畜禽物联网理论、技术及应用PPT 第8章 物联网与畜禽疫病防控

物联网与畜禽疫病防控第8章8.1我国动物疫情信息化监管体系建设情况 8.2物联网畜禽疫病防控8.2.1畜禽疾病监测 8.2.2畜禽疾病诊断 8.2.3畜禽疾病防控决策 8.2.4畜禽疾病防治远程服务平台

8.1我国动物疫情信息化监管体系建设情况我国正逐步建立畜禽兽医信息化系统，强化基层动物防疫、加强信息监管和完善应急处置。具体措施包括：（1）明确规定基层动物防疫体系，将疫苗免疫、扑杀等纳入财政补贴范围；（2）建设信息化监管体系，规范管理畜禽业信息和产品溯源，加强国家动物疫病防治信息系统，提高监测预警准确性；（3）建设应急处置体系，储备防疫物资，建设无害化处理场，进行有针对性的培训和演练。8.2物联网畜禽疫病防控物联网的应用使畜禽疾病防控的信息化水平明显提高，传感、个体识别、大数据、云计算、人工智能等技术，有助于解决掣肘畜禽业发展的疾病问题，为畜禽疾病防控提供有力支撑。物联网在畜禽疾病防控方面的应用主要体现在畜禽疾病监测、诊断和防控决策三个方面。8.2.1畜禽疾病监测畜禽感染疾病时，其体温、呼吸、脉搏、行为等会产生变化，这些变化可以直观反映畜禽的健康状况。借助生物传感、热红外遥感、射频识别、视频监控、图像处理等技术，监测畜禽的生理指标和行为动作，在此基础上可以预测畜禽可能发生的疾病，找出异常畜禽，及时预警。畜禽疾病监测系统原理图如图8-1所示。图8-1畜禽疾病监测系统原理图8.2物联网畜禽疫病防控以畜禽体温检测为例，可使用温度传感器和红外热成像技术。温度传感器放置在畜禽耳道边缘，通过有线或无线方式将温度信息传输至畜禽疾病监测云平台，最终在大屏、PC端或移动端上显示。与畜禽呼吸、脉搏相关的数据同样可使用相应的传感器，并通过相同路径传输。红外热成像技术实现了非接触体温测量，在生理和病理方面有广泛应用。该技术通过将物体辐射的电磁波信号转换成可见的温度图像，深浅不同的红外热像表示物体体表温度的高低。在畜禽业中，红外热成像技术可识别畜体表不同区域的温度，分析热应激反应，了解温度状态与生长环境的关系，为提升动物福利提供依据。为检测畜禽体温，通常采用高热敏度、高精度的红外热像仪。红外热像仪由检测装置、控制装置和图像处理系统组成，主体包括红外摄像头和处理器。该仪器将物体发射的红外信号转换成电信号，通过处理后在显示器上呈现可见图像。由于检测受多种因素干扰，应尽量排除外界因素，以获取准确的畜禽温度分布图像。图8-2红外热像仪原理图8.2物联网畜禽疫病防控而要实现对畜禽体温的自动采集和记录，则还需要实现数据通信、远程控制等功能，功能实现原理如图8-2所示。畜禽体温自动采集由红外热像仪、红外图像采集控制模块、远程自动控制模块、畜禽体温监测平台交互实现。畜禽体温监测平台是人机交互平台，用户可以预设自动采集畜禽红外图像的时间、频率，也可以根据实际情况在平台上控制设备采集所需图像。畜禽监测平台向远程自动控制模块发送指令，远程自动控制模块收到指令后调动红外图像采集控制模块，控制红外热像仪完成对红外图像的采集。图8-3畜禽体温自动采集原理图8.2物联网畜禽疫病防控将红外热成像技术应用于畜禽体温检测，还能够识别一定程度的炎症，数据获取速度快，非接触式检测有效避免了动物可能产生的应激反应。综合运用红外热像仪、监控摄像头、RFID标签，结合图像识别和机器学习算法，可以在检测畜禽体温的同时识别异常畜禽。当畜禽生理指标出现异常时，其外在行为也会与平常有所不同，畜禽行为主要有采食、饮水、排泄、发情等，其中采食和饮水行为可以较为直观地反映畜禽的健康状况。用监控设备获取畜禽行为画面后，运用图像处理技术提取相关特征信息进行分析，结合目标检测算法和图像识别算法，也能够检测畜禽行动状态，辨别异常情况。8.2.2畜禽疾病诊断物联网畜禽疾病诊断主要通过数据比对、图像识别、专家远程诊断来实现，畜禽疾病诊断系统原理图如图8-4所示。图8-4畜禽疫病诊断系统原理图8.2物联网畜禽疫病防控建立畜禽疾病数据库并实时比对是有效的疾病分析方式。数据库包括畜禽疾病防控部门和专家诊断的相关数据，专业知识、验证过的数据得到分享和同步更新；新型疾病验证后也纳入数据库。数据库不断更新，处理判定算法改进以确保准确性，数据库可自动识别相似疾病。通过数据总结构建关系模型，了解发病机制，有助于及时预警。图像识别技术关键，提取监测图像特征与数据库比对可识别疾病，若数据库无匹配，则需另行诊断。专家咨询系统常用于在线交流，专家进行远程诊断并通过系统反馈或在线交流提供防治指导，结果更新数据库实现自动识别。物联网系统普及使养殖人员通过PC端或手机用户端获取疾病情况，提高防治效率，但需注意信息采集不全面等问题，建议与人工现场诊断结合以提高准确率。8.2物联网畜禽疫病防控8.2.3畜禽疾病防控决策

畜禽疾病防控决策是减轻危害的关键环节。引入物联网应用可强化决策机制，提高防控速度。发达国家早已建立了紧急动物疾病控制系统，我国也建立了全国动物疾病防控云平台。物联网在畜禽疾病防控决策中有重要意义，通过传感器和无线网络解决信息滞后、不准确的问题。大数据分析、GIS技术等帮助实时显示病情爆发地点，进行空间分析与建模。建立网络与GIS的应急指挥平台有助于获取关键信息，及时控制病情蔓延。当前我国畜禽疾病防控信息化已有亮点，但应进一步拓展物联网覆盖、提高数据采集真实性和时效性，深化数据管理方法，构建智能防控决策系统。8.2物联网畜禽疫病防控8.2.4畜禽疾病防治远程服务平台畜禽疾病防治远程服务平台是畜禽疾病防治的信息化支持工具。建立该平台可缩短从疾病发现到防治措施采取的时间差，避免延误最佳防治时机。在统一数据交互标准下，为畜禽养殖提供实时养殖及疾病数据上传，形成资源库，挖掘数据利用价值，提高疾病防治效率。

图8-5畜禽疾病防治远程服务平台功能结构图

养殖户和专家是平台的两个关键角色，养殖户通过平台展示数据，专家进行疾病诊断和提供建议。通过移动互联技术开发畜禽疾病防治APP，包括养殖用户端和专家端，同步平台上的数据，实现远程防治功能，使疾病防治更便捷。8.2物联网畜禽疫病防控1）畜禽养殖用户端畜禽养殖用户端供畜禽养殖户使用。养殖户通过APP可以获取畜禽业最新资讯；发布或解答畜禽养殖相关问题，与其他养殖户进行交流，分享养殖经验；上传与畜禽养殖和畜禽疾病诊断相关的数据；与专家进行在线交流，向专家寻求养殖指导、疾病诊断等方面的支持。畜禽养殖用户端首页如图8-6所示。

图8-6畜禽养殖用户端首页8.2物联网畜禽疫病防控（1）畜禽业资讯。平台不定期更新发布与畜禽业产业链上各环节相关的最新资讯，如畜禽品种、养殖技术、疾病防控、畜产品市场变动、行情价格、畜禽业政策法规等方面的信息。养殖户使用APP实时了解畜禽行业发展情况，可以据此对内部畜禽生产经营管理进行调整。“畜禽业资讯”界面如图8-7所示。

图8-7“畜禽业资讯”界面8.2物联网畜禽疫病防控（2）疑难问答。以APP作为在线交流的平台，畜禽养殖户可以提出养殖过程中遇到的生产资料采购、养殖技术应用、畜禽免疫、畜禽销售等多方面的问题，或者解答他人疑问，分享畜禽生产经验。“疑难问答”界面如图8-8所示。

图8-8“疑难问答”界面8.2物联网畜禽疫病防控（3）上传疾病数据。当畜禽生长异常或疑似染病时，养殖户可以通过APP向专家寻求帮助，在此之前，养殖户需要将养殖过程中采集的数据、图片、视频等信息上传至APP平台，为专家提供诊断依据。“数据上传”界面如图8-9所示。图8-9“数据上传”界面8.2物联网畜禽疫病防控（4）疾病诊断