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成都德杉科技有限公司

NB-IOT在畜牧业中的应用

畜牧业作为农业生产的一大支柱,目前放牧基本原则还是“出牧尽量早,归牧尽量晚”,当牧群逐渐增大后,对于牧群的管理来说非常不便,尤其是牧区非常广袤牧群分散较开,一旦晚上能见度下降后,很容易造成畜牧回栏的时候发生丢失。结合目前畜牧业管理需求,利用GPRS+GPS畜牧定位方案可以解决这种问题,但是随着牛、羊群体规模变大,GPRS通讯基站容量会显得不足,同时电池续航也会存在诸多问题。

一、NB-IOT是什么

NB-IoT的概念:NB-IoT(英文全称:Narrow Band Internet of Things)是物联网领域基于蜂窝的窄带物联网的新兴技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。

NB-IoT具有超低功耗,超低成本,超强覆盖,超大连接特点。

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*来源于《华为NB-IOT网络报告》

二、传统畜牧业管理弊端

人工放牧是最原始和最直接的办法,但是人工放牧会有一些弊端:

1、人工放养需要专人放养,浪费人力;

2、人工放养有安全隐患,有被野生动物袭击的危险;

3、人工放养不善于系统性管理,牧场管理混乱,无法及时预防疾病、无法保证及时繁殖;

随着科技的进步,科学养殖必定会成为未来发展的趋势,利用GPS+GPRS畜牧定位系统可以解决这种问题。

但是牛、羊群个体规模庞大,GPRS通讯基站容量会有不足的情况,电池续航也会存在问题,再者农场都比较偏远,信号覆盖强度也会有问题,可能导致数据无法传输......

三、NB-IoT在畜牧中的硬件神器

硬件方面,基于NB-IoT模组,对于奶牛、牦牛等大型牲畜,有项圈、耳标等相关产品,实现实时监测,定位追踪等相关功能。

在畜牧行业,放牧牛羊的健康状态不容易及时掌握,一旦发病没有及时采取措施,不只是很难治疗,而且可能传染到其他牛羊,造成较大损失。通过开发基于NB-IoT的智能项圈,可以实时采集牛羊的位置信息、行为信息和体征数据,通过这些数据的采集和应用可以实现对牛羊群的监控以避免丢失、疾病的提前预警和及时治疗,以及奶牛的发情监测以提高产奶量,从而推动养殖的精细化管理,减少养殖风险。

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智能耳标是规模化养殖场建设中最重要的部件,没有耳标并不能阻碍养殖场的生产发展,但却使养殖户在智能管理,优化管理猪场的道路上后退一大步。

耳标是牛只标志之一,用于证明牛只身份,承载每一只牛信息的标志,加施于牛耳部。通过电子耳标的识别功能跟踪监控动物从出生→喂养→屠宰→销售→最终消费端的整个过程。

四、NB-IoT在智慧畜牧中的平台软件

圈养型畜牧业的运营难点之一是对畜舍环境的管理。畜舍的环境质量会影响牲畜的健康状况,同时,有毒气体等衍生危险也会直接影响出栏率。通过IoT技术的采集硬件,管理者能够远程监控养殖场的环境数据,包括空气质量、温湿度、有害气体、光照情况等,并通过物联网管理平台或手机App对养殖环境报警进行及时处理。与此同时,利用物联网技术还可以实现对环境设备的远程控制,便于对设备进行管理维护。此外,配套的软件平台将根据用户的需求对相应数据进行分析处理并生成图表报告,便于管理者进行长期规律分析,为牧场的大数据分析奠定基础。

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五、基于NB-IoT的无人管理牧场应用方案

基于NB-IOT的无人管理牧场设计,很大程度上提高了畜牧丢失后进行追踪,降低了放牧人员不必要的劳动力输出,降低牧场畜牧丢失风险。

管理牧场系统功能包括以下几部分:

1)  畜牧实时定位:通过标签将畜牧的实时位置在一定时间间隔进行上传,通过管理系统实时查看畜牧位置信息。

2)  位置快速查找:在管理系统中输入畜牧编号,便可以快速查询到畜牧所在位置及其他信息。

3)  畜牧信息管理:通过管理系统查看畜牧生长信息。

4)  拆卸报警:畜牧佩戴标签具有报警功能,当强行拆卸时便会触发报警,及时将报警地点和畜牧信息进行上传。

5)  围栏报警:当夜晚来临时,有畜牧离开围栏,便会触发围栏设备报警,并上传围栏地点信息。

6)  电量报警:当设备电量低于最低阈值时,便会报警上传到管理平台。

定位终端重要由牧栏定位标签、牧栏入口读卡器、畜牧佩戴标签、数据转发基站组成。

定位标签:标签由GPS定位模块、NB-IOT通信模块、电源管理模块等组成,制作成可以佩戴在动物脖子或者腿上,标签具有防拆卸、破损报警等功能,一旦标签出现问题便会上传报警进行,提醒管理人员及时分析处理。

牧栏入口读卡器:该读卡器由传感器、GPS定位模块、NB-IOT通信模块、电源管理模块、门禁系统等组成,读卡器用来自动判别和记录畜牧出入栏时间,同时非出入栏时间时有出入现象将会触发报警信息。

牧栏定位标签:在畜牧场围栏周围每个几十米会布置一台全向读卡器(牧栏定位标签),读卡器将读取动物标签信息进行位置判定和数据上传,同时当牧场围栏损坏畜牧出去时,读卡标签会将动物信息和当前位置进行上传,告知管理人员及时处理。

六、新技术用于畜牧行业面临的挑战

基于NB-IoT的智慧畜牧,面临着客户认可度不高,设备落地实施难度大,NB信号强度保证难度大等问题,依旧需要进一步完善软件功能,了解业务需求,做出差异化功能。