奶牛网络远程饲料配方系统的设计与实现

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1、奶牛网络远程饲料配方系统的设计与实现罗清尧熊本海庞之洪中国农业科学院北京畜牧兽医研究所、动物营养学国家重点实验室北京，100094摘要：本研究是以现阶段我国奶牛养殖现状为研究原型，结合国内外最新奶牛营养需要及饲养管理研究进展，利用SQLServer2000数据库、MicrosoftVisualStudio.Net2004等软件为开发工具，开发完成了“奶牛网络远程饲料配方系统”。通过牛群信息管理构件、配方知识表示构件、奶牛需要量预测构件、配方优化计算构件等若干领域构件的设计，实现了网络远程奶牛牛群信息管理、营养需要计算及多

2、种配方优化，为广大奶牛日粮配方设计人员提供了网络化设计奶牛日粮配方的新手段。关键词：奶牛,配方,精准饲养,网络0、引言目前，我国奶牛存栏数和原料奶生长连续两年增幅都在15%以上，而且奶牛单产水平的提高也受到越来越多的关注和重视，我国奶牛业长期形成的传统的、粗放的奶牛饲养管理方式正经历向现代化的、集约化的奶牛饲养管理方式转变，提高奶牛综合生产潜力，获得牛群总体经济效益最大化是我国乳业主要的发展方向，在奶牛饲养管理中积极引入现代信息技术、实现精细饲养管理已成为发展的必然趋势[1]。同时，随着电子技术、空间技术（3S等）、计算

3、机及无线网络技术等高新技术在农业领域的逐步应用，先进国家的农业体系在精准化和数字化方面有了迅猛的发展，并已经向数字化全程监控、决策方向发展。数字化精细养殖是数字农业的重要的组成部分。20世纪80年代，荷兰、美国、日本、新西兰、澳大利亚等国已经建立了一些数字化程度很高的奶牛场。数字化奶牛精细饲养的研究内容包括饲料营养价值数据库、奶牛营养需要模型、精细养殖数字化系统（包括奶牛信息采集）等3个主要方面。饲料营养价值数据库是奶牛精细饲养技术的重要基础；营养需要预测模型是在大量营养、饲养试验基础上建立起来的奶牛年龄、体重、繁殖、产

4、奶量、运动等因素与各种营养需要量之间的数量关系模型；而建立奶牛精细饲养、生产管理的数字化系统，有助于加快奶牛营养学研究成果在生产中的应用，推进生产过程的动态管理，提高奶业生产的投入产出比例。随着计算机技术的飞速发展以及各种新技术的不断涌现,各行各业对软件开发速度和质量的要求有了很大提高,传统的“手工作坊”式软件开发方式远远不能满足人们的需求,基于构件技术的系统开发方法（CBD，component-baseddevelopment）是在模块化系统、结构化设计和面向对象技术的基础上发展起来的，是一种继面向对象技术之后的软件开

5、发新技术。采用构件化程序开发方法，用户在进行需求分析的基础上，设计好系统框架，然后合理划分为不同级别的构件，合理组合，从而实现整个系统的灵活配置，满足不同层次、不同需求的用户要求。由于构件的复杂度要比一个完整的软件系统低得多，因此其可靠性更高，同时，由于一个构件可用于多个系统模块，故程序具有很高的可重用性。每一个构件都可以在不影响其他构件的情况下升级，可实现软件的快速升级，减少系统的维护工作；总之，构件技术可方便有效地实现软件扩展、软件管理和软件复用，使大型软件高效率、高质量地开发、维护和升级成为可能。1、系统设计1.1

6、系统组成根据奶牛精细养殖管理方案制订系统信息流策略[1][2]，将网络化奶牛饲料配方系统划分为-6-6主要包括饲料营养成分知识、奶牛饲养标准知识、奶牛营养需要预测、精细养殖奶牛信息管理、奶牛饲料配方优化管理、奶牛日粮结构分析、系统维护及辅助知识管理等组成部分（见图1）。饲料营养知识模块饲养标准知识模块奶牛需要预测模块奶牛信息管理模块配方优化管理模块系统管理模块基于精细养殖的网络奶牛配方优化系统图1奶牛网络远程饲料配方系统框架1饲料营养成分知识系统提供了155种精饲料和302种粗饲料的营养成分数据[3][4]，这些数据是饲

7、料领域专家在大量研究结果基础上的知识总结。系统设立了系统、用户及临时饲料营养成分知识库。2奶牛饲养标准知识系统根据高产奶牛饲养管理特点，选择了北京市高产奶牛饲养管理标准[5]中精饲料营养标准作为系统提供的精饲料标准。用户可以根据本场实际需要即不同地区、不同生产管理水平添加或修改标准。系统设立了系统、用户及临时奶牛精饲料补充料营养需要数据表。3奶牛营养需要预测根据我国奶牛生产实际情况，选择我国2004年发布的“奶牛饲养标准”为参照[3][5]，完成了基于我国“奶牛饲养标准”的领域构件即奶牛日粮需要量预测模型构件。这样，在通

8、过不同方式获取相应的奶牛信息后，奶牛日粮需要量可以通过系统内置的奶牛日粮需要量预测模型进行预测。4奶牛信息管理主要包括奶牛牛群分组模式知识、牛群分组信息管理、配方优化养分指标管理等，以便于奶牛场牛群饲养及分群的实际信息与系统牛群信息管理有机衔接；便于个性化定制用户优化配方关键约束养分指标，优化网络计算，提高系统资源利