40宁夏农林科技，Ningxia Journal of Agri.and Fores.Sci.&Tech.2020，61(10) :40-42,56
铁凝作品•农业信息技术•生物技术•
肉牛健康养殖监控管理平台的设计与实现
张建华，马聪，陈学东，李锋
宁夏农林科学院农业经济与信息技术研究所，宁夏银川750002
摘要：针对宁夏肉牛养殖管理智能化水平较低的现状，结合养殖场实际情况，从养殖环境、健康监控、疫病管理和飼喂监控等方面着手，设计了数据可视化、实时监控、数据分析、报警信息、报表管理、畜牧档案、设备档案和系统设置等功能模块，搭建了肉牛健康养殖监控管理平台；利用M ySQ L构建数据库，实现了养殖环境的实时监控、饲喂信息和疫病信息等信息化管理、养殖过程的视屏监控、养殖场和牲畜基本信息的录入管理，以及养殖场和牲畜编号的自动生成。通过测试发现，该平 台功能完备、实现正确、人机交互界面友好、平台数据传输正确、页面操作流畅、逻辑控制准确、系统稳定性比较可靠，为科学养殖决策提供数据依据，为畜牧业养殖管理提供技术支撑。
关键词：肉牛；养殖监控；管理平台
中图分类号：S826；S818.9 文献标识码:A文章编号：1002-204X(2020)10-0040-03
doi:10.3969/j.issn.1002-204x.2020.10.014
Design and Implementation of Monitoring and Management Platform
of Healthy Breeding of Cattle
Zhang Jianhua, M a Cong, Chen Xuedong, Li Feng
(Institute of Agricultural Economy and Information Technology,N ingxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences,
Yinchuan,N ingxia 750002)
中高端客户
Abstract Bad on low intelligence level of Beef cattle breeding management and actual situations of farms in Ningxia,a healthy breeding monitoring and management platform was established,with functional modules of data visualization,real-time monitoring,data analysis,alarm information,report management,animal husbandry archives,equipment archives and system tup from the aspects of breeding environment,healthy monitoring,dia management and feeding monitoring and etc.. M ySQL was applied to build the databa,thus realizing real-time monitoring of breeding environment,informatization management of feeding information and dia information,video surv
eillance of breeding process,data entry management of farms and livestock,automatic generation of farm and livestock number and etc.The test results indicated that the platform could provide data basis for scientific breeding and technical support for animal husbandry management with advantages of complete functions,correct and friendly human-computer interaction interface,accurate data transmission,sm ooth page operations,preci logic control,stable system and etc.
K ey words Beef cattle;Breeding monitoring;M anagement platform
我国肉牛养殖正在由农民千家万户的散养模式向规模 化、集约化、机械化养殖模式发展，最终达到产业化、多功能 化的饲养管理模式M，传统养殖场主要依靠经验和人工记 录来管理跟踪牲畜养殖过程，这种方式适用于小规模养殖; 随着现代规模化和集约化养殖场的增多，传统养殖方式已 经无法满足现代牧场的管理需求，养殖数据少且可靠性低，养殖者急需可靠的数据与建议来辅助养殖场进行科学养殖 管理本文围绕养殖过程中肉牛养殖环境、健康状况、疫 病防控、饲喂和视屏监控等5个方面，基于JAVA设计开发 了肉牛健康养殖监控管理平台，旨在构建一套肉牛养殖过 程数据管理系统，用户可以通过平台网页对肉牛养殖过程 中环境信息、饲喂信息、疫病信息等进行监控和管理，从而 达到降低生产成本，提高养殖场管理效率的目的。1需求分析
肉牛健康养殖监控管理平台功能设计从宁夏规模化养 殖场实际情况出发，将养殖管理全部内容和过程纳人监控 管理范围，对肉牛养殖的各项生产活动及监控视频进行信 息化管理。为精准记录和管理肉牛养殖过程，对牛只身份进 行识别，将其区分开来，建立数据库，存储养殖环境信息、养 殖场信息、畜舍信息、牛只信息、饲喂信息和疫病信息等，以便查询和统计分析，基于此，肉牛健康养殖监控管理平台需
基金项目：一二三产业融合发展科技创新示范课题“肉牛健康养殖监测预警系统的研究与示范应用”(YES—2016—1104)。
作者简介：张建华（1988-)女，内蒙古乌兰察布人，研究实习员，主要从事农业信息化方面研究工作。
收稿日期=2020—09—02 修回日期=2020—09—08
图3
肉牛健康养殖监控管理平台功能模块
2.2.1首页模块该模块主要用于展示项目在电子地图
中的分布、系统中项目数量、在线设备数量、当日报警情况， 以及设备处于在线、离线还是报警状态，用户登录系统后， 可以直观看到系统管理的项目情况，还可以直接跳转到报 警信息、设备报警列表和项目列表。
图1
系统功能需求划分蒙氏走线的目的
数据采集功能是肉牛健康养殖监控管理系统最重要的 功能，负责数据的采集，主要包括6个部分：养殖场基本信 息、牲畜基本信息、养殖环境、疫病信息、伺喂信息和视屏监 控，系统通过手动录入、服务器访问和自动获取等多种方式 将肉牛养殖过程中伺养信息采集到系统服务器中，为养殖 管理提供方便。
统计分析功能是对采集到的养殖信息进行统计分析， 主要分为报表管理、报警管理、对比分析和图表展示，实现 养殖数据的查询下载、报警信息查看、养殖信息管理，以及 养殖环境参数的对比分析。
系统管理功能分为权限设置、用户管理和项目添加，系 统管理员通过该功能可以实现新养殖场的入驻，增加新的 环境监控点，新建角色，并对其角色权限进行设置，添加管 理用户。
2系统设计 2.1架构设计
肉牛健康养殖监控平台的总体架构如图2所示，共分 为5层，基础设施层属于物理层，包括系统开发运行所需的 存储设备、服务器和互联网等物理条件。数据层包含系统所 有数据，也可以指数据库，主要用于组织、存储和管理数据， 本系统数据库可以分为实时数据库、历史数据库和文件数 据库，具体数据包含养殖环境、养殖场信息、牲畜信息、疫病 数据和伺喂数据等。支撑层主要对数据信息进行共享、发布 和管理。系统内容及功能展示在应用层，包括肉牛健康养殖 监控管理平台。功能模块主要有实时画面、数据可视化展 示、数据分析、报警管理、养殖场档案、圈舍档案和牲畜档案 等。表现层的管理人员和工作人员通过应用层实现养殖环 境实时监控，养殖过程视屏监控，伺喂信息、牲畜信息、养殖 场信息和疫病信息等的统计管理，养殖场编号和牲畜编号 的自动生成等功能，为养殖人员、科研人员和养殖场管理者 管理养殖场和研究牲畜伺养提供精准数据支撑。
2.2 功能模块设计
根据需求分析，对肉牛健康养殖监测预警平台功能进 行设计，共分为9个功能模块，分别为首页模块、数据可视
求分为数据采集需求、统计分析需求和系统管理。详细划分 如图1所示。
主
机蛹虫草的功效与作用
1 1
存储
网络
机房
图2
肉牛健康养殖监控系统架构
肉牛健康养殖监测预警平台
化模块、实时画面模块、数据分析模块、报表管理模块、报警 信息模块、畜牧档案模块、设备档案模块和系统设置模块。 详细功能模块划分如图3所示。
表现层
|系统管理员| |项目人员
科研人员11企业用户
支撑层
报警数据
|养殖场数据^
|
运动量数据^
基础设施层
i
i
养
殖场基本信息
牲畜养殖疫饲视基环病喂屏本境信信监信数息
息
控
息
据
_
—
_ 1 生理信息
丄
牲畜体重
—H鼓式刹车
饮水量
丄 圈舍环境
_
i 健康信息
撕
i 饲喂信息
g
丨丄环境信息对比
L f
环境信息分析
®J
i
视频直播~
獅
f
圈舍环境实时监控
也
1圈舍信息可视化
I
养殖场数据可视化
-丄
I
i
报警信息分析
1 饲喂档案
丄 接种档案
丄 疫情档案
^.J L 养殖场变 一 |丄
状态变更
…
I
出栏档1
^
丄 牲畜档案
I
圈舍档案
I
养殖场档案
「
1 控制项配置
I I 巴
r
视屏档^^
系统菜单
用户角色■r 用
户权限
项目数量
在线设备
今口报警
电子地
图
2.2.2数据可视化模块该模块主要利用图表、视频和图
片等手段直观明了地展示养殖数据，肉牛健康养殖监测预 警平台养殖数据可视化展示分为养殖场数据可视化展示和 畜舍数据可视化展示，其中养殖场数据可视化主要展示养 殖场在宁夏回族自治区地图中的地理位置、养殖场面积和 养殖规模；养殖过程视频直播，反映养殖场情况的图片、养 殖场气象环境变化，以及养殖场项目的实时报警信息。圈舍 数据可视化主要展示圈舍环境视频、圈舍环境变化，以及圈
舍中牛只的基本信息、体重、饲喂信息和生理信息等。
2.2.3实时画面模块该模块主要用于远程实时监控养 殖环境和对养殖过程进行视屏直播。
2.2.4数据分析模块该模块主要用于对采集到的养殖 数据进行统计分析，包括通过图表展示养殖环境数据随时 间的变化、不同圈舍和养殖场环境参数的对比，以及环境数
据的时比等。
2.2.5报警信息模块该模块主要用于对项目的报警信
息进行查询管理。
2.2.6报表管理模块该模块主要用于对养殖环境数据、
饮水数据、牲畜体重和生理信息进行管理。
2.2.7设备档案模块该模块主要用于添加、编辑和删除
视屏监控设备和控制项。
2.2.8畜牧档案模块该模块主要对畜牧养殖信息进行
添加、删除、查询和编辑，畜牧养殖信息包括养殖场信息、圈舍信息、牲畜信息、出栏信息、养殖场变更、疫病信息和状态
变更等。
2.2.9系统设置模块该模块主要用于系统管理员为养 殖场管理员、养殖人员和科研人员等分配管理权限和账户，
设置管理系统功能。
2.3数据库设计
数据库(Databa)是按照数据结构来组织、存储和管理 数据的仓库，是信息系统的核心部分，根据肉牛健康养殖监 控管理平台功能需求和架构框架，数据库选用MySQL数据 库，MySQL数据库是一种中小型关系型数据库，支持大量 的并发访问和数据处理，具有强大的图形化用户界面，为用 户程序设计提供更加简洁、直观的途径，具有良好的伸缩 性，可以跨越各种Win、Linux平台运行，能够较好地满足系 统开发需求。本系统数据表主要有养殖环境因子数据表、养 殖场档案、圈舍档案、牲畜档案、疫病档案、饲喂信息和生理 信息等20个，格式如表1所示。
3系统功能实现刘备三顾茅庐
3.1电子地图功能实现
系统登录后跳转到电子地图界面，通过该界面可以直观
查看项目所在地理位置、设备状态、当日报警信息数量、总 设备数量、在线设备数量和项目数量，单击查看详情可以分别
链接到报警信息、设备列表和项目管理列表界面，了解详情。
3.2 数据可视化功能实现
养殖数据可视化功能的实现如图4 (封三图1)、图5
(封三图2)所示，用户养殖场数据可视化界面可直观了解 养殖场面积、养殖规模、地理位置、气象环境变化和环境预
警信息，视屏直播养殖过程。单击“畜舍”按钮，打开畜舍数 据可视化界面，可以查看畜舍养殖情况，了解畜舍环境变 化，查询牲畜基本信息、饲喂信息和体重信息等。
表1疫病档案
序号字段类型是否为空主键备注
1dcc_index bigint否是-
2dcc_cow_id varchar否-牲畜编号
3dcc_treatment_methods tinyint--诊疗方式
4dcc_treatment一result varchar--诊疗结果
5dcc_treatment_medicine varchar--药物
6dc c_dru g_dos e float--剂量
7dcc_treatment_start_date datetime--开始时间
8dcc_treatment_end_date datetime--结束时间
9dcc_therapeutist_name varchar--诊疗师3.3实时监控功能实现
环境实时监控功能实现如图6(封三图3)所示，用户通 过左侧树形结构可以远程查看养殖场和畜舍环境因子的实
时变化情况，单击右侧视屏图标可以查看畜舍视屏监控画面。
动漫语录3.4 数据分析功能实现
通过数据分析功能，用户可以查询任意时间段环境因 子(如空气温湿度、光照强度和二氧化碳浓度等）的变化曲 线，还可以对比不同时间或不同站点环境因子，查看采食量
等随时间的变化，查看数据的最值和平均值。
3.5报警信息功能实现
用户通过该功能可以查询任意时段任何一个养殖场的 任一级别的报警信息，报警信息内容包括报警事
件编号、报 警站点、报警的环境因子、报警级别、阈值、报警值和报警 时间。
3.6 报表管理功能实现
用户通过该功能可以查询和导出任意时间段和区组的 环境数据，如空气温度、空气湿度、光照强度和二氧化碳浓
度等。
3.7 设备档案功能实现
通过视频设备档案管理功能，可以添加、编辑和删除视 频设备，包括设备的名称、序列号、所属项目、安装时间、设 备类型和地址等。
3.8畜牧档案功能实现
通过畜牧档案功能，用户可以录人养殖场、畜舍、牲畜、疫病和饲喂等基本信息，并对其进行修改、查询和删除，还 可以增加环境监测站点，导人更新实时监控画面资料，实现 对养殖数据和环境监控的管理。
3.9 系统设置功能实现
系统管理员通过该功能，可以根据权限划分角色，根据 用户需求为其设置角色，分配账号和密码，用户可以根据相 应账户和密码登录系统。系统管理员可以通过系统菜单修
(下转第56页）
56周佳敏中宁县农膜残留污染及综合防治措施61卷10期
等工作，并予以补助。
4.7开展农膜替代品和新技术研究，完善降解农膜使用技术
目前，生物降解农膜受材料、价格的制约，大面积应用 还存在一定的难度，但根据农膜增产原理，可以开发研究 新型覆盖保温保湿材料，如光降解农膜、生物降解农膜和 液态农膜。充分利用生物技术和高新技术生产可降解农用 地膜，是降低和减少农业环境污染的最为有效的途径，是农 业污染控制技术的一大突破，综合其环保特性，降解农膜的 推广前景十分广阔。
5结语
农用地膜残留污染是当前农业面源污染的一项重要内 容，治理农膜残留污染任重而道远。加强中宁县农用残膜回 收利用，要形成全面化、协调化、系统化、操作性强的残膜回 收综合利用体系，才能有效推动农业面源污染治理，促进中 宁县农业农村经济可持续发展。
参考文献：
[1]金维政，颜越，刘倩，闵建美，等.农用地膜污染现状与防治对策J].
南方农业，2018.12(14): 182-183.
[2]王频.残膜污染治理的对策和措施□.农业工程学报，1998(3):
3-5.
[3]翟金良，邓伟，刘振乾.中国农业自身污染及其控制对策[J].环境
保护科学，2001(27) :34-36.
[4]阿布都拉•吐尔逊，努尔艾力•亚库甫.残膜回收机械化技术□.新
农村，2018(2)118.
[5]安琼，塑料对农田生态系统的污染及防治□.农村生态环境，
1996，12(2):44—47.
[6]程桂荪，刘小秧，刘渊君，等.农田地膜残片允许值的研究[J].土壤
肥料，1991(5) :27—30.
n金维政，颜越，刘倩，等.农用地膜污染现状与防治对策□.南方农业，2018,12(14)182—183.
[8]张佳，张宇涛，董黎明，等.国内残膜回收机械研究现状及发展趋
势□.农业科技与装备，2014(4):29-30,33.
[9]王鹏，曹卫彬，张鹏，等.新疆兵团残膜机械化回收现状分析□.
农机化研究，2013,35(9)237—242.
[10]田海清.IM C-70型地膜回收起茬机铲刀起膜、起茬性能及牵引
阻力的研究[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2003.
责任编辑：王银惠
知识目标(上接第42页）
改菜单图标、名称、排列顺序和状态等。
4系统测试
为保证肉牛健康养殖监测预警系统设计与开发的质量 和可靠性，对肉牛健康养殖监控管理平台进行功能测试，利 用LoadRrnrnerll测试软件对肉牛健康养殖监测预警平台 进行性能压力测试。测试结果显示，系统功能完备，实现正 确，人机交互界面友好，平台数据传输正确，页面操作流畅，100万级数据页面响应时间<3s，用户并发数矣1 000次/s，逻辑控制准确，系统稳定性比较可靠，没有发现影响软件性 能及功能的缺陷和限制。
5小结
为促进现代化养殖业发展，统计分析养殖关键环节和 影响因子，促进养殖管理的科学化和信息化，从养殖环境监 控、疫病管理和饲喂监控等方面着手，基于J2EE架构设计 研发了肉牛健康养殖监控管理平台，实现了养殖环境的实 时监控、饲喂信息和疫病信息等信息化管理、养殖过程的视 屏监控、养殖场和牲畜基本信息的录人管理，以及养殖场和牲畜编号的自动生成，为科学养殖决策提供数据依据，为畜牧业养殖管理提供技术基础，从而达到降低生产成本，提高管理效率的目的。
参考文献：
[1] 李奇峰，王文婷，余礼根，等.信息技术在畜禽养殖中的应用进展
□.中国农业信息，2018,30(2): 15—23.
[2] 张伟，何勇，刘飞，等.基于物联网的规模化畜禽养殖环境监控系
统[J].2015(2) :245—248.
[3] 李合飞.智能养殖场管理系统设计与实现[D].天津：天津科技大
学，2017.
[4] 张博.畜牧业养殖管理系统的设计与实现[D].北京：北京交通大
学，2019.
[5]王博仲.基于畜牧业的数字养殖管理系统的研究与实现[D].长
春：吉林大学,2015.
[6]杜昌俸.畜禽养殖舍环境监控系统的研究D].长春：吉林大学，2017.
[7] 郭文川，程寒杰，李瑞明，等.基于无线传感器网络的温室环境信
息监测系统□.农业机械学报，2014(7): 181-185.
责任编辑：李晓瑞实习编辑：周慧
