猪舍环境和生猪行为信息管理系统设计
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时间：2017-08-29
1 系统需求与功能
1.1 性能需求
系统主要实现猪舍环境和生猪行为信息的录入、更新和查询等，因此数据必须具有高度完整性和准确性，就要求系统具有高安全性、可维护性、可靠性及灵活性；其次，系统要具有良好的交互性，界面力求简洁友好，便于操作。
1.2 功能需求
本系统当前阶段主要实现功能如下：
普通用戶可以修改自己的密码，查看温度、湿度、空气指标信息，同时也可以使用数据比对模块。管理员拥有比普通用户更高的权限，除了普通用户拥有的功能之外，还可以添加用户，更改阈值，添加或者删除猪舍信息。
1.2.1系统管理模块。该模块主语负责赋予普通用户和管理员不同的权限。普通访客只可以简单浏览和查询数据，管理员还可以添加和删除数据，例如设置和更改相关阈值。
1.2.2数据比对功能。该功能实现将猪舍环境信息和生猪行为信息同数据库中的数据进行比对，比对出可能原因。例如，当猪饮水变少，步态不稳的时候，对比数据，发现可能是急性肠炎。
1.2.3信息管理功能。该功能实现对于猪舍环境信息，例如温度、湿度、空气质量相关信息和生猪行为信息，例如猪的饮食状况等进行管理。
1.2.4报警功能。对于猪舍环境信息中的异常数据，例如温度过高、湿度过高、CO浓度过高或者生猪的异常行为提示管理员注意，并且提供解决方案。
以上模块的功能结构如图1所示。
2 数据表设计
根据本系统的功能要求，根据猪的行为信息、空气指标信息、猪舍种类信息、猪舍环境信息、防治措施信息、温湿度信息、用户信息分为七个表。
如表1所示，以猪的行为信息表为例，该表主要用来记录生猪的异常行为。
其他数据表还包括：
空气指标信息表：主要存放不同猪舍中各类空气中的指标信息，包括硫化氢、二氧化硫、粉尘、细菌总数等。
猪舍种类信息表：主要是用来记录猪舍的种类。
猪舍环境信息表，主要用来记录猪舍的环境信息。
防治措施信息表主要用来记录当生猪出现异常行为或者猪舍环境出现异常值的时候，推荐的解决方法。
温湿度信息表主要用于记录不同猪舍的温湿度情况，包括猪舍内的温度舒适范围、湿度舒适范围等。
用户信息表主要是用来存储用户相关的信息，主要包括用户名、密码、真名、手机号等。
3 系统实现
以环境温湿度管理模块和数据比对预警模块为例，介绍系统的实现方法和过程。
3.1 环境温湿度管理模块
如图2所示，为温湿度管理模块主界面，主要是现实温湿度的相关信息，根据不同的猪舍情况来指定不同的温湿度指标，例如种公猪舍和保育猪舍在温度舒适范围、湿度舒适范围、温湿度高临界、温湿度低临界都有些许的不同。通过该模块功能的实现，可以大大提高在养殖过程中的效率，使养殖生产更加的具有针对性，将产能最优化最大化。同样，系统中的删除这类高危操作依然设置了提醒，当要添加信息的时候，有一项没填的话，依然会根据设置好的id依次提醒用户，例如，如果设置的时候，只填写了温湿度舒适范围没有填写其他变量，系统只会提醒管理员温度高临界不能为空，其余为空不做提示。
3.2 数据比对预警模块
该功能是该系统的关键所在，目标是将系统检测到的所有信息，包括之前的温湿度信息、空气指标信息等同生猪的异常行为联系起来，然后同数据库中的数进行对比，进而得出可能的结果，并把该结果反馈给用户。当用户使用的时候需要手动选择当时情况，模拟系统监测到的数据，选好之后点击确定按钮，就可以显示可能的原因和可以选择的防治措施，如果该功能足够强大，就算是对养猪知之甚少的人，也可以把养猪行业做的很好。
数据比对模块主要就是通过确定按钮触发读取数据库的行为，这些数据早已经写入数据库，当点击确实，实际就是读取数据库的操作。如图3所示，例如当监测到温度大于35度，和监测到猪的行为是大量猪来回踱步，当点击确定之后即可得到解答。
4 结论与展望
（1）系统实现了猪舍环境和生猪行为信息分析，具有强大的数据处理、统计功能，人机界面友好，操作简单，交互性强。随着信息化技术和规模养殖业的发展，系统的功能和性能还需进一步扩充和提升，以便更有效地发挥信息管理系统的优势，提高工作效率。
（2）将传感技术和自动化技术与该系统结合起来，形成基于物联网的生猪养殖，将为养猪企业节约大量的人力，实现生猪养殖的智能化、自动化，为养殖企业带来巨大经济效益。
[参考文献]
[1] 何东健，张海亮，宁纪锋，等.农业自动化领域中计算机视觉技术的应用[J].农业工程学报，2002（2）.
[2] 朱伟兴，浦雪峰，李新城，等.基于行为监测的疑似病猪自动化识别系统[J].农业工程学报，2010（01）.
[3] 李文刚，隋超.猪场数据的自动化管理与数字化养猪技术[J].山西饲料，2013（01）.
[4] 徐利.自动化生猪饲养管理系统的设计与实现 [D].南京理工大学，2013.
[5] 郑丽敏.生猪养殖的物联网研发[J].中国农村科技，2015（07）.
1.1 性能需求
系统主要实现猪舍环境和生猪行为信息的录入、更新和查询等，因此数据必须具有高度完整性和准确性，就要求系统具有高安全性、可维护性、可靠性及灵活性；其次，系统要具有良好的交互性，界面力求简洁友好，便于操作。
1.2 功能需求
本系统当前阶段主要实现功能如下：
普通用戶可以修改自己的密码，查看温度、湿度、空气指标信息，同时也可以使用数据比对模块。管理员拥有比普通用户更高的权限，除了普通用户拥有的功能之外，还可以添加用户，更改阈值，添加或者删除猪舍信息。
1.2.1系统管理模块。该模块主语负责赋予普通用户和管理员不同的权限。普通访客只可以简单浏览和查询数据，管理员还可以添加和删除数据，例如设置和更改相关阈值。
1.2.2数据比对功能。该功能实现将猪舍环境信息和生猪行为信息同数据库中的数据进行比对，比对出可能原因。例如，当猪饮水变少，步态不稳的时候，对比数据，发现可能是急性肠炎。
1.2.3信息管理功能。该功能实现对于猪舍环境信息，例如温度、湿度、空气质量相关信息和生猪行为信息，例如猪的饮食状况等进行管理。
1.2.4报警功能。对于猪舍环境信息中的异常数据，例如温度过高、湿度过高、CO浓度过高或者生猪的异常行为提示管理员注意，并且提供解决方案。
以上模块的功能结构如图1所示。
2 数据表设计
根据本系统的功能要求，根据猪的行为信息、空气指标信息、猪舍种类信息、猪舍环境信息、防治措施信息、温湿度信息、用户信息分为七个表。
如表1所示，以猪的行为信息表为例，该表主要用来记录生猪的异常行为。
其他数据表还包括：
空气指标信息表：主要存放不同猪舍中各类空气中的指标信息，包括硫化氢、二氧化硫、粉尘、细菌总数等。
猪舍种类信息表：主要是用来记录猪舍的种类。
猪舍环境信息表，主要用来记录猪舍的环境信息。
防治措施信息表主要用来记录当生猪出现异常行为或者猪舍环境出现异常值的时候，推荐的解决方法。
温湿度信息表主要用于记录不同猪舍的温湿度情况，包括猪舍内的温度舒适范围、湿度舒适范围等。
用户信息表主要是用来存储用户相关的信息，主要包括用户名、密码、真名、手机号等。
3 系统实现
以环境温湿度管理模块和数据比对预警模块为例，介绍系统的实现方法和过程。
3.1 环境温湿度管理模块
如图2所示，为温湿度管理模块主界面，主要是现实温湿度的相关信息，根据不同的猪舍情况来指定不同的温湿度指标，例如种公猪舍和保育猪舍在温度舒适范围、湿度舒适范围、温湿度高临界、温湿度低临界都有些许的不同。通过该模块功能的实现，可以大大提高在养殖过程中的效率，使养殖生产更加的具有针对性，将产能最优化最大化。同样，系统中的删除这类高危操作依然设置了提醒，当要添加信息的时候，有一项没填的话，依然会根据设置好的id依次提醒用户，例如，如果设置的时候，只填写了温湿度舒适范围没有填写其他变量，系统只会提醒管理员温度高临界不能为空，其余为空不做提示。
3.2 数据比对预警模块
该功能是该系统的关键所在，目标是将系统检测到的所有信息，包括之前的温湿度信息、空气指标信息等同生猪的异常行为联系起来，然后同数据库中的数进行对比，进而得出可能的结果，并把该结果反馈给用户。当用户使用的时候需要手动选择当时情况，模拟系统监测到的数据，选好之后点击确定按钮，就可以显示可能的原因和可以选择的防治措施，如果该功能足够强大，就算是对养猪知之甚少的人，也可以把养猪行业做的很好。
数据比对模块主要就是通过确定按钮触发读取数据库的行为，这些数据早已经写入数据库，当点击确实，实际就是读取数据库的操作。如图3所示，例如当监测到温度大于35度，和监测到猪的行为是大量猪来回踱步，当点击确定之后即可得到解答。
4 结论与展望
（1）系统实现了猪舍环境和生猪行为信息分析，具有强大的数据处理、统计功能，人机界面友好，操作简单，交互性强。随着信息化技术和规模养殖业的发展，系统的功能和性能还需进一步扩充和提升，以便更有效地发挥信息管理系统的优势，提高工作效率。
（2）将传感技术和自动化技术与该系统结合起来，形成基于物联网的生猪养殖，将为养猪企业节约大量的人力，实现生猪养殖的智能化、自动化，为养殖企业带来巨大经济效益。
[参考文献]
[1] 何东健，张海亮，宁纪锋，等.农业自动化领域中计算机视觉技术的应用[J].农业工程学报，2002（2）.
[2] 朱伟兴，浦雪峰，李新城，等.基于行为监测的疑似病猪自动化识别系统[J].农业工程学报，2010（01）.
[3] 李文刚，隋超.猪场数据的自动化管理与数字化养猪技术[J].山西饲料，2013（01）.
[4] 徐利.自动化生猪饲养管理系统的设计与实现 [D].南京理工大学，2013.
[5] 郑丽敏.生猪养殖的物联网研发[J].中国农村科技，2015（07）.
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