高效养殖管控羊类系统设计说明书

设计者：Cr

作品内容简介

通过实验设计了一套高效养殖管控羊类系统，该系统和以往的传统系统有着明显的出入，为的是便于解决畜牧场羊群丢失，很难获取羊群相应位置，数量巨多，难以统计，以及实现实时对羊群管控的问题。同时还可以帮助畜牧者实现在家中也可以实现对羊群管控的这一目的，并且可以减少养殖中的浪费。该系统是通过为养殖场内的每一头羊都配备好专有的射频识别标签，并在每一头羊的所属标签上面记录每一头羊的年龄，重量，温度，实时的位置以及其他的一系列相关信息，并且还需要服务器终端以便于实时的让管理者接受羊群的信息。并且还可以在相关的水域，草原，以及其他危险的地方设置射频识别地带，以便于区域化的对羊群进行管理与分配从而实现对羊群的实时管控。最后将这款系统所监控的数据实时的共享到所开发的智能手机软件中，以便于实现任何地方对畜牧场中羊群的一键管控。并且将畜牧区内的所有设备全部连接到软件终端，以便实现更简洁高效的操作。在畜牧区内，也要投放少量的智能机器人，以便于在管理员下达命令的同时做出相应反应，将羊群赶往指定的区域。

1 研制背景及意义

研制背景：由于人口持续增长、城镇化进程加快及收入增加等因素驱动，中国羊类养殖产品消费量快速增长，中国养殖业在较长时期内一直处于高速发展时期。养殖业快速健康发展有利于促进农业内部结构调整和优化、拓展农业经济增长新渠道、增加农民就业机会和提高农民收入，并在农业和工业之间逐步形成良性循环。畜牧业在养殖业中占有较大比重，畜牧业主要分为圈养和散养，其中散养的牲畜肉质好，能够满足人们对肉类口感和营养的要求;同时，散养羊类价格高，能够更进一步提升养殖户的收入。但是由于在中国广大农村，特别是南方地形地貌，在山区、丘陵地带的散养养殖户会面临有以下的问题：

散养羊类定位难。在空间面积较大、地形错综复杂的区域，很难获取到牲畜的具体位置。
散养羊类容易丢。容易被盗或者自己走丢，从而大大降低了最后畜牧场主最后的盈利。
散养羊类统计数量难。养殖人员难以统计羊类的具体数量。
随着科技水平的不断提升与市场发展的需要，畜牧业不断朝着技术化、规模化、高效管理的方向发展。在这个过程中，RFID技术在畜牧业管理方面的性能优势日益凸显。在出生之时，牲畜就戴上了RFID耳标，通过RFID耳标阅读器，读取到的信息直接接入RFID系统。通过使用RFID技术，大大提高了数据系统对动物的识别与跟踪能力，并适用于各种饲养场的动物，无论是集中饲养还是分散饲养的。从传统的畜牧场管理，到RFID技术管理，数字化方式大大改变了畜牧养殖的方式。借助RFID数据采集能力，畜牧场可以及时了解动物的种类、疫情、数量，大大提高了管理效率，提升了动物的存活率，并因此受到了养殖场的重视。
所以这时就需要一款既能实时定位羊群又能及时对羊群进行合理管控的系统来帮助畜牧场散养用户来进行羊群管控，以达到利益的最大化与资源的合理化节省。设计这款系统的目的是因为目前现有的技术中，以射频识别和无人机技术最为显著，但是无人机需求量过大而且价格过高，以及相应的巨额耗电量，还有就是不能对区域内羊群的实时管理进一步做出了改善，为的就是让更多的散养大户可以在利益最大化的前提下对羊群进行合理的管控。
设计这款系统不仅可以帮助到我国的散养大户合理的管控羊群，还在一定的情况下促进了我国畜牧业的发展，促进了我国的经济发展。

2 设计方案

2.1 系统设计
高效养殖管控羊类系统分为射频识别接收羊群信息，将羊群信息传送到服务器终端进行打包处理，最后发往用户的手机让用户实时的作出回应。
在射频识别接收羊群的信息前，需要为每一头羊群装配耳标电子射频识别标签（RFID标签记录着羊只的信息，与羊只的身份进行绑定，佩戴好电子耳标的羊群，依次通过装有电子耳标识读器的盘点通道，识读器可识别到羊耳标数据并以串口的方式传输给通信控制盒，通信控制盒将数据转换为信号发送至服务器，再通过后台管理软件，将羊耳标数据整理分析好，用户可用手机APP进行查看），用于对羊类数据进行采集，其中包括了各种的羊类信息（如：主人姓名、性别、身份证号、联系电话、地址、动物年龄、品种、特征、照片、是否免疫、疫苗种类以及免疫员签名、年检情况等等内容），同时还需要实时的更新牧场所有者每一个羊群的位置以方便做出合理的数据分析，而且当有羊群前往由射频识别区域时也会想终端发出信号，从而帮助使用者定位羊群的位置来进行操作。
同时，射频识别后系统将会把相关的信息传送到系统的服务器终端，以便于将信息分类打包后发往那个专门的应用供用户进行分析和处理，同时也会整合分类，将用户下达的命令发往各个地区的接收系统以达到对各个地区的远程控制，与此同时，还要把用户对智能机器人下达的命令传送到不同的智能机器人以便于实现操作和对羊群的散养。
在系统终端接收到信息的同时，由系统终端打包并把整合后的所有信息发送的当前牧场持有者的手机上，并等待牧场所有者的下一步操作来帮助解决牧场上当前所面临的问题。牧场主人可以实时的对牧场羊群进行管理，并且可以命令在场中的智能机器人及时的去执行下达的指令，从而实现实时对牧场羊群的管控。

2.2 机械部分
首先要将场内的每一头羊分配好专属的耳标，并且在上面记录一些羊群的相关信息，并且标签上的相关信息要随着时间不断地自动进行变更，以达到信息的准确性来方便管理人员管控。

同时，在各个地区的射频识别技术如果识别到了羊群上的耳标后，也会更新重置一部分的相关信息以达到信息的动态更新，而且也有助于管理人员根据当前的信息对羊群的下一步西能够行动做出更为准群的操作。

当信息由系统终端发送到用户的手机上时，管理人员可以根据现在所处的情况以及目标羊群的相关信息来对牧场的下一步运转做出相应的操作。

设计时考虑的主要问题：
1）如果RFID电子标签发生损毁或丢失导致的传输不准确数据而造成的管理员操作不当，这样可能会引起牧场的一定损失，所以在进行耳标固定的同时一定要考虑到这一点，否则会造成巨大损失。
2）要定期对各个区域内的RFID设别系统进行测试，以保证射频识别系统的准确性来确保管理员可以合理的做出指令，如果由的RFID识别系统出现了故障，要及时的联系来更换设备并且导入之前系统的所有数据。
3）需要定期抽检牧场区域内的智能机器人是否可以正常运转，并且要确保这些智能机器人可以正确的执行管理员下达的所有指令，当个别智能机器人发生错误时，要确保有备用的智能机器人可以及时的顶替上来完成操作。
4）要及时更新用户手机中的数据，以确保管理员更准确的掌握当前牧场所处的状况，并结合数据进行正确的判断。
5）这一系统最显著的特点就是实现高效并且实时的对羊类的管控，所以在时耗这一方面的工作一定要做足，否则很难达到预期的目的。

3 理论设计计算

这款管控羊群的系统是以时刻监管羊群为基础，目的是为了让管理员实时的对牧场所属区域的情况进行分析和判断，从而做到实时的对羊群进行管控。

4 工作原理及性能分析

为每一只散养羊类进行耳标标记，为的是日后更容易的定位，然后在散养牧场的各个区域内设置多个射频识别系统，当有羊群进入这块地区或者有羊类在规定范围时间外进入了这片区域，都需要对此进行数据统计，并且将这些数据实时的传送到系统的服务器终端，由终端设计的程序进行整合打包，进而发往管理员的用户，等待指令，同时场内的智能机器人也要随时的等待用户做出的操作。当用户在手机端接收到信息的时候，要及时的对异常的信息做出回应，并且应该对异常的信息做出下一步合理的指令，手机端将指令发往服务器终端，并且把各个指令发往不同区域的管控系统和智能机器人，以便于对异常信息进行处理，从而实现了管理员足不出户的对牧场进行管控。

5 创新点及应用

本系统有以下独特的创新点：
1）该系统最显著的特点无疑是实现了管理员居家实时的对牧场内羊群进行管控。
2）相比与以往的高额耗电量与基本要求的过高的射频识别和无人机技术，这款系统就显得更加适合大部分的牧场工作者，方便操作，而且还节省了大量不必要的支出。
3）而且耳标相比于其他的定位系统，不仅适用于不同的环境，还可以检测羊群的体征来向管理员提供信息。
随着科技水平的不断提升与市场发展的需要，畜牧业不断朝着技术化、规模化、高效管理的方向发展。在这个过程中，RFID技术在畜牧业管理方面的性能优势日益凸显。在出生之时，牲畜就戴上了RFID耳标，通过RFID耳标阅读器，读取到的信息直接接入RFID系统。通过使用RFID技术，大大提高了数据系统对动物的识别与跟踪能力，并适用于各种饲养场的动物，无论是集中饲养还是分散饲养的。从传统的畜牧场管理，到RFID技术管理，数字化方式大大改变了畜牧养殖的方式。借助RFID数据采集能力，畜牧场可以及时了解动物的种类、疫情、数量，大大提高了管理效率，提升了动物的存活率，并因此受到了养殖场的重视。
这一新型系统不仅适用于羊类，还是用于其他可散养的牲畜，不仅降低了成本，还为使用者实时管控做出了保障，也更适用于我国的广大散养大户。

参考文献

[1] 胡必玲，郭玉堂．R采用射频识别和无人机技术实现畜牧定位系统. 军用/航空电子，2020
[2] 物联传媒．RFID提升畜牧业数字化管理水平，给民生带来更多保障．百度资讯，2021
[3] 几米物联IO t．牛羊动物GPS项圈和耳标定位器有什么不同？怎么选？ 2020