NB-IoT奶牛发情监测解决方案白皮书（2018版）.pdf

发布时间：2022-06-03 发布人：admin 分类：说明书资料大小：2.94M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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NB-IoT 奶牛发情监测解决方案白皮书 2018 年 10 月

目录目录 ....................................................................................................................................... 2 1 序言 ................................................................................................................................... 4 1.1 行业背景 ........................................................................................................................................ 4 1.2 畜牧业养殖行业背景 .................................................................................................................... 5 1.2.1 奶牛发情鉴定 ..................................................................................................................... 5 1.2.2 反刍与奶牛的健康及发情的关系 ..................................................................................... 5 1.2.3 奶牛躺卧休息与发情、产奶量、跛行、分娩的关系 ..................................................... 6 1.3 奶业行业背景 ................................................................................................................................ 8 2 奶牛养殖行业的主要矛盾和痛点 ......................................................................................... 10 2.1 奶牛养殖普遍存在的痛点问题 .................................................................................................. 10 2.1.1 奶牛发情监测方法落后 ................................................................................................... 10 2.1.2 奶牛良种化程度低 ........................................................................................................... 10 2.1.3 健康状况差、繁殖率低 ................................................................................................... 10 2.1.4 信息化管理缺失，政府部门等无从监管 ....................................................................... 10 2.2 传统奶牛监控设备存在的问题 .................................................................................................. 11 2.2.1 系统部署复杂 ................................................................................................................... 11 2.2.2 网络覆盖面临困境 ........................................................................................................... 11 2.2.3 售后困难........................................................................................................................... 11 3 当 NB-IoT 遇上智慧畜牧 .................................................................................................. 12 3.1 NB-IoT 五大亮点 ........................................................................................................................ 12

3.2 NB-IoT 在智慧畜牧的优势 ........................................................................................................ 12 3.3 NB-IoT 在奶牛行为监控的优势 ................................................................................................ 13 3.4 IoT 平台........................................................................................................................................ 13 4 NB-IoT 奶牛发情监测解决方案 .......................................................................................... 14 4.1 奶牛发情监测整体解决方案 ...................................................................................................... 14 4.2 UCOWS 奶牛活动量采集器....................................................................................................... 15 4.3 小牧童奶牛发情监测云平台 ...................................................................................................... 17 4.3.1 软件整体结构 ................................................................................................................... 17 4.3.2 PC 端小牧童发情监测系统 ............................................................................................. 18 4.3.3 小牧童手机 APP .............................................................................................................. 26 4.3.4 小牧童微信小程序 ........................................................................................................... 26 5 解决方案整体价值 ............................................................................................................. 28 5.1 经济效益 ...................................................................................................................................... 28 5.2 社会效益 ...................................................................................................................................... 28 5.3 缓解季节性错配带来的价值估算 .............................................................................................. 29 5.4 帮助奶农降本增效的价值空间 .................................................................................................. 29 6 NB-IoT 发情监测商业模式................................................................................................. 30 6.1 运行商合作 .................................................................................................................................. 30 6.2 银行资产管理 .............................................................................................................................. 30 6.3 政府精准扶贫 .............................................................................................................................. 30 7 商业实践 .......................................................................................................................... 31 附录 A ................................................................................................................................. 34

1 序言 1.1 行业背景我国是一个人口大国，也是农业大国，尤其是奶牛养殖在整个农业中占有非常高的比例。在奶牛养殖的过程中，面临着企业生产管理水平低、政府监管薄弱、环境污染、行业数据资源分散等问题，阻碍了现代奶牛养殖业的快速发展。牧场要想获得最大的经济收益，首先是要获得更多健康的怀孕牛只，只有这样，才能源源不断的产生新鲜的牛奶。而获得更多的怀孕牛就是要一方面提高发情检出率，另一方面提高配种受胎率。另外，差的发情检测率和差的配种受胎率导致低的怀孕率，低的怀孕率导致牛场产犊周期的延长、受胎所需的配种次数的增加、牛的终身产奶量的减少、最终牛场的收益减少。利用基于NB-IoT奶牛发情监测系统可以实时采集奶牛活动量、反刍信息、躺卧休息信息，并定时上传至云平台，通过云平台的大数据分析可以快速及时的判断出发情期的奶牛，提高奶牛发情揭发率，用户根据揭发的发情时间，方便决定最佳的配种时间，提高发情期奶牛的受胎率，进而降低奶牛的空怀率。根据反刍和躺卧休息还可以有效监控奶牛的监控状况，实现用户利益的最大化。因此，银川奥特信息技术股份公司与华为技术有限公司联合，共同发布《NB-IoT奶牛发情监测解决方案白皮书（2018版）》，全面分析传统奶牛养殖行业的痛点及NB-IoT奶牛发情监测的优势，从云、管、端协同发展等方面总结了NB-IoT奶牛发情监测应用方案，并依次展望整个智慧畜牧业的发展趋势。随着智慧畜牧的发展，物联网、云计算、大数据等新技术的广泛应用，基于NB-IoT奶牛发情监测将成为智慧畜牧信息化水平的标志之一，将推动行业创新，提升中国养殖行业信息化发展的水平，增进民生福祉，提升社会价值。

1.2 畜牧业养殖行业背景 1.2.1 奶牛发情鉴定发情鉴定是奶牛繁殖工作中一项重要的技术环节，通过发情鉴定，可以判断奶牛的发情阶段，预测排卵时间，以便确定配种适期，及时进行配种。还可发现奶牛的发情是否正常，以便发现问题及时解决。奶牛的初情期：奶牛的初情期是母牛出现第一次发情和排卵的年龄，它与奶牛的品种、营养状况和气候等因素有关。荷斯坦品种牛的初情期一般在8-12月龄之间。奶牛的性成熟：性成熟是母牛达到一定年龄，生殖器官已发育完全，具备了繁殖能力的时期；但此时身体生长发育尚未完全，故一般不宜配种；一般母牛的性成熟时间为10-14月龄。产后发情：通常产后第一次发情时间为30-45天；一般奶牛产后生理功能的完全恢复需要40- 60天。对高产母牛和分娩时难产的母牛则需要更长恢复期。母牛的发情持续期一般为10-24小时，平均为18小时排卵时间。母牛通常在发情结束后6-8小时排卵，一般都为单侧排卵。母牛出现初情期后除妊娠及分娩后28天内之外正常母牛均会周期性的出现发情。荷斯坦牛的发情周期平均为21天（18-24天），但也有个体差异，育成牛平均为17-18天，而年老体弱的母牛则可能长达23-24天。 1.2.2 反刍与奶牛的健康及发情的关系反刍是奶牛的一种生理行为，是奶牛采食消化过程中的一个必不可少的一个环节，反刍动物采食一般比较匆忙，特别是粗饲料，大部分未经充分咀嚼就吞咽进入瘤胃，经过瘤胃浸泡和软化一段时间后，食物经逆呕重新回到口腔，经过再咀嚼，再次混入唾液并再吞咽进入瘤胃的过程。

反刍与奶牛的健康及牧场的管理直接相关，测定和监测奶牛的反刍在牧场是一个繁琐和复杂的日常工作，通常只能依靠眼睛观察和计时来完成，奶牛反刍监测实际应用主要包括饲喂管理、疗效评估、发情预警和产后健康监控等。在日常生产中，奶牛反刍活动突然降低可能说明该奶牛没有食欲、吃太多精料(每千克有效纤维)、发情或生病；食欲降低时间加长，则可能有亚临床酮血病或酸毒症的迹象。反刍水平第一次下降结果显示，奶牛可能出现了健康问题(被诊断为患有乳腺炎)，给予治疗后反刍水平未恢复至正常值，应再次给予治疗。另外，在产犊后，奶牛反刍活动应慢慢恢复至正常反刍水平，若产犊5天后，反刍水平出现明显下降，则被诊断患有酮血病。从分娩到泌乳期间，监测反刍可及早发现病奶牛并给予及时性治疗。 1.2.3 奶牛躺卧休息与发情、产奶量、跛行、分娩的关系健康的奶牛才能高产，舒适的奶牛才会更健康，奶牛的躺卧休息时间直接关系到奶牛的舒适度。如何能够远程监控奶牛的躺卧休息时间，及时对卧床、牛棚环境做出调整就显得尤为重要。增加躺卧休息时间在增加产奶量的同时也会大幅度减小跛行的发病率。奶牛发情时兴奋，直观表现就是活动量增加，同时对应的休息时间减少，所以休息时间和发情直接关联。王艳明博士在“奶牛舒适度之躺卧区域管理”（荷斯坦奶农俱乐部网站提供）中提到，奶牛每增加一个小时的躺卧时间，产量增加1.7公斤。根据他本人实际评估牧场的经验来讲，对于小牧场或者管理比较差、舒适度比较差的牧场，奶牛躺卧1个小时甚至可以提高2公斤的产量，但相对高产量的牛场，每增加一个小时的躺卧时间，产量约增加1公斤。

图 1-1 奶牛躺卧休息与产奶量的关系以上是美国 Minor 研究所做的一个实验，充分证明躺卧时间和产奶量的关系。为什么躺卧时间对产奶量会有这么大的影响呢，首先第一个重要的因素是血流量的增加。奶牛每产生一升奶需要 400～500 升血流经乳房，所以需要保持血流量的增加，而奶牛躺着时流经乳腺的血流量会增加，比站着时增加 25%以上，故因为血流量的增加，可以增加 1 公斤的产量。第二，站着还是卧着反刍率高？通过躺着休息进行反刍可提高奶牛的消化率，可以提高 0.9 公斤的奶量。第三，站立时牛蹄应激很大。奶牛 600 公斤体重站 15 小时或 10 小时，蹄的应激或跛行率不一样，相差约 1.4 公斤的奶。第四，降低疲劳应激，增加 0.9 公斤奶。第五，躺卧时间长的奶牛，往往会有更高的采食量。在王艳明博士走访的国内很多牧场中，认为奶牛的躺卧时间跟跛行也有一定关系，可以说跛行率比较高的牧场躺卧时间不会特别长。当然也有一些牧场躺卧时间较长但跛行率也很高。图 1-2 奶牛躺卧休息与跛行率的关系

正常的奶牛每天躺下来、站起来平均 10 次左右，但是围产期临近分娩时，奶牛站立时间和次数增加两倍甚至更多，仅站立次数就达到 20～25 次，反复站起来的次数增加，所以在围产期要特别注意奶牛的舒适度。图 1-3 奶牛躺卧休息与分娩的关系所以，及时有效的监测奶牛的发情、反刍时间对于奶牛养殖行业来说事至关重要。 1.3 奶业行业背景科学分析已证明牛奶是很接近于人类“全价食物”。牛奶中活性生命物质主要有：乳清蛋白、磷酸肽、低聚糖、共轭亚油酸、神经节苷脂、生长因子和核苷酸等 500 多种。其中乳清蛋白富含必需氨基酸，是一类营养价值较高的优质蛋白质。我国人口众多是奶类消费大国，奶业发展是食物消费结构升级的科学选择。最不发达国家膳食热量摄入量的 68%来自谷物及根茎等作物，发展中国国家为 56%，发达国家降至 32%，中国为 52%。牛奶与其他畜产品相比，在供给成本上具有很大的优势。在提供等量膳食热量的情况下，牛奶的生产成本比鸡肉、牛肉和羊肉的生产成本分别低 18.9%、67.4%和 51.7%。

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