一种母猪精准饲喂系统

1.本发明属于母猪饲喂技术领域，特别是涉及一种母猪精准饲喂系统。


背景技术：

2.母猪饲喂是一个需要因地制宜的复杂过程；母猪饲养员在实际的饲喂过程中需要根据其生产周期、体况特征、环境影响等诸多因素对实际母猪的饲喂量进行决策与调整；现阶段，大型饲养厂商为了降低母猪饲喂管理问题的复杂性，引入了物联网的智能饲喂控制硬件，包括母猪饲喂栏自动下料装置和母猪群养饲喂站；这些硬件可以根据母猪身份信息，实现对不同母猪对饲喂管理；但不可忽视的是，现阶段的精准饲喂还要依靠饲养员的人工决策；这往往需要饲养员对母猪现状具有整体性的把握，对其管理能力以及养猪经验知识的储备有着较高的实际需求。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种母猪精准饲喂系统，以解决了现有的问题：现有技术实现母猪精准饲喂决策大多依赖人工，需要人员拥有丰富的母猪饲养专业知识和较强的信息管理能力。
4.为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
5.本发明为一种母猪精准饲喂系统。
6.本系统由饲喂知识库、母猪信息活动库、饲喂知识获取模块、母猪信息维护模块、用户交互界面、母猪饲喂计划推理模块组成；
7.所述饲喂知识获取模块与用户交互界面进行连接，所述饲喂知识获取模块与饲喂知识库连接，所述饲喂知识库与母猪饲喂计划推理模块进行连接，所述母猪信息维护模块与用户交互界面进行连接，所述母猪信息维护模块与母猪信息活动库进行连接，所述母猪信息活动库与母猪饲喂计划推理模块连接。
8.进一步地，所述饲喂知识库用于存储与母猪饲喂计划相关的专家知识。
9.进一步地，所述母猪信息活动库用于存储母猪的状态数据，为母猪饲喂计划推理模块提供数据输入。
10.进一步地，所述饲喂知识获取模块用于对专家意见的归纳总结；此模块通过用户交互界面与饲喂专家进行交互，从而建立和完善饲喂知识库。
11.进一步地，所述母猪信息维护模块用于饲养员维护实际母猪信息。
12.进一步地，所述用户交互界面用于将知识获取模块、母猪信息维护模块的预留的接口转化为方便用户使用的图形界面，实现用户交互。
13.进一步地，所述母猪饲喂计划推理模块用于负责根据母猪信息活动库中的母猪实际状态数据，结合饲喂专家知识库中的知识数据，做出当日的具体饲喂计划。
14.进一步地，所述母猪饲喂计划推理模块在母猪饲喂的计算公式如下：
15.fk＝δbf
kb
δ0f
k0
δ
sfks
[0016][0017]
其中，fk是饲料k的决策饲喂量；f
kb
为饲料在母猪实际体况下对应的调整量；b为母猪体况参数b；f
k0
是母猪的基准饲喂量；s是母猪品种、n是母猪胎次、p是母猪生产时期、t0是母猪状态变化基准日期、t1当前时间、t代表当前日期与基准日期之间的时间间隔；f
ks
表示饲料的季节调整量，se表示季节参数；δb、δs与δ0分别为体况调整量、主饲喂量以及季节调整量调整参数。
[0018]
本发明具有以下有益效果：
[0019]
本发明通过根据专家的实际经验总结饲喂知识库，饲养员只用在母猪信息维护时实时维护母猪状态数据即可实现饲喂计划的自动决策，并可以实现多种饲料的决策，满足母猪在生产周期不同阶段对营养成分的多样化需求。
附图说明
[0020]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]
图1为本发明的系统的结构图；
[0022]
图2为本发明的决策模型示意图；
[0023]
图3为本发明的饲喂计划时间函数示意图
[0024]
图4为本发明的决策流程图。
具体实施方式
[0025]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]
请参阅图1-4所示，本发明为一种母猪精准饲喂系统。
[0027]
本系统由饲喂知识库、母猪信息活动库、饲喂知识获取模块、母猪信息维护模块、用户交互界面、母猪饲喂计划推理模块六个部分组成。其结构关系如图1所示；
[0028]
1)饲喂知识库：饲喂知识库主要存储与母猪饲喂计划相关的专家知识；主要存储不同母猪品种、不同胎次、在不同生产周期时间段内，对于蕴含不同营养成分的多种饲料的需求基准量；该值与专家的实际经验为准；这里使用关系型数据库实现饲喂决策知识数据的持久化；
[0029]
本实施例中，其专家指母猪饲喂中经验丰富的人员。
[0030]
2)母猪信息活动库：核心功能是存储母猪的状态数据，包括母猪编号、母猪品种、
胎次、体况、体温体重等实际状态信息；为母猪饲喂计划推理模块提供数据输入；
[0031]
3)饲喂知识获取模块：该模块的主要功能在于对专家意见的归纳总结；此模块通过用户交互界面与饲喂专家进行交互，从而建立和完善饲喂知识库；
[0032]
4)母猪信息维护模块：该模块用于饲养员维护实际母猪信息；饲养员需要在此维护母猪实际状态信息，以保证专家系统做出合理的饲喂决策；
[0033]
5)用户交互界面：将知识获取模块、母猪信息维护模块预留的接口转化为方便用户使用的图形界面，从而实现系统与用户间的交互；同时，用户交互界面还实现了展示生成饲喂计划输出的功能；
[0034]
6)母猪饲喂计划推理模块：为本系统决策功能实现的核心模块；该模块负责根据母猪信息活动库中的母猪实际状态数据，结合饲喂专家知识库中的知识数据，做出当日的具体饲喂计划；模块生成饲喂计划参照的具体模型如下文第二部分所示；此系统生成的饲喂计划会以视图的形式供后端系统调用；后端通过将此决策数据发给实际的饲喂执行机构的方式从而实现智能化的精准饲喂。
[0035]
二、决策模型
[0036]
母猪饲喂决策要考虑的因素主要有母猪品种、怀孕胎次、生产周期、母猪体况以及季节环境要素。又由于母猪在不同时期的营养需求不同，实际制定的饲喂计划往往要考虑多种饲料的结果。综合考虑这些因素，结合实际母猪饲养经验，饲喂专家系统的推理计算模型如图2所示，推理计算公式如下：
[0037][0038]
本系统的决策目标，便是具体每种k饲料的饲喂量fk。影响fk的参数有母猪参数和环境参数两大类。此处根据其中的7个主要参数作为决策变量，进行具体的饲喂量计算模型的建立。其中f
kb
代表该饲料在母猪实际体况下对应的调整量，需要根据母猪体况参数b结合体况分段函数f
kb
(b)进行确定；f
k0
是母猪的基准饲喂量，主要根据母猪品种s、母猪胎次n、母猪生产时期p、母猪状态变化基准日期t0以及当前时间t1进行数量决策，这里采用4维的分段函数f
k0
(s,n,p,t)来计算具体数值(其中t代表当前日期与基准日期之间的时间间隔)；f
ks
表示该种饲料的季节调整量，与体况调节函数类似，同样以季节参数se为输入由分段函数f
ks
(se)进行具体数值判断。δb、δs与δ0分别为体况调整量、主饲喂量以及季节调整量调整参数(调整参数需要根据实际情况进行微调)。
[0039]
这里以使用该模型进行实际母猪饲喂决策的过程为例，介绍本模型的具体使用方法。规定调整参数δb、δs与δ0分别为0.6、1.0和0.1。首先确定母猪的体况信息(根据母猪的背膘厚度或饲养员根据母猪实际体况判断)，将母猪分为瘦、偏瘦、适中、偏胖、胖五个等级。然后根据体况调整函数确定调整量f
kb
，具体对应关系如表1所示。
[0040]
表1母猪体况参数对应调整量例表
[0041]
母猪体况瘦偏瘦适中偏胖胖fkb
(g)5002500-250-500
[0042]
接着固定母猪品种、胎次作为自变量，以实际生产母猪的饲喂规律为参考，建立饲喂计划时间函数(如图3所示，图为某二元母猪在第2胎时采取的饲喂策略)，从而确定饲喂基准量f
k0
。
[0043]
最后根据季节参数以及季节调整函数确定季节调整量f
ks
。函数关系如表2所示。
[0044]
表2季节调整参数与季节调整量关系例表
[0045][0046]
例如例中第2胎二元较瘦母猪第一季度配种后第10天的饲喂量为：fk＝δbf
kb
δ0f
k0
δ
sfks
＝0.6
×
250g 1
×
1.9kg 0.1
×
0g＝2.05kg。
[0047]
三、决策流程
[0048]
本系统的主要决策内容由母猪饲喂计划推理模块完成。具体决策流程如图4所示；
[0049]
首先确定需要制定计划的目标母猪，根据其品种、胎次和所处生产时期在知识库中查询各种饲料的基准量；接着查询目标母猪的体况数据、结合当日季节，带入公式(1)进行计算；之后按照这个流程遍历库中所有母猪，即可获得所有母猪的饲喂决策。
[0050]
四、总结
[0051]
本系统在进行使用时的优点如下：
[0052]
1)根据母猪品种、胎次、生产周期记录饲喂基准值的饲喂知识库结构。
[0053]
2)记录母猪实际状态信息(包含母猪编号、品种、胎次、体况等信息)的母猪信息活动库。
[0054]
3)根据结合交互界面为不同用户提供数据维护接口的饲喂知识获取模块以及母猪信息维护模块。
[0055]
4)根据公式(1)进行决策推理的母猪饲喂计划推理模块。
[0056]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0057]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该本发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。