概述

畜禽养殖业是支撑我国国民经济的重大产业，2021年中国禽肉产量2380万吨，禽蛋产量为3409万吨。随着养殖从业人数的减少，高品质的消费需求和严格的防疫与环保要求，促使家禽养殖业向信息化、精细化、智能化的方向转型升级，融合传感器、互联网、大数据与智能装备等高新技术的智能养殖已成为国际前沿高地竞争与国家重大战略需求。 近年来，我国已在家禽养殖的自动化环控、喂饲、清粪和集蛋等方面取得一定成效，但在智能感知技术与装备核心技术方面受制于国外，一直制约国内养殖行业的发展。我国每年因动物疫病引起动物死亡的直接经济损失400亿元，间接经济损失约1000亿元，对养殖产业与食品安全带来严重影响。因此，迫切需要通过智能养殖核心技术与重大装备手段突破畜禽防疫与生产难题。

需求详情

二、国内外相关情况介绍智能养殖的传感技术与装备一方面需要依托能与养殖模式、环境与营养等相匹配的生长数字化模型，另一方面需要准确高效的监测技术以及时获取动物的行为、生理、生长与健康状况等信息，两者结合并通过智能决策系统进行管控。在家禽生长数字化模型上，动物生长模型描述了动物体重、体组分及生产性能等随日龄增长而发生的规律性变化，是判断养殖过程是否合理并进行智能养殖管控的参照物。目前一直沿用国外研发的家禽生长数学模型有Gompertz、Logistic和Von Bertalanffy三种非线性拟合模型。然而，我国家禽品种种类多，养殖模式多样，且环境控制与饲料营养差异较大，如何建立能与上述因子相匹配的生长数字化模型是未来研究和产品开发的重点。家禽信息智能监测技术与装备方面，国内外家禽信息智能监测技术与装备主要有机器视觉、热红外成像、温度传感器及麦克风等，重点关注养殖环境温湿度和有害气体浓度以及家禽体重、体温、排泄物、姿态、产蛋、行为及声音等。综上，家禽信息具有分布较广、干扰源多、类型多样和个体差异明显的特点，现有的家禽信息管理系统以物理参数、环境信息为主，对于最重要的家禽本身的信息感知手段缺乏，且智能化程度低。因此，迫切需要建立生长数字化模型作为标准，研制适用的新型核心传感器件/系统以获取家禽自身的信息，研究成套智能感知与控制系统及产品，实现降本增效，解决国外对国内养殖行业关键共性卡脖子技术和产品。四、需求内容描述（一）具体需求安徽省家禽产量常年居全国前五位，年出栏量接近10亿只。同时我省有淮南麻黄鸡、淮北麻鸡、黄山黑鸡、皖南三黄鸡、五华鸡等多个全国知名的地方品种。本项目将以安徽省大宗或特色蛋鸡及蛋种鸡和肉鸡及肉种鸡等为研究对象，重点开展生长数字化模型、新型核心传感器件/系统及产品研究，藉此建立智能决策与监测集成系统与云平台。1、家禽生长数字化模型与感知指标体系研究构建肉鸡生长数字化模型、蛋鸡生长数字化产蛋模型和肉/蛋种鸡生长数字化产蛋模型，通过多批次小型实验室研究与大批量规模养殖现场监测相结合的方式，研究不同养殖模式、养殖环境与营养摄入等因子对家禽生理指标（体表温度、血液生化、体内激素等）、生长指标（行为、采食量、饮水量、日增重、料肉比、胸肌率、腿肌率等）与生态指标（粪便、污染气体等）的影响，揭示养殖动物的环境、营养、健康与生产性能之间的最佳关系方程，建立准确适用的家禽生长数字化模型，为智能感知与决策提供理论依据。2、家禽生理生命信息新型传感技术与装备研发研制系列小型化、低功耗、高可靠性、高性价比的新型核心传感器件/系统，使之可以适用于畜禽舍的特殊环境，对肉/蛋/种鸡的群体体重、体温、行为多指标、产蛋、鸡粪等关键信息进行在线灵敏获取，并开发相应产品。包括以下传感技术与装备：（1）平养肉/蛋/种鸡的群体体重及均匀度智能监测：平台型式的多样化设计，便于不同活动特性的家禽上台。实时采样，且采样量大，无重复计入。进行防水、防尘、防震等可靠性设计，适用于生产环境。（2）哨兵蛋鸡/种鸡的穿戴式体温高精度智能监测：深入研究应激、疫病等对家禽翼下体温的影响，进一步优化穿戴式传感器信号的穿透鸡笼传输性能与用电管理策略，解决鸡笼内信号传输难、耗电快的难题，研究无线信号在鸡舍中的传输规律，分析设施和家禽对信号传输的影响，提出高效的无线传感器网络布设方法，并进行防水、防尘、防震等可靠性设计。（3）家禽行为多指标智能监测：采用相机监测系统实时监测家禽的饮水、采食、运动等多项行为指标，获取行为与健康状况及福利水平关系，明晰健康鸡与病鸡在行为上的差异点。（4）笼养蛋鸡/种鸡的区位精细产蛋信息智能监测：在笼养蛋鸡/种鸡的鸡蛋传送带配套相机等图像获取工具，实时获取传输的鸡蛋信息（数量、外形、颜色、品相等），并结合传送带控制与设计进一步获取每个笼位蛋鸡/种鸡的精细产蛋性能和健康状况，对异常状况及时发出预警与定位。（5）输送带鸡粪的区位精细信息智能监测：在笼养蛋鸡/种鸡的鸡粪输送带末端安装相机，通过优化光环境来优化图像质量和信息提取量，实时获取传送的鸡粪信息（颜色和稀稠程度等），探究鸡粪信息与健康状况的关系，并结合输送带速度进一步反演获取每个区位（如每个笼位）的精细鸡粪信息和鸡群的健康状况，对异常状况及时发出预警与定位指引。3、家禽信息智能管理系统集成与智能决策系统通过集成感知、传输、分析、决策及反馈管控或预警等功能，提升为家禽信息智能管理系统，重点研发家禽的体重增长状况智能决策系统等系列大数据智能决策系统，提高集成系统与养殖舍环境控制系统的匹配性。（二）技术难点1、揭示家禽在健康状态及正常生产前提下，生产性能与环境、营养、健康之间的最佳关系方程，揭示可以实现数字化表征的指标体系及其变化规律、正常范围及阈值。 2、机器视觉图像与视频的家禽信息高效挖掘技术与现场压缩技术。 3、智能感知与控制系统与环境控制系统的匹配难，数据复杂庞大而导致分析、决策与管控难。 

项目预期

三、进口替代或填补空白情况智能养殖传感技术与装备的研发不仅可以解决行业关键卡脖子技术，弥补国内养殖行业产业链智能传感技术的空缺，而且能够引领全国养殖产业原始创新，引领养殖行业产业升级和改造。从理论、技术和实践多方面攻克动物精细养殖管控的行业难题，为我国构建以智能装备技术为基础的集约化、规模化、福利化家禽健康养殖奠定技术基础，形成新一代智能养殖的感知体系，替代国外同类技术产品，并填补国际国内部分生物传感技术和产品空白。技术解决的价值意义该技术解决后，研制的成果将大幅提高家禽养殖行业的智能化水平，降低养殖成本，显著降低养殖的人力投入与管理效率，提高经济效益。我省年出栏家禽量已经突破10亿只，产品投入市场，预计将为我省家禽养殖产业年增加效益超过1亿元。公司通过新技术转化产品后，每年将新增销售收入约5000万元，净利润约800万元。研制的智能化养殖技术和装备可以向畜牧养殖行业推广应用，从而引领全国养殖产业的原始创新，促进养殖产业智能化升级，提升安徽省在国内国际养殖领域的竞争力和影响力。