王开云，黄瑞森，陈永志，张荣波，罗土玉，边　峰（.广东省现代农业装备研究所，广州　50630；　广东省农业机械试验鉴定站，广州　500）

鸡采食和体重自动记录设备软件设计

王开云1，黄瑞森1，陈永志2，张荣波1，罗土玉1，边峰1
（1.广东省现代农业装备研究所，广州510630；2广东省农业机械试验鉴定站，广州510110）

鸡采食和体重自动记录设备软件用于记录大规模群养情况下每只鸡的采食量和体重，根据收集整理采集到的数据，对每只鸡的采食量、体重和料肉比等数据进行总结和排序，为鸡的遗传选育提供分析报告和科学依据。

饲料转化效率，RFID，采食

0　前言

自改革开放以来，经过30多年的发展，我国肉鸡产业逐步从传统饲养模式转向规模化、集约化、现代化的养殖模式［1］。据初步测算，2014年我国肉鸡出栏量约为87.9亿只，鸡肉产量1 485万t，仅次于美国，为世界第二大肉鸡生产国。肉鸡产业已成为我国农业和农村经济中的支柱产业，促进了我国肉类消费结构的进一步优化，为满足市场需求和农民增收发挥了重要作用［2］。

随着我国养殖业发展规模的不断壮大和饲养模式的转变，饲料消耗量日益增长，总量不断增加，目前对饲料的需求已是口粮的2倍，大量饲料原料需要进口；2014年我国粮食进口总量达到 1亿 t，其中主要作为饲料原料的大豆进口达到7 140万t，对国外的依存度持续攀升，未来饲料粮的安全将成为我国粮食安全的主要问题［3］。

对饲料粮的进口需求不断增大也导致饲料成本不断增加。在肉鸡饲养过程中，饲料成本占到养殖成本的70%左右［4］，肉鸡的料肉比直接关系着养殖企业和养殖户的生产成本和经营效益。因此，将优质的饲料充分转化为肉鸡的增重，即提高饲料的转化效率，降低料肉比是极为重要的。目前大多数养鸡公司主要是通过调整饲料配方以达到提高饲料转化效率的目的，而在育种方面主要针对生长速度、外观等性状，几乎没有按饲料的转化效率进行选育［5］。

在此背景下，我们研制了鸡采食和体重自动记录设备（简称测定站），其应用了计算机技术、信息通讯技术以及机电一体化技术等，解决了鸡在群体饲养情况下个体鸡只身份的自动识别，每日采食量和体重的自动连续秤取等问题，实现了对鸡生长全过程采食和体重数据的自动采集。

1　鸡采食和体重自动记录设备软件设计

在群体饲养情况下，一个测定站可以测定15～20只鸡，多个测定站并排放在一起可以同时测定几百只鸡。在100只鸡群体饲养、自由采食的情况下，每天的采食和体重数据就有1 000多条，连续多天和多批次测定的话，数据将变得相当庞大。鸡采食和体重自动记录设备软件，可以及时收集整理采集到的数据，并据此对个体采食量、日增重和料肉比进行总结和排序，实现育种的无纸化记录，保证数据的准确性和时效性，为鸡的遗传选育提供分析报告和科学依据。

鸡采食和体重自动记录设备软件包括监测控制器主控软件和PC上位机用户测定信息管理软件的设计。

1.1监测控制器主控软件

监测控制器主控软件要实现的功能包括：监控管理，总线控制及地址分配，建立与 PC上位机、电子秤、RFID的通讯，送料马达的驱动及管理等。监测控制器主控软件设计应尽可能简单，可靠性高，按照模块化的设计分为信息接收模块和信息发送模块两个部分。信息接收模块分为读卡器中断接收程序、PC上位机中断接收程序及电子秤采集信息中断接收程序，其中读卡器中断接收程序用于接收鸡只电子标签信息，PC上位机中断接收程序用于接收上位机发送的命令，电子秤采集信息中断接收程序用于接收电子秤采集的称重信息；信息发送模块主要是测定站接收到PC上位机发送的命令后，从信息存储模块读取存储的访问记录或者故障信息，并将其发送回PC上位机。

监测控制器主流程见图1。当监测控制器监测到鸡只进入测定站时，读取鸡只佩戴的电子标签信息，如果只是进入一下马上离开，没有采食，则系统不记录；如果鸡只采食了饲料，则读取并记录鸡只进入和离开测定站的时间、采食前后料槽饲料的质量（即鸡的采食量）、鸡的体重，当保存完这些采食相关的访问记录后，计算剩余的饲料量，如果小于系统的设定值，则驱动电机转动下料，并记录下料后的饲料质量，以此饲料质量作为下次计算的初始量，此时一次完整的循环结束，等待下只鸡的采食。

图1　监测控制器主流程

1.2PC上位机用户测定信息管理软件

用户测定信息管理软件是鸡采食和体重自动记录设备的重要组成部分，接收来自监测控制器采集的鸡采食时间、采食量、体重、错误日志等数据，软件以visual studio 2010为开发工具，C++为软件开发语言，并通过后台数据库SQL Server管理。

通过实际调查分析，了解养鸡场在实际饲养过程中需要哪些信息，然后分析程序设计的可行性，采用模块化程序设计模式，使得软件具有良好的可维护性及扩展性。软件程序具体由主控程序和若干功能模块组成，功能包括：建立数据库、建立有关采食活动、饲料消耗量、增重、生长速度、料肉比等的数学模型，接收监测控制器发送来的数据形成数据文件，采用数据库技术和所建立的鸡测定的数学模型，对数据文件进行处理，将结果以图或表等形式显示。软件总体结构如图2所示。

1.2.1主控程序

主控程序全面负责其他模块的调用，对全面运行状态进行管理，软件界面如图3所示。

1.2.2硬件通信

图2　用户测定信息管理软件总体结构

图3　用户测定信息管理软件界面

硬件通信模块包括通信配置、现场诊断、测定站状况、监控测定站、测定站设置及传送数据六个功能子模块。

通信配置用于设置上位PC机通信端口，以便监测控制器采集的数据能够传送到上位PC机。一般默认为COM1端口，打开软件后COM1端口为启用状态，点击修改可以关闭；现场诊断可以查看各个测定站的通信状态、当前正在发生的事件、喂料状态、报警状态；测定站状况可以显示各个测定站的连接情况，以及时间是否与系统一致；监控测定站对所有测定站通信连接状况进行循环性监测，是对各个测定站内是否有鸡采食的一种实时监控，同时也能反映各测定站的通讯正常与否；测定站设置用于设定测定站站号、料槽最小余料及喂料频率等；传送数据是把全部或部分测定站的监测控制器所记录贮存的测定鸡采食量和体重等事件数据传送到主电脑。

1.2.3当前任务

用于识别鸡只的电子标签掉了后，会产生无对应电子标签的采食事件，也就无法确认是哪只鸡采食了饲料，我们称之为“零耳标事件”。当前任务模块可以根据所掉的电子标签，将对应的“零耳标事件”归到此电子标签上。

1.2.4报告查询

该功能模块是用户测定信息管理软件的核心，主要查询、显示和汇总各种相关的数据、报表和图形，各种报告都可以以报表或图表的形式打印出来，供用户直观分析或浏览，是供用户对种鸡选择淘汰的重要依据。本功能模块包括种禽生长类总报告、数据汇总报告、事件数据及种禽日生长性能报告。现以电子标签尾号为2334的鸡只测定结果为例，说明各功能模块作用。

表1　2334号鸡生长性能测定汇总表

表1是通过种禽生长类总报告功能模块得出的2334号鸡的生长性能测定汇总表，记录了有关的数据，如开始体重和测定结束时的体重、测定时间、采食次数、采食时间等，以及计算出的平均日增重、日均采食量、料肉比等。数据汇总报告可以得出2334号鸡生长曲线图，见图4。事件数据是各种报告的基本信息来源，记录了所有进入测定站鸡只的采食情况和体重情况。例如2334号鸡进入测定站采食了，就会产生一条事件数据，包括它进入采食的时间、退出时间、采食量、体重等。种禽日生长性能报告可以得出鸡每天的采食量、体重、采食次数及采食时间等数据。

1.2.5日志文件

日志文件功能模块包括喂料日志、状态日志、错误日志。当料槽剩余量低于系统设定值时，送料马达开始转动送料，喂料日志可以记录送料的数据；状态日志可以记录软件更新后的软件版本号以及更新的时间；错误日志针对测定站运转过程中产生的异常情况进行记录，如通讯发生状况、停电、送料马达异常等。

1.2.6数据处理

数据处理程序可以导出每日数据或事件数据到文件，可以进行数据的备份和恢复，删除数据和对数据重新类总等。

2　结论

在研制成功鸡采食和体重自动记录设备硬件基础上，进一步设计了鸡采食和体重自动记录设备软件。经过调试分析和现场长时间测试，设备运行稳定，软件所获数据真实可靠，完全了满足了鸡选育的生产要求，而且设备简单易用，鸡场的育种人员经过简单培训，即可轻松使用。

本设备的研制成功，不仅可以大大加快鸡场工作人员对鸡饲料转化效率测定的速度，减轻劳动强度，且随着产品的大力推广，可以预见其将带来极大的经济效益。按照《全国肉鸡遗传改良计划（2014-2025年》中所指出的，快长型黄羽肉鸡新品种饲料转化效率改善5%，即料肉比降低0.05个百分点；培育白羽肉鸡新品种，料肉比要达到1.70∶1以下。2014年我国肉鸡出栏量约为87.9亿只，肉鸡料消耗超4 000万t，按饲料3 000元 /t，则在饲料转化效率改善5%的情况下，我国每年出栏的肉鸡少消耗饲料就超200万t，每年饲料费用可以节省60多亿元。

本设备属国内原创，在国外目前也未见有成功研制的报道。它实现了在大规模群养鸡只的情况下真实准确地测定每一只鸡的饲料转化效率，从而增加选育效率和提高选育水平，并培育出优良品种，对于我国鸡育种水平的提高以及养鸡事业的发展都具有重要的意义。

图4　2334号鸡生长曲线图

［1］苏磊.我国白羽肉鸡产业特点及发展思路［J］.中国禽业导刊，2015（13）：34-35.

［2］辛翔飞，刘春芳，王济民.我国肉鸡产业发展现状、问题与对策［J］.中国家禽，2011，33（4）：6-9.

［3］谷悦.农业走出去借力“一带一路”或催生7500亿海外投资市场［J］.中国食品，2015（13）：102-103.

［4］俞晖.怎样降低肉鸡生产中的饲料浪费［J］.黑龙江畜牧兽医，2000（2）.

［5］鲁生霞，张德祥，叶京年，等.土鸡饲料转化率测定研究［J］.养禽与禽病防治，2011（1）：5-8.

The Software Design of Feed Intake and Live Weight Recording System for Chincken

Wang Kaiyun1，Huang Ruisen1，Chen Yongzhi2，Zhang Rongbo1，Luo Tuyu1，Bian Feng1
（1.Guangdong Institute of Modern Agricultural Equipment，Guangzhou 510630，China；2.Guangdong Agricultural Machinery Appraisal Testing Institute，Guangzhou 510110，China）

The software of feed intake and live weight recording system was designed to enable the continuous recording of feed intake and live weight for a large numbers of chicken over long periods under group-housing conditions.The raw data was analysed，sorted and summarizd，The results could provide a scientific basis for feed efficiency breeding of chicken.

feed efficiency，RFID，feed intake

国家科技支撑计划子项目（2014BAD08B08-2）；2012年度省级现代农业科技提升专项资金（2130106）

王开云（1980—），男，汉族，博士。主要从事现代畜牧养殖机械设备的研究。