的消毒),猪只进场时要采取洗澡、保健、消毒措施,方可入场。员工进场必须沐浴、更衣,猪场生产区禁止一切外来人员参观。不准带入可能染病的畜产品或物品。车辆经过喷雾消毒才可进场,饲料经过甲醛熏蒸后方可食用。

3.2.日常工作消毒。

场内严禁饲养偶蹄动物,饲养员不得串舍,各车间用具不得外借、交叉使用,饲养用具应保持清洁,定期消毒。

母猪上床时必须用低浓度高锰酸钾溶液或一定消毒浓度的碘液洗澡后方可上床。在工艺流程上,生产要实行单元化饲养、全进全出制。母猪生产时一定要保证母猪乳房、阴户周围干净卫生,并严格消毒,减少子宫炎的发生机会。

仔猪打耳号、剪牙、断尾等外伤还有其它猪群的外伤都应该及时消毒,防止感染。可用5%的碘酒棉球涂擦数遍,直到痊愈。

猪只转群后,对空舍设备要严格消毒,并监测消毒效果,走廊每周至少消毒2次,猪舍带猪消毒可用碘制剂、季胺盐类、氯制剂交替使用。

公母猪配种前,应特别注意公猪下腹部和尿囊、母猪外阴部的清洁,公猪应先挤压包皮积尿,再用浸泡了0.l%季胺盐溶液或碘液的毛巾由外到里、再由里到外清洁消毒包皮周围。采用人工授精时,应建立较强的无菌观念,避免人员、器具、环境等因素影响精液质量。应使用一次性输精管和过滤纱布,如果条件不允许需重复使用输精管时,必须经过严格消毒,避免细菌随输精管进入子宫,引起母猪子宫炎。整个人工授精过程都必须严格消毒和清洁,集精瓶等器皿每次使用前必须经高温消毒,手套应使用一次性医用手套。

饮水、饲料应定期检测,饮水槽、饮水器、料槽应定期消毒、清洗。

3.3.定期防鼠、灭鼠、灭蚊蝇。老鼠、蚊蝇、麻雀都是疾病的传播者,对饲料、饲料原料造成损耗与污染。猪场要及时处理粪便,净化污水,切断产生蚊蝇的根源,才能使猪只健康生长。

4.营养

4.1.新鲜。

4.2.全价配合饲料

4.3优质,不发霉、变质。定期检测饲料霉菌毒素和霉菌活菌含量,定期检测饲料中沙门氏菌的含量。

5.兽医防疫

5.1.完善的生产记录。生产技术人员应对猪群健康状况和饲养员工作情况做好记录工作。对日常生产中的病死猪进行流行病学调查,发病症状描述,做好剖检记录并对用药状况、免疫情况等要了如指掌,并详细记录在案,做到每周一次小总结,每月一次大总结,并以报告形式报告给主管人员。对于生产统计表要经常进行分析,以便及时发现问题,及时采取相应措施,及时解决,并总结吸取有益经验。

5.2.生产各阶段的兽医管理。猪舍消毒后,要检验消毒效果,看消毒是否彻底。每天观察并记录猪只健康状况、舍内温度、湿度、气味、通风等。产房内尤其要注意测量围产期母猪体温和采食状况等,记录、分析、发现异常及时处理。夏季种公母猪舍的温度和疾病期体温控制,因为这直接影响种公母猪的繁殖成绩。(舍内消毒效果检测见附记部分)

5.3.疫苗、药物的使用。一定要严把疫苗、药品质量关,根据实际效果和实验室检测结果来选择疫苗和药物。同时要关注运输、保存条件,并要求使用方法得当。要培训,纠正工作中的错误操作,严格按说明书使用。并坚持一猪一针,针型号适宜,并消毒。不打飞针、不漏注,做好免疫用药记录。疫苗药物要专人保管,专人免疫,开处方拿药。

5.4.免疫程序的制定。根据猪场猪群的实际抗体效价,结合本场流行病的特点,制定合理的免疫程序。(附表5仅供参考)

5.5.实验室监测。根据实验室检测计划,按时采血检测抗体,来监控猪群免疫水平,通过了解抗体效价,选择最佳的免疫时机,为评价免疫效果提供依据;疾病的诊断检测以了解猪群微生物体系,为疾病预防提供依据。此外,畜禽环境、饲料、饮水每季度监测1次。总之,集约化猪场生物安全体系的建立重点是群体的疫病控制,在目前疫病复杂的形势下,通过健全环境、猪群的健康、卫生防疫、营养、兽医管理各方面的努力,建立可靠的生物安全体系,切实采取综合性的管理和技术措施,才能有效地控制疫病的发生和发展,确保猪场的生物安全,保证猪场可持续发展。

第三篇:物联网技术

 1.关于我国的产业结构的下列说法中,错误的是(单选题3分)o o o o

得分:3分

A.部分传统行业集中度相对偏低 B.具有较强国际竞争力的大企业偏少 C.技术密集型产业和生产性服务业比重偏高 D.加工工业和资源密集型产业比重过大

 2.根据世界银行的统计数据,2009年全球制造业第一大国是()。(单选题3分)o o o o 得分:3分

A.日本 B.德国 C.美国 D.中国

 3.世界上首次证明工业控制系统本身也有漏洞的事件是()。(单选题3分)得分:3分

o o o o A.2007年,俄罗斯黑客成功劫持Windows Update下载器 B.2010年,黑客袭击全球最大中文搜索引擎“百度” C.2010年,黑客攻击了伊朗核电站的离心机工业控制系统 D.1999年,黑客入侵美国国防威胁降低局的军用电脑

 4.对于现有的重大工程和生产装备,节能减排最有效的办法是()。(单选题3分)o o o o 得分:0分

A.使用清洁能源 B.排污收费 C.加强法律监督 D.先进控制与优化  5.国家的地位首先是由它的经济实力决定的,而大国的经济实力主要由()决定。(单选题3分)o o o o

得分:3分

A.农牧业 B.金融业 C.建筑业 D.制造业

 6.工业软件指专门为工业部门使用的软件,下列软件中属于工业软件的是()。(单选题3分)o o o o

得分:0分

A.照相机内的嵌入软件 B.计算机操作系统 C.微软的办公软件 D.通用数据库系统

 7.“两化深度融合”是我国新型工业化、从“制造大国”走向“制造强国”的必由之路,“两化”是指()。(单选题3分)o o o o

得分:3分

A.城镇化和信息化 B.工业化和信息化 C.工业化和城镇化 D.农业化和工业化

 8.下列选项中,不属于华盛顿邮报所列的驱动未来经济的颠覆性技术的是()。(单选题3分)o o o o

得分:3分

A.高级机器人 B.云计算 C.移动互联网 D.核动力航母  9.工业软件指专门为工业部门使用的软件,下列软件中属于工业软件的是()。(单选题3分)o o o o

得分:0分

A.微软的办公软件 B.计算机操作系统 C.照相机内的嵌入软件 D.通用数据库系统

 10.按照德国“第四次工业革命”概念,工业4.0是基于()。(单选题3分)得分:3分

o o o o A.物联网和务联网的智能环境 B.第三次工业革命 C.第四道蜂窝移动通信技术 D.国家的巨额资金支持

得分:4 11.我国的自主创新能力不强,这主要表现在()。(多选题4分)分

o o A.核心技术对外依存度较高

B.产业发展需要的高端设备、关键零部件和元器件、关键材料等大多依赖进口

o o

 C.外向型企业的数量越来越少,国家免除部分产品的出口退税 D.具有自主知识产权的产品少

12.美国国家基金委员会2006年提出CPS的概念,CPS是一类将数字化、网络化系统与物理过程密切整合的设备系统,下列选项中属于这一范畴的有()。(多选题4分)o o o 得分:0分

A.智能机器人技术 B.节约灌溉技术 C.智能电网 o

 D.汽车电子控制系统

13.在工业信息化中应用M2M技术可以实现的基本功能有()。(多选题4分)得分:4分

o o o o A.资产跟踪、供应链管理 B.远程监视、控制、诊断 C.产品技术方案的优化 D.故障设备的自动修复

得分:0分  14.当前,我国的产业结构不合理主要表现为()。(多选题4分)o o A.技术密集型产业和生产性服务业比重偏高

B.空间布局与资源分布不协调,地区产业结构趋同,部分行业重复建设和产能过剩严重

o o C.部分传统行业集中度相对偏低,产业集聚和集群发展水平不高 D.一般加工工业和资源密集型产业比重过大

得分:0分  15.嵌入式系统的主要应用领域有()。(多选题4分)o o o o A.数据应用 B.消费电子 C.移动通信 D.工业控制

得分:0分  16.下列产品中,应用了嵌入式系统的有()。(多选题4分)o o o o A.汽车电子

B.MP3/MP4等消费电子 C.公共交通无接触智能卡 D.移动通信设备  17.根据美国国家情报委员会的“全球趋势2030 ”,未来一段时间内在信息技术方面需要重点发展的技术有()。(多选题4分)o o o o

得分:0分

A.转基因技术 B.数据技术 C.智慧城市技术 D.社交网络技术

得分:4分  18.在重大工程中实现节能减排的途径有()(多选题4分)o o o o A.采用先进控制和优化技术 B.通过生产工艺的技术改造 C.采用绿色化的工艺设计技术 D.对工程成本进行严格控制

得分:4分  19.下列事例中能说明我国是制造大国的有()。(多选题4分)o o o o A.蛟龙潜水器下水 B.北斗导航系统的成功开发 C.神舟飞船上天 D.高铁设备的制造

 20.从经济、社会发展角度来看,未来社会的重要技术有()。(多选题4分)得分:0分

o o o o A.健康技术 B.自动化技术 C.信息技术 D.资源技术  21.我国主要资源产出率、能源产出率、水资源产出率、矿产资源回收率、工业固体废弃物综合利用率、工业用水重复利用率等指标与发达国家相比有较大差距。(判断题3分)o o 得分:3分

正确 错误

 22.“颠覆性技术”是其出现能对原有产业产生颠覆性影响的技术。(判断题3分)得分:3分

o o 正确 错误

得分:3分  23.美国了提出“第四次工业革命”。(判断题3分)o o 正确 错误

 24.工业软件及其应用技术是现代企业核心竞争力,是“两化”深度融合的标志。(判断题3分)o o

得分:3分

正确 错误

 25.对中国制造企业而言,国内外市场远未饱和,这使我国依靠产品产量翻番来实现GDP翻番成为可能(判断题3分)o o

得分:3分

正确 错误

得分:3分  26.物联网和务联网将人、对象和系统联系起来。(判断题3分)o o 正确 错误

得 27.当前,围绕产品的服务所产生的利润远远低于制造产品。(判断题3分)分:0分

o 正确 o

 错误

28.从技术带动分,产业革命的阶段经历了三个阶段,“第三次工业革命”是电气技术带动的。(判断题3分)o o

得分:3分

正确 错误

 29.在全球制造业第一次大分工中,我国在国际分工中处于开发设计和市场销售环节。(判断题3分)o o

得分:3分

正确 错误

得 30.当前,我国产品的单位能耗居高不下,减排任务更为严重。(判断题3分)分:3分

o 正确

第四篇:物联网与GIS的结合

物联网与GIS的结合

摘要:物联网以互联网为基础发展起来,WebGIS是运行于Internet上的地理信息系统,二者有着自身的特性但又有着密不可分的联系。本文对物联网和WebGIS进行介绍并对二者的联系进行探究。

关键词:物联网,WebGIS,地理信息系统 前言

近几十年来,信息产业一直以较高的速度发展,计算机、互联网与移动通信网给人类社会带来了翻天覆地的变化,而随着物联网概念的提出,世界信息产业迎来了第三次发展浪潮。物联网可以看作是互联网的一种拓展,代表着信息技术的发展趋势,尤其在当今世界经济低迷的情况下,很多国家和地区对物联网高度关注,将其作为经济发展的一个新的增长点。物联网作为一种新兴的高新技术,其应用领域十分广泛并且逐渐应用到越来越多的领域。目前的主要应用领域如:交通运输和物流领域、医疗领域、只能环境领域(家庭、办公室、厂房等)以及个人和社会领域。随着技术的不断进步,物联网未来将有着更加不可思议的应用:机器人出租车、城市信息模型、增强型游戏等都是不久的将来即可实现的[1]。

技术的进步和理论研究的不断深入必将促进各项技术的融合应用。其中最有代表性的就是地理信息技术(GIS)与物联网的结合,在网络环境下更多的是物联网与WebGIS技术结合。物联网的一项重要功能就是收集物联网节点的各种信息以供进一步的使用,核心思想是通过感知设备对感知对象进行识别、定位、跟踪、监控和管理。在这种需求下,物联网天生就需要一种统一的能进行空间定位、空间分析的可视化地理信息平台。而空间点位信息的管理和分析是GIS最擅长的领域,可以说物联网系统便是整合了GIS技术的系统。

一、物联网概述

1、定义

物联网的应用领域极为广泛,涉及的技术太过宽泛,不同领域的研究者对物联网有着不尽相同的理解,对其定义的侧重也有所不同。因此,业界尚未给出一个标准的物联网的定义。目前多数人对物联网的理解为:物联网即The Internet of Things,是通过射频识别装置、红外线感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感装置,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络,是互联网的基础之上延伸和扩展的一种网络。

本质上讲,物联网就是“物物相连的互联网”。物联网是在互联网的基础上建立起来的,并对物联网进行了极大地延伸和拓展,其用户端延伸和扩展到了任何物品之间,进行信息交换和通信。

显然,不是所的“物”都能联入物联网,这里的“物”要满足相应的条件:(1)有相应信息的接收器;(2)有数据传输通路;(3)有一定的存储功能;(4)有 CPU;(5)有操作系统;

(6)有专门的应用程序;(7)有数据发送器;

(8)遵循物联网的通信协议;

(9)在世界网络中有可被识别的唯一编号。

2、技术架构

根据物联网的运行过程,可以在技术架构的层面上将物联网分为三个层次:感知层、网络层和应用层。

感知层即是由各种传感器及传感器网关构成,如温度传感器、适度传感器、压力传感器、二维标签码、RFID标签以及摄像头等感知终端。感知层的作用是识别物体,采集信息,类似于人类神经系统的末梢。

网络层由各种有线和无线网络系统组成,具体包括计算机终端、各种网络设备等硬件设施以及网络管理系统、各种网络通信协议、云计算平台等软件系统。网络层的作用就是传递和处理感知层产生的数据。

应用层是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用。具体来讲,应用层实现信息和存储、数据的挖掘、应用的决策等,涉及海量信息的智能处理、分布式计算、中间件、信息发现等多种技术。

物联网系统架构如图1-1所示:

图1-1 物联网系统架构

物联网实现了“物物互联”,从感知层的信息感知到网络层的信息传输和处理,再到应用层的行业应用,每个层次都涉及多种技术,可以说物联网是众多高新技术的综合应用。概括来讲,物联网的关键技术主要是识别,传感,通信技术以及中间件技术。

3、物联网的应用

物联网是一项极具潜力的新技术,其本身的特性使得物联网有着极大的应用前景。虽然限于技术上的不成熟和制度的限制,现阶段物联网的潜力还没有完全被发掘,但其依然在众多领域开始应用。大致可归纳为以下领域:

 交通运输和物流领域  医疗领域

 智能环境领域(家庭、办公室、厂房) 个人和社会领域  其他领域 目前,物联网除了在服务于国计民生的领域发挥重要作用,在科研领域也有着广泛的应用。在环境科学领域,再生资源的再利用所需的技术或许已经不是难点,但对再生资源如何高效回收的问题一直未能完美的解决。利用物联网技术,包括各类可再生资源在内的所有物品都装配RFID标签,随时可以监测其位置和利用状况。此外,生态学研究方面,以物种分布研究为例[6],为所要研究的动植物装配上RFID标签,科学家便可随时掌握其生长状态、运动轨迹等诸多方面的第一手资料。

4、物联网存在的问题 4.1 核心技术问题

物联网是多种先进技术集成的系统,要实现物联网性能的最大化,不但要对各种技术进性深入的研究,提高相关技术的精度,同时还要保证多项技术的平衡发展。物联网的核心技术涉及传感器等识别技术、网络通讯技术和包括云计算[7]在内的计算技术三个层面。首先,物联网感知层收集信息的能力至关重要,物联网的全面部署应用需要海量的各类传感装置,这就要求传感器在保证自身功能和效率的同时还要尽可能的低能耗和低成本。其次,网络通讯技术需要为物联网提供高速可靠的传输服务。IPV6技术采用128位地址长度,能够满足物联网海量节点的需求,而且IPV6网络在安全保障、服务质量等方面相比IPV4有着很大的优势,但IPV6技术在全球的部署尚未完善,与传感器网的融合技术还不成熟。此外传统互联网的常用协议在物联网中的并不完全适用,需要改进或重新设计。最后在计算技术方面,云计算是物联网的一项重要计算技术,但现有的云计算技术还不能够满足具有实时感应、高度并发、自主协同和涌现效应特征的物联网的需求。4.2 标准体系问题

各国物联网的发展相对独立,每个国家建立的物联网所采用的标准也不同。为促进物联网在世界范围内的发展,需要建立统一的国际标准。目前物联网正在飞速发展,应用领域也不断扩大,国际标准的制定是刻不容缓的。4.3 安全和隐私问题

安全性问题在互联网时代就是不容忽视的,而物联网的本质是物物互联,如果信息安全措施不到位,我们将面临比互联网时代更大的威胁。物联网是复杂多元化的系统,安全和隐私保护也将更为复杂,这不仅对技术提出了更高的要求,同时也需要更为完善的政策和法律保障。[8]

二、GIS技术(简写)

1、webGIS技术

地理信息系统(Geographic Information System或Geo-Information system,GIS),有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它被定义为一种特定的十分重要的空间信息系统,在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

网络地理信息系统(webGIS)是GIS与互联网的有机结合,是GIS在互联网中的扩展,在任何时间,无论从网络的哪一个节点,人们都可以对WEB上的各种地理空间数据及属性数据“图像”文件进行浏览和获取,以及进行地理空间分析。地理数据的概念已扩展为分布式的、超媒体特性的、相互关联的数据。与传统的GIS相比,webGIS具有访问范围广泛、平台独立性强、可扩展性良好的特点[!]!根据David J.Abel的说法[9],互联网环境下的GIS架构对于空间数据的分配方面有着明显的优势,主要在于两个途径:一种是利用网络的拓展应用对空间数据进行空间数据的分配,另一种是利用网络专业空间数据服务。经过多年的发展,WebGIS的优势已经不只在于对于空间数据的分配方面,在空间数据的分析和共享等方面也已经较为成熟。根据[10],当今的发展情况是大量的各类地理空间数据的获取相对来说比较容易,一个重要的问题是怎样快速的将大量的地理空间数据为科学家、决策者和普通公众所用。在该文中,作者介绍了新兴的利用基于SOAP的网络服务技术来开发大量的符合标准的、可链接的地理空间数据网络服务,所用的是软件系统中现有的地理空间数据模块和专业的地理科学算法,并以GRASS GIS系统为例实现共享地理空间数据的网络服务。GRASS全称为Geographic Resources Analysis Support System,是一款基于GNU GPL协议的开源地理信息系统软件,具有空间数据管理与分析,图像处理,数字制图,空间建模和可视化等功能。GRASS现已被许多政府机构、大学和环境咨询公司所使用。

类似的,Yafang Su在[11]一文中介绍了UCLA(加利福尼亚大学洛杉矶分校)的地理信息系统数据库和地图服务,利用该网站实现地理空间数据的收集,存储以及提供数据下载服务和制图服务。

三、物联网和GIS

1、物联网和WebGIS 作为两种新兴的极具潜力的新技术,物联网和WebGIS有着一定的联系。

首先,数据源角度:物联网依靠感知层的各种传感器和RFID标签收集物品的自身信息如物品自身的名称、规格、产地、生产日期等和周围环境的温度、湿度、位置等附加信息。同时物联网的感知层收集到的数据种类多种多样,既包括一般数据又包括图像、音频、视频等多媒体数据。而WebGIS是网络形式的地理信息系统,其源数据和传统GIS系统所支持的数据相同,主要分为栅格数据和矢量数据,此外也可以读取GPS数据。虽然现有的WebGIS系统所应用的数据有的也包括多种多样的媒体数据,但这些数据并不能参与GIS系统的管理分析。另外方面,原始数据的采集是物联网的重要任务之一,是整个物联网的基础,而WebGIS的侧重点在于对数据的管理分析等功能,原始数据通常是通过各种手段如遥感影像、数字化成图、GPS测量等得到,直接交由WebGIS系统处理。

其次,数据传输方面,物理网的网络层利用包括传感器网络在内各种有线无线网络将分布在各处的网络节点连接成一个整体,相互交换信息。各节点的性能和网络环境的质量同时影响着数据传输的速度和质量。而对于WebGIS来说,同样需要各种有线无线网络,但只是传统的网络,并不涉及传感器网络。WebGIS用户使用浏览器享用服务,所以只要网络质量良好,WebGIS系统便可正常工作。

对数据的处理方面,物联网收集到大量的各类数据,首先需要解决多源数据的融合应用问题,并借助云计算等手段对海量数据进行分析,提取有用信息,并根据用户需求给出相应的回馈结果。这一过程中的分析方法并不固定,要视情况而定。如利用物联网技术控制房间的温度湿度,需要将采集到的外界气温、光照等信息和人体感舒适度的标准作对比,做出最佳的反应。而利用物联网技术实现身份识别时,仅需读取身份识别标志的信息并与数据库中的记录对比即可。而对于WebGIS则主要对原始数据进行地理学的空间分析算法处理,必要时辅助使用其他方法得到结果。

综上所述,某种程度上讲,物联网是包含WebGIS的。但这一说法是建立在物联网需要使用GIS的空间分析功能的基础上。物联网应用广泛,不可避免的需要处理处理位置相关数据,而空间分析正是GIS所擅长的。所以WebGIS本身就具有物联网的理念,而物联网很大程度上是离不开WebGIS的。物联网和WebGIS的综合应用是必然的选择。

四、案例

1、基于物联网与WebGIS的智能公交系统

该系统运用对空间信息的强大处理能力与物联网物物相连的特性,采集交通环境中的城市公交车各类信息,并传递给物联网服务器,把信息数据存储在物联网数据库中。Google map服务器加载google地图信息,并通过AJAX技术实现信息的动态更新。输入查询条件,点击查询按钮,获得实时信息。实现城市公交信息的可视化表达与各传感器的查询定位,为与物联网的综合应用研究提供了新的思路。

面向城市交通公交信息主题的物联网WebGIS系统采用主流的B/S架构,以减少模块间的耦合性,提高系统适用性,整体架构设计主要分为三层: 客户层、WebGIS服务器层、数据层(如图1所示)

图1 智能公交WebGIS服务架构

2、基于物联网和GIS的城市空气污染检测预警系统

空气污染监测预警系统是基于物联网与GIS的、融合硬件开发与软件开发、无线通讯与数据处理等技术的实时监测系统,部署在各处的传感器通过GPRS通信方式将采集到的空气质量数据与地理位置信息传送到服务器上,由服务器进行数据的处理分析。通过对大量实时数据的计算与分析,最终能够定位污染源方向,确定污染物成分,达到空气污染监测预警的目的。

本系统可分为感知层、网络层和应用层,这三层之间通过无线通讯和数据交互紧密相联,从而构成一个完整的城市空气污染监测预警系统。感知层包括安装在城市各位置的传感器,负责采集空气质量信息,接收和发送数据;网络层采用GPRS通信,使用TCP/IP协议连接Internet,负责传输信号;应用层基于 ArcGIS 展示客户端,基于ArcGIS的JavaScript 程序设计实现,其与网络层交互的重点在于对数据库的读取,然后经过ArcGIS组件的分析处理,展现出污染源的可能位置,并将分析后的结果以可视化的形式呈现给用户。

五、物联网的发展趋势

当前很多物联网应用,大都针对某一具体的应用场景,如生产线安全监控、智能家居等。其网络接入方式也多以局域网为主,并未真正实现多场景、多情境的互通互用。一方面,这是出于信息安全的考虑,通过物理网络的隔离来确保局部网络的可靠性。另一方面,也是出于对服务功能和服务对象所在位置的考虑。如智能家居系统,其主要服务和控制的设备都处于一个建筑体内,完全可以通过局域网来解决设备间的通信问题。但随着信息系统智能化的发展趋势,未来的物联网也会从真正意义上实现不受地理限制的互通互用。比如以云计算、移动计算的信息服务模式,来实现物联网服务器的远程化,实现物联网服务终端的轻便化。另一方面,未来的物联网,一定会向着面向服务的实现模式发展,而不单单将实现的重点放在技术解决方案上,会通过系统的协同作用实现更为复杂和智能的服务模式。

结论

目前,物联网已经应用于运输和物流、健康医疗、智能环境等诸多领域。随着物联网技术的成熟和相关政策的进一步完善,物联网必将在资源、环境、生态等更为广阔的领域发挥自身的作用。而WebGIS技术在自身不断发展的同时,也将越来越多的融入到物联网技术中。参考文献

[1] Atzori, L., A.Iera, et al.(2010).The Internet of Things: A survey.Computer Networks54(15): 2787-2805.[6] Boyd, D.S.and G.M.Foody(2011).An overview of recent remote sensing and GIS based research in ecological informatics.Ecological Informatics 6(1): 25-36.8] Weber, R.H.(2009).Internet of things – Need for a new legal environment? Computer Law & Security Review 25(6): 522-527.[9] David J.Abel, K.T, Ross Ackland and Stuart Hungerford(1998).An exploration of GIS architectures for Internet environments.Computers, Environment and Urban Systems 22(1): 7-23.[10]Li, X., L.Di, et al.(2010).Sharing geoscience algorithms in a Web service-oriented environment(GRASS GIS example).Computers & Geosciences 36(8): 1060-1068.[11] Yafang Su*, J.S., AviMozes(2000).Distributing proprietary geographic data on the World Wide Web—UCLA GIS Database and Map Server.Computers & Geosciences 26: 741-749.[2] 王小康,李景文.基于物联网与WebGIS的智能公交系统.测绘与空间地理信息,201503:38-3.[3] 裴蓓.WebGIS在智能交通中的分析及其发展现状[J].交通世界,2008,13(10):71-72 [4] 洪蕾,魏思政等.基于物联网和GIS的城市空气污染检测预警系统.科技信息.

第五篇:生猪标准化养殖技术

生猪标准化养殖是实现生猪产业向安全、生态、高产、优质、高效的可持续发展的必由之路。标准化养殖技术主要包括以下五大内容:

品种优良化:主要指因地制宜,选用高产优质高效的生猪良种,品种来源清楚、性能良好、检疫合格。对于中小规模的养殖户,主要是注意外购种猪时务必要从具有《企业法人营业执照》、《种畜禽生产经营许可证》、《动物防疫条件合格证》的正规的种猪场引种,同时,引种时要求其提供“种猪合格证”或“种猪档案证明”。合格证中有三个比较重要的内容:种猪的耳号标记方法、种猪三代以上的系谱和生产性能测定结果。有了这些资料和数据,说明所购买的种猪来源正规,种猪质量相对有保证。

养殖设施化:主要指养殖场选址布局科学合理,畜禽圈舍、饲养和环境控制等生产设施设备满足标准化生产需要。

猪场选址应选在当地政府划定的可养区内;距离生活饮用水源地、居民区和主要交通干道,其它畜禽养殖场及屠宰、加工交易场所1000米以上。猪场布局合理,有一定规模的应将生活区、生产区、污水处理区分开;生产区中的母猪区、保育区、肥育区同样要分开,做到功能分区清晰,并有50米以上的距离,最好设置有隔离带;生产区中设有净道和污道,不交叉、不污染,猪流、物流科学、顺畅,有利防疫。猪场的占地面积符合生猪养殖需要,总的要求每头能繁母猪占地40㎡以上,如存栏300头能繁母猪规模的猪场建筑占地面积至少要12000㎡(18亩)。

饲养和环境控制等设施设备满足标准化需要,主要指母猪分娩舍、保育区应采用高床漏缝地板,猪舍配备通风换气与温控等设备,有自动饮水器,有能控制的饮水加药系统等。饲料、药物、疫苗等不同类型的投入品分类、分开储藏且储藏设备完善。场区入口有消毒池、生产区入口有更衣消毒室等,防疫设施齐全。有一定规模的场还可以安装自动送料系统,配备B超用于妊娠检查以及信息化管理设施等。

生产规范化:主要指制定并实施科学规范的畜禽饲养管理规程,配备与饲养规模相适应的畜牧兽医技术人员,严格遵守饲料、饲料添加剂和兽药使用有关规定,生产过程实行信息化动态管理。

生产管理规程和制度主要包括:后备种猪、种公猪、怀孕母猪、分娩母猪、断奶仔猪、保育猪、生长肥育猪等生产技术操作规程;疫病检测和诊疗制度、免疫程序、饲料、饲料添加剂和兽药的管理制度、卫生防疫制度、生产记录和档案管理制度、病猪无害化处理制度、粪污处理管理制度等。

各项制度要求挂在相应猪舍或办公室醒目的位置。同时完善各项表单的登记、记录,并及时存档,做到可追溯。日常生产管理中要严格按照各项操作规程操作,可以完善、但不要随意频繁变更规程和制度的内容,特别是免疫程序。避免因人员等变动造成生产的不稳定。

防疫制度化。主要指防疫设施完善,防疫制度健全,科学实施畜禽疫病综合防控措施,对病死畜禽实行无害化处理。

严格落实卫生防疫制度,建立生物安全屏障。要求人员进入猪场生产区严格执更衣、换鞋、冲洗、消毒、严禁在场内饲养鸡、鸭、狗其他动物。定期开展有效的消毒,及时消灭老鼠、预防飞禽等。严禁从场外带入猪、牛、羊及其加工的制品。严禁买猪人直接带进入场内挑猪、装猪台是全场防疫的重点。装猪台应设量在离场较远的地方(至少离生产区50米),每次装猪后应及时清扫、消毒。严格执行免疫程序,定期开展猪群的健康状况监测,重点监控猪瘟、口蹄疫、蓝耳病、伪狂犬等疫病,真正做到“以防为主”。

粪污无害化。指粪污处理方法得当,设施齐全且运转正常,实现粪污资源化利用或达到相关排放标准。包括病死猪的无害化处理和猪粪尿的无害化处理。

猪场应配备焚尸炉或化尸池等病死猪无害化处理设施,所有的病死猪要详细登记,进行无害化处理并有完整的记录。

猪粪尿的无害化处理原则是减量化、无害化、资源化。减量化主要措施为少冲水或不冲水,人工检粪,最大限度地减少排污量。目前比较广泛使用的无害化处理模式有:“猪-沼-果(草、林等)”模式和 “尿泡粪+猪--沼—果(草、林等)”模式和“微生物垫料养猪”模式,前两种模式都是采用节水或免冲洗,干清粪和“固液分离——隔渣沉淀——厌氧消化——好氧生化——灌溉林、果(少量养鱼)”的处理工艺,区别在于“尿泡粪”模式与传统的养猪工艺相比,基本可以做到不冲水,有效减少了排污量。“微生物垫料养猪”模式是指用木屑、谷壳等作为垫料,加上微生物发酵后,作为猪的垫床,猪粪尿直接排到垫料上,是一种节水、环保的养猪模式,比较适合于小规模养殖。

猪场都应设有固定的猪粪储存、堆放设施和场所,并有防雨、防渗漏、防溢流措施。

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