水禽智能化养殖研究现状及发展趋势

2023 年 3 月 第 5 卷 第 1 期 智 慧 农 业 （ 中 英 文 ） Smart Agriculture Mar. 2023 Vol. 5, No. 1
水 禽 智 能 化 养 殖 研 究 现 状 及 发 展 趋 势

1 1 1 1 1 1 2
刘 又 夫 ， 肖 德 琴 ， 周 家 鑫 ， 卞 智 逸 ， 招 胜 秋 ， 黄 一 桂 ， 王 文 策
（1. 华 南 农 业 大 学 数 学 与 信 息 学 院 ， 广 东 广 州 510642 ； 2. 华 南 农 业 大 学 动 物 科 学 学 院 ， 广 东 广 州 510642 ）
摘 要 ： 水 禽 养 殖 在 向 规 模 化 、 标 准 化 与 智 能 化 方 向 迅 速 发 展 。 智 能 养 殖 装 备 和 信 息 化 技 术 的 研 究 与 应 用 是 促 进
水 禽 养 殖 业 健 康 持 续 发 展 的 关 键 ， 对 提 高 水 禽 养 殖 的 产 出 效 率 、 降 低 生 产 过 程 对 劳 动 力 的 依 赖 、 契 合 绿 色 环 保 的
发 展 理 念 以 及 实 现 高 质 量 转 型 发 展 具 有 重 要 意 义 。 本 文 重 点 介 绍 了 智 能 化 水 禽 棚 舍 的 发 展 、 水 禽 棚 舍 环 境 智 能 调
控 技 术 ， 以 及 智 能 化 水 禽 饲 喂 、 饮 水 、 加 药 消 杀 和 自 动 粪 污 处 理 等 智 能 化 设 备 的 最 新 研 究 进 展 。 此 外 ， 还 介 绍 了
可 应 用 于 水 禽 的 信 息 采 集 技 术 现 状 ， 包 括 视 觉 成 像 系 统 、 声 音 捕 获 系 统 和 穿 戴 式 传 感 器 ， 以 及 智 能 管 理 技 术 的 最
新 应 用 进 展 。 最 后 指 出 了 水 禽 产 业 的 智 能 化 养 殖 所 面 临 的 困 难 ， 并 对 未 来 水 禽 的 智 能 化 养 殖 的 发 展 和 改 进 提 出 了
建 议 。
关 键 词 ： 智 慧 养 殖 ； 水 禽 养 殖 ； 智 能 装 备 ； 信 息 采 集 技 术 ； 智 能 管 控 技 术 ； 视 觉 成 像 ； 穿 戴 式 传 感 器
中 图 分 类 号 ： S817.3 文 献 标 志 码 ： A 文 章 编 号 ： SA202205007
引 用 格 式 ： 刘 又 夫, 肖 德 琴, 周 家 鑫, 卞 智 逸, 招 胜 秋, 黄 一 桂, 王 文 策 . 水 禽 智 能 化 养 殖 研 究 现 状 及 发 展 趋 势[J]. 智 慧
农 业( 中 英 文), 2023, 5(1): 99-110. DOI ： 10.12133/j.smartag.SA202205007
LIU Youfu, XIAO Deqin, ZHOU Jiaxin, BIAN Zhiyi, ZHAO Shengqiu, HUANG Yigui, WANG Wence. Status quo of wa ‐
terfowl intelligent farming research review and development trend analysis[J]. Smart Agriculture, 2023, 5(1): 99-110.
DOI ： 10.12133/j.smartag.SA202205007 (in Chinese with English abstract)
联 网 、 大 数 据 和 人 工 智 能 技 术 为 核 心 要 素 ， 通 过 物
1 引 言
联 网 及 智 能 感 知 技 术 采 集 水 禽 的 生 理 生 长 和 环 境 信
水 禽 是 以 在 水 面 生 活 为 主 的 禽 类 。 非 洲 猪 瘟 的
息 ， 使 用 互 联 网 进 行 数 据 传 输 ， 然 后 利 用 大 数 据 技
［1 ］
流 行 使 得 作 为 猪 肉 替 代 品 的 水 禽 需 求 激 增 。21 世
术 对 各 类 数 据 进 行 分 析 ， 最 终 采 用 人 工 智 能 技 术 进
纪 以 来 ， 水 禽 产 业 的 供 应 、 生 产 以 及 技 术 体 系 都 为
行 决 策 和 控 制 ， 实 现 水 禽 养 殖 信 息 全 面 感 知 、 环 境
促 进 水 禽 产 业 发 展 和 攻 破 技 术 瓶 颈 奠 定 了 的 基 础 。
精 准 调 控 、 精 准 饲 喂 、 自 动 清 粪 与 智 能 监 管 等 功
中 国 是 世 界 水 禽 第 一 生 产 大 国 ， 饲 养 量 占 世 界 总 量 ［4 ］
能 。 近 年 来 ， 水 禽 智 能 养 殖 技 术 不 断 深 入 至 水 禽
的 75% 以 上 ，2021 年 水 禽 业 总 产 值 已 超 过 1800 亿
养 殖 链 中 的 各 个 环 节 。 智 能 环 境 调 控 、 智 能 饮 水 饲
［2 ］ ［3 ］
元 ， 并 持 续 呈 稳 中 向 上 的 趋 势 ， 成 为 中 国 家 禽
喂 、 智 能 消 杀 、 自 动 粪 污 处 理 及 智 能 化 系 统 平 台 所
产 业 的 重 要 组 成 部 分 。
形 成 的 智 能 化 技 术 体 系 ， 成 为 水 禽 养 殖 智 能 化 的 关
［5 ］
过 去 水 禽 养 殖 主 要 为 一 家 一 户 和 分 散 经 营 饲 养
键 技 术 手 段 。
的 传 统 养 殖 模 式 ， 以 水 塘 开 放 式 或 半 开 放 放 养 的 养
本 文 以 国 内 的 水 禽 智 能 装 备 研 究 现 状 为 主 ， 国
殖 方 法 为 主 ， 集 约 化 和 智 能 化 程 度 低 ， 对 生 态 水 体
外 研 究 情 况 为 辅 ， 以 鸭 与 鹅 两 类 水 禽 为 主 要 讨 论 对
及 地 面 生 态 污 染 严 重 ， 加 重 了 动 物 疫 病 爆 发 的 风 象 ， 以 水 禽 养 殖 的 智 能 化 自 动 化 趋 势 为 背 景 ， 从 水
险 。 水 禽 智 能 化 养 殖 是 指 以 智 能 装 备 、 物 联 网 、 互 禽 棚 舍 、 环 境 智 能 调 控 、 智 能 饲 喂 与 饮 水 装 备 、 智
收 稿 日 期 ：2022-05-20
基 金 项 目 ： 国 家 现 代 农 业 产 业 技 术 体 系 建 设 专 项 （CARS-42-13 ）
作 者 简 介 ： 刘 又 夫 ， 博 士 研 究 生 ， 研 究 方 向 为 计 算 机 视 觉 和 水 禽 设 备 智 能 化 。E-mail ：[e-mail]

通 信 作 者 ： 肖 德 琴 ， 博 士 ， 教 授 ， 研 究 方 向 为 物 联 网 、 农 业 图 像 视 频 处 理 。E-mail ：[e-mail]100 智 慧 农 业 （ 中 英 文 ） Smart Agriculture Vol. 5, No. 1
能 加 药 和 消 毒 设 备 以 及 自 动 清 粪 设 备 五 大 方 面 对 水
禽 养 殖 智 能 装 备 进 行 介 绍 ， 从 信 息 技 术 采 集 和 智 能
管 理 技 术 两 方 面 分 析 技 术 现 状 ， 并 分 析 了 智 能 化 水
禽 养 殖 面 临 的 困 难 与 发 展 趋 势 ， 为 从 事 水 禽 智 能 化
研 究 的 同 行 和 养 殖 一 线 的 生 产 管 理 人 员 提 供 借 鉴 。
2 水 禽 智 能 化 养 殖 装 备
规 模 化 多 层 笼 养 为 现 代 集 约 化 水 禽 开 辟 出 了 新
图 1 　 智 能 水 禽 棚 舍
道 路 ， 为 设 计 适 合 中 国 国 情 的 规 模 化 水 禽 养 殖 提 供
Fig. 1 Smart waterfowl house
了 参 考 依 据 。 在 集 约 化 水 禽 养 殖 场 中 ， 劳 动 力 强 度
最 大 的 作 业 是 饲 喂 与 清 粪 ， 其 次 是 饮 水 、 环 控 以 及
消 杀 。 智 能 装 备 与 环 控 可 有 效 解 决 水 禽 养 殖 场 对 人
工 的 依 赖 、 提 高 劳 动 效 率 、 降 低 粪 污 处 理 难 度 ， 以
及 减 少 饲 喂 的 劳 动 强 度 与 浪 费 ， 并 通 过 智 能 化 感 知
和 监 测 水 禽 状 态 ， 对 水 禽 的 养 殖 环 节 进 行 精 准 管
控 ， 从 而 提 升 管 控 效 率 并 节 省 成 本 ， 促 进 水 禽 养 殖
图 2 　 德 国 移 动 式 家 禽 养 殖 舍
的 智 能 化 与 自 动 化 的 方 向 发 展 。
Fig. 2 German mobile poultry house
目 前 ， 水 禽 智 能 化 养 殖 装 备 主 要 有 智 能 化 水 禽
［7 ］
棚 舍 、 环 境 智 能 调 控 系 统 、 智 能 饲 喂 设 备 、 智 能 饮
念 ， 可 促 成 传 统 养 殖 行 业 的 转 型 ， 符 合 未 来 的 发
［3 ］
水 设 备 、 智 能 加 药 和 消 毒 设 备 ， 以 及 自 动 粪 污 处 理
展 趋 势 。 但 目 前 棚 舍 普 遍 存 在 机 械 化 发 展 程 度 较
设 备 。
低 的 问 题 ， 导 致 大 部 分 水 禽 养 殖 仍 以 纯 人 工 的 方 式
进 行 ， 水 禽 棚 舍 的 智 能 化 技 术 发 展 较 慢 。 智 能 化 设
2.1 　 智 能 化 水 禽 棚 舍 　
备 与 养 殖 技 术 可 进 一 步 提 升 高 层 笼 式 棚 舍 的 优 势 ，
智 能 化 水 禽 棚 舍 是 一 种 针 对 水 禽 习 性 ， 具 有 自
形 成 经 济 、 高 效 、 环 保 的 水 禽 养 殖 模 式 。
动 化 养 殖 和 管 控 功 能 的 智 能 构 筑 物 ， 可 达 到 少 量 养
2.2 　 棚 舍 环 境 智 能 调 控 　
殖 管 理 人 员 协 助 或 者 无 人 化 养 殖 的 目 标 。 如 图 1 为
农 业 农 村 部 华 南 热 带 智 慧 农 业 技 术 重 点 实 验 室 改 造
良 好 的 水 禽 棚 舍 环 境 （ 如 通 过 空 气 温 湿 度 、 二
的 智 慧 水 禽 棚 舍 示 范 点 。 该 棚 舍 通 过 安 装 轨 道 式 巡
氧 化 碳 浓 度 、 硫 化 氢 浓 度 以 及 氨 气 浓 度 等 评 价 环
检 机 器 人 ， 监 测 和 获 取 水 禽 的 生 理 生 长 信 息 ， 并 集 境 ） ， 对 于 水 禽 的 生 理 、 生 长 与 生 产 都 至 关 重 要 。
成 人 工 智 能 算 法 ， 为 水 禽 棚 舍 的 智 能 化 改 造 提 供 了
集 约 化 棚 舍 易 积 蓄 有 害 气 体 、 悬 浮 颗 粒 以 及 气 溶 胶
［8, 9 ］
技 术 参 考 。 图 2 为 德 国 的 移 动 式 家 禽 养 殖 舍 ， 该 养
微 生 物 等 ， 若 不 及 时 调 节 空 气 ， 则 会 导 致 棚 舍
［10 ］
殖 舍 使 用 移 动 式 的 房 车 ， 使 家 禽 的 养 殖 更 接 近 原 生
内 的 高 温 热 应 激 以 及 传 播 疾 病 。 因 此 ， 水 禽 棚
态 。 房 车 内 部 可 实 现 温 湿 度 的 自 动 调 节 、 自 动 饲 喂 舍 的 通 风 系 统 优 化 设 计 与 温 度 调 控 系 统 是 关 键 。
和 自 动 清 粪 等 功 能 。 图 4 为 笼 架 式 棚 舍 传 感 器 与 调 节 设 备 布 置 的 参 考 方
［11 ］
中 国 水 禽 养 殖 棚 舍 也 经 历 了 从 小 型 开 放 棚 舍 、
案 。 通 过 把 温 湿 度 传 感 器 布 置 在 不 同 层 高 和 不
连 排 式 开 放 棚 舍 、 低 架 式 棚 舍 、 旱 地 式 棚 舍 、 网 床
同 区 域 ， 以 获 取 全 方 位 禽 舍 内 部 的 环 境 信 息 进 行
架 式 棚 舍 、 发 酵 床 式 棚 舍 、 全 封 闭 大 棚 和 高 层 笼 架 调 控 。
式 棚 舍 等 模 式 ， 呈 “ 越 来 越 高 ” 的 趋 势 ， 如 图 3 所 目 前 水 禽 养 殖 监 控 基 本 处 于 人 工 或 半 机 械 化 状
示 。 高 层 笼 式 棚 舍 可 进 一 步 利 用 棚 舍 竖 直 方 向 的 空 态 ， 无 法 有 效 地 兼 顾 所 有 环 境 因 子 之 间 的 联 系 进 行
［6 ］ ［12 ］
间 ， 有 利 于 粪 便 的 集 中 处 理 ， 符 合 绿 色 发 展 的 理 环 境 调 控 。 近 些 年 来 ， 随 着 科 技 的 发 展 ， 通 过Vol. 5, No. 1 刘 又 夫 等 ： 水 禽 智 能 化 养 殖 研 究 现 状 及 发 展 趋 势 101
图 3 　 不 同 类 型 水 禽 棚 舍
Fig. 3 Different types of waterfowl house
图 4 　 笼 架 式 棚 舍 传 感 器 与 调 节 设 备 布 置 方 案
Fig. 4 Layout plan of sensors and adjustment equipment in
cage-type shed
自 动 化 技 术 、 物 联 网 技 术 和 互 联 网 技 术 等 设 计 智 能
化 水 禽 棚 舍 也 逐 渐 发 展 开 来 。 智 能 化 的 水 禽 养 殖 环
境 调 控 是 通 过 各 类 传 感 器 、 控 制 柜 、 服 务 器 、 电
脑 、 网 页 和 手 机 App 端 等 协 同 实 现 的 物 联 网 技 术 。
图 5 　 水 禽 舍 智 能 调 控 流 程
在 分 析 多 源 传 感 数 据 信 息 的 基 础 上 ， 调 控 水 禽 舍 设
Fig. 5 Intelligent control process of waterfowl house
备 ， 水 禽 舍 环 境 智 能 调 控 流 程 如 图 5 所 示 。
［16 ］
病 死 淘 汰 率 。 徐 敏 基 于 可 调 谐 吸 收 光 谱 技 术 搭
当 前 水 禽 的 棚 舍 中 存 在 人 工 或 低 自 动 化 程 度 的
建 了 一 套 鹅 舍 NH 浓 度 检 测 系 统 ， 发 现 光 谱 检 测 系
3
［13 ］
环 境 信 息 采 集 和 环 境 调 控 的 模 式 。Pereira 等 采
统 的 线 性 误 差 和 重 复 误 差 均 显 著 小 于 电 化 学 检 测
用 物 联 网 的 方 式 ， 使 用 多 个 低 成 本 模 块 化 设 备 采 集
［17 ］
仪 。 刘 双 印 等 基 于 主 成 分 分 析 — 支 持 向 量 机 —
环 境 信 息 ， 结 果 显 示 模 块 化 设 备 所 采 集 的 环 境 信 息
融 合 自 回 归 滑 动 平 均 模 型 预 测 狮 头 鹅 养 殖 舍 的 气
［14 ］
与 校 准 设 备 高 度 相 关 。 应 诗 家 等 在 设 计 新 型 网
温 ， 为 水 禽 舍 的 气 温 精 准 调 控 提 供 了 决 策 。 上 述 研
床 式 养 殖 鸭 舍 时 ， 通 过 鸭 棚 两 侧 的 卷 帘 控 制 通 风 ，
究 尝 试 了 应 用 智 能 模 型 取 代 人 工 调 节 ， 但 没 有 对 在
同 时 装 配 有 湿 帘 来 降 低 温 度 。 上 述 研 究 未 对 调 控 方
复 杂 恶 劣 环 境 中 的 设 备 进 行 可 靠 性 与 寿 命 测 试 。
法 上 进 行 进 一 步 的 智 能 化 ， 缺 乏 实 时 性 。 郭 彬 彬
2.3 　 智 能 饲 喂 设 备 　
［15 ］
等 利 用 人 工 神 经 网 络 代 替 人 工 控 制 鹅 舍 内 的 环
控 设 备 ， 实 现 智 能 化 控 制 ， 减 少 了 鹅 夏 季 热 应 激 和 水 禽 智 能 饲 喂 设 备 能 够 在 无 人 监 管 的 情 况 下 ，102 智 慧 农 业 （ 中 英 文 ） Smart Agriculture Vol. 5, No. 1
通 过 计 算 机 视 觉 、 物 联 网 或 人 工 智 能 等 技 术 对 水 禽 制 宜 ” 。
进 行 大 规 模 和 长 时 间 的 饲 养 ， 同 时 可 附 带 根 据 水 禽
2.4 　 智 能 饮 水 设 备 　
的 生 理 生 长 需 求 对 水 禽 进 行 自 动 化 精 准 饲 喂 。 典 型
水 禽 智 能 饮 水 设 备 是 在 无 人 监 管 的 情 况 下 ， 根
禽 舍 智 能 饲 喂 设 备 有 自 动 投 喂 姣 龙 、 集 中 配 料 塔 、
据 水 禽 的 需 水 量 实 现 自 动 喂 水 的 装 置 ， 常 见 的 饮 水
自 动 喂 食 器 和 自 动 喂 料 车 等 （ 图 6 ） 。 目 前 水 禽 的 自
器 如 图 7 所 示 。 目 前 养 鸭 中 的 饮 水 设 备 主 要 分 为 封
动 饲 喂 主 要 以 自 走 式 料 车 设 备 为 主 ， 其 结 构 易 于 使
［28 ］
闭 式 与 开 放 式 两 种 。 在 开 放 式 饮 水 设 备 中 ， 水
撒 料 过 程 均 匀 ， 但 精 细 度 以 及 智 能 化 程 度 较 低 。 水
器 易 污 染 ， 清 洁 维 护 麻 烦 ， 劳 动 力 强 度 大 ， 无 法 提
禽 智 能 化 精 准 饲 喂 装 备 设 计 研 发 与 应 用 正 飞 速 发
［18 ］ 供 自 动 供 水 功 能 。 封 闭 式 的 饮 水 设 备 则 为 乳 头 饮 水
展 ， 目 前 已 有 相 关 研 究 成 果 。 张 燕 军 等 发 明 了
器 ， 具 有 干 净 以 及 节 省 水 资 源 的 特 点 ， 并 可 有 效 制
一 种 具 有 精 准 饲 喂 以 及 回 收 饲 料 功 能 的 水 禽 饲 喂 装
止 水 禽 戏 水 行 为 所 导 致 的 室 内 湿 度 高 以 及 环 境 易 滋
［19 ］ ［20 ］
置 。 闻 治 国 等 和 杨 宗 武 发 明 了 可 实 现 自 动 送
生 细 菌 的 问 题 。
［21 ］
料 和 饲 喂 功 能 的 水 禽 养 殖 饲 喂 装 置 。 任 文 涛 等
设 计 了 一 种 稻 田 开 放 式 的 自 动 化 养 鸭 设 备 ， 可 满 足
在 稻 田 中 无 人 值 守 的 条 件 下 实 现 长 时 间 的 全 自 动 化
［22 ］
饲 喂 功 能 。 倪 征 等 设 计 了 一 种 针 对 蛋 鸭 的 商 业
化 自 动 喂 料 系 统 ， 可 有 效 地 节 约 饲 料 量 。
（a ） 真 空 式 饮 水 器 （b ） 水 槽 式 饮 水 器
（a ） 自 动 投 喂 蛟 龙 （b ） 集 中 配 料 塔
（d ） 乳 头 式 饮 水 器
（c ） 普 拉 松 饮 水 器
图 7 　 禽 舍 饮 水 器
Fig.7 Waterfowl house drinker
目 前 的 水 禽 饮 水 装 置 较 蛋 鸡 和 肉 鸡 比 ， 自 动 化
［29 ］
程 度 还 较 低 。 王 生 雨 等 发 明 了 一 种 水 禽 的 自 动
（c ） 自 动 喂 食 器 （d ） 自 动 喂 料 车
饮 水 装 置 ， 并 使 用 了 樱 桃 谷 鸭 进 行 效 果 验 证 ， 在 符
图 6 　 水 禽 自 动 投 喂 设 备
合 鸭 的 习 性 的 条 件 下 ， 种 鸭 25 ~75 周 龄 存 活 率 为
Fig. 6 Automatic feeding equipment of waterfowl
［30 ］
91.8% ， 实 现 了 一 定 程 度 的 自 动 化 。 孔 爱 菊 等 发
对 于 智 能 化 饲 喂 技 术 ， 目 前 研 究 还 相 对 薄 弱 。
明 了 一 种 稻 田 鸭 舍 的 无 人 喂 水 控 制 系 统 ， 可 实 现 野
［23 ］ ［24 ］
针 对 不 同 生 长 状 况 和 不 同 种 类 的 水 禽 制 定 特
外 喂 水 系 统 的 自 动 控 制 。 这 种 半 自 动 化 的 非 电 力 式
性 的 饲 喂 策 略 是 饲 喂 智 能 化 的 核 心 目 的 。 虽 然 这 个
饮 水 设 备 已 广 泛 应 用 于 水 禽 养 殖 场 中 。 与 饲 喂 装 置
过 程 很 繁 琐 ， 但 如 果 水 禽 的 信 息 采 集 模 型 采 样 不
类 似 ， 若 结 合 智 能 化 信 息 采 集 技 术 ， 可 有 利 于 水 禽
［31 ］
准 ， 可 能 会 造 成 更 差 的 养 殖 生 产 效 益 。 但 这 种 精 准
的 湿 润 调 节 ， 从 而 提 高 水 禽 福 利 水 平 。
化 智 能 化 的 喂 养 技 术 已 被 证 实 可 提 高 饲 料 的 转 化 效
2.5 　 智 能 加 药 和 消 毒 设 备 　
［25 ］ ［26 ］
率 以 及 产 蛋 能 力 。 因 此 ， 在 这 个 过 程 中 ， 对
于 水 禽 信 息 采 集 的 准 确 性 要 求 十 分 高 。 料 车 所 附 带
水 禽 舍 中 的 消 毒 防 疫 对 于 阻 断 病 毒 细 菌 外 界 侵
的 巡 检 功 能 可 在 投 料 的 同 时 近 距 离 采 集 水 禽 的 准 确 入 起 到 重 要 作 用 。 图 8 为 三 种 常 见 的 智 能 消 毒 设
［27 ］
数 据 ， 从 而 精 准 地 把 控 采 食 量 ， 做 到 “ 因 禽 备 。 其 中 图 8 （a ） 是 针 对 人 员 进 出 的 消 毒 机 。 在 该Vol. 5, No. 1 刘 又 夫 等 ： 水 禽 智 能 化 养 殖 研 究 现 状 及 发 展 趋 势 103
装 置 消 毒 通 道 中 可 对 人 体 进 行 喷 雾 消 毒 。 图 8 （b ） 鹅 舍 部 署 的 传 送 带 ， 将 粪 便 传 送 集 中 发 酵 处 理 。
为 缓 释 消 毒 器 ， 该 仪 器 可 针 对 水 禽 的 疾 病 或 待 处 理 随 着 鸭 的 高 架 笼 养 模 式 的 逐 渐 兴 起 ， 在 各 层 笼 下
的 污 水 ， 采 用 溶 解 法 自 动 缓 释 所 需 要 的 药 剂 。 但 通
布 置 传 送 带 清 粪 可 实 现 粪 便 的 不 落 地 与 集 中 处 理 。
过 在 水 中 投 药 的 方 式 治 疗 水 禽 疾 病 易 造 成 药 品 浪
图 9 （b ） 为 立 体 式 笼 养 鸭 粪 便 传 送 带 ， 在 检 测 到 传
［32 ］
费 。 自 动 加 药 装 置 可 自 动 充 分 搅 拌 药 品 ， 同 时
送 带 上 堆 积 了 大 量 的 粪 便 后 ， 传 送 会 开 启 ， 并 把 粪
可 根 据 水 禽 的 疫 病 程 度 ， 及 时 调 整 药 物 的 用 量 ， 以
便 集 中 于 发 酵 池 中 处 理 ， 可 显 著 提 高 鸭 舍 内 的 空 气
［35 ］
避 免 药 物 的 浪 费 。 目 前 ， 新 的 研 究 方 向 是 采 用 药 物
质 量 。
雾 化 的 方 式 ， 将 稀 释 的 疫 苗 雾 滴 散 布 于 养 殖 舍 中 。
如 图 8 （c ） 为 喷 雾 式 消 毒 机 器 人 ， 水 禽 通 过 呼 吸 道
吸 入 防 疫 机 器 人 所 喷 出 的 药 物 进 入 体 内 ， 直 接 给 水
禽 进 行 免 疫 ， 以 及 可 对 水 禽 舍 内 进 行 充 分 地 消 毒 。
这 种 方 法 具 有 应 激 小 、 免 疫 快 ， 以 及 效 率 高 的
［33 ］
［34 ］
优 点 。
（a ） 自 动 清 粪 发 酵 一 体 设 备
注 ： 1. 粪 污 推 板 ； 2. 支 撑 辊 ； 3. 刮 粪 器 ； 4. 传 送 带 ； 5. 清 洗 喷
头 ； 6. 清 洗 辊 ； 7. 粪 污 秸 秆 发 酵 室 ； 8. 升 降 台
（b ） 立 体 式 笼 养 鸭 粪 便 传 送 带
（a ） 禽 舍 进 出 口 人 员 消 毒 机 （b ） 缓 释 消 毒 器
［35 ］
图 9 　 水 禽 粪 便 自 动 处 理 设 备
Fig. 9 Waterfowl stool automatic treatment equipment
3 水 禽 生 理 生 长 信 息 采 集 与 智 能 管 理
技 术
基 于 物 联 网 的 养 殖 环 境 参 数 采 集 、 水 禽 生 理 生
长 信 息 感 知 以 及 水 禽 数 据 挖 掘 是 由 人 工 转 向 网 络
［33 ］
化 、 智 能 化 方 向 升 级 的 关 键 环 节 ， 从 而 实 现 规 模 水
（c ） 喷 雾 式 防 疫 消 毒 机 器 人
禽 健 康 养 殖 过 程 的 智 能 化 管 理 。
图 8 　 禽 舍 自 动 消 毒 设 备
水 禽 设 备 的 智 能 化 依 附 于 水 禽 的 智 能 信 息 管 理
Fig. 8 Automatic disinfection equipment in waterfowl house
系 统 ， 该 系 统 承 载 了 水 禽 生 理 生 长 信 息 的 采 集 以 及
2.6 　 自 动 粪 污 处 理 设 备 　
智 能 管 理 技 术 ， 包 括 水 禽 体 重 预 估 、 养 殖 行 为 监
水 禽 的 自 动 化 清 粪 工 艺 是 将 自 动 化 控 制 、 智 能 测 、 健 康 状 态 监 测 以 及 环 控 智 能 分 析 和 决 策 。 由 于
化 技 术 、 粪 便 发 酵 技 术 以 及 水 禽 养 殖 技 术 相 结 合 的
目 前 鸭 和 鹅 等 水 禽 信 息 采 集 技 术 的 研 究 数 量 还 较
工 艺 模 式 ， 使 用 传 送 带 的 方 式 清 理 水 禽 粪 便 ， 以 取
少 ， 因 此 同 时 介 绍 了 鸡 等 其 他 家 禽 的 研 究 现 状 ， 技
代 传 统 人 工 清 粪 困 难 的 问 题 。
术 方 法 相 近 ， 可 为 水 禽 领 域 提 供 参 考 。
近 年 来 ， 使 用 传 送 带 自 动 化 处 理 粪 便 的 趋 势 愈
3.1 　 信 息 采 集 技 术 　
［34 ］
来 愈 明 显 。 于 珍 珍 等 研 制 了 一 种 处 理 鹅 粪 的 清
粪 发 酵 一 体 设 备 ， 如 图 9 （a ） 所 示 ， 该 设 备 通 过 在 在 规 模 化 养 殖 场 中 ， 水 禽 的 信 息 自 动 采 集 方 式104 智 慧 农 业 （ 中 英 文 ） Smart Agriculture Vol. 5, No. 1
是 智 能 分 析 和 决 策 的 基 础 ， 而 感 知 设 备 决 定 了 水 禽 使 用 红 外 图 像 成 功 观 察 家 禽 的 发 病 特 征 ； 许 志 强
［57 ］
信 息 的 丰 富 性 、 有 效 性 以 及 高 效 性 ， 感 知 模 型 则 决
等 利 用 红 外 热 图 像 设 计 了 一 种 检 测 家 禽 腿 部 异
定 了 水 禽 信 息 的 准 确 性 和 智 能 程 度 。 当 前 ， 视 觉 成
常 方 法 。 热 红 外 摄 像 头 的 缺 陷 是 计 算 温 度 的 准 确 性
［36 ］ ［37 ］ ［38 ］
像 系 统 、 声 音 捕 获 系 统 和 穿 戴 式 传 感 器
低 ， 若 无 黑 体 的 存 在 ， 测 温 精 度 会 下 降 。 此 外 ， 单
都 是 主 流 的 生 理 生 长 信 息 感 知 手 段 。
用 温 度 指 标 信 息 是 有 限 的 ， 若 需 要 具 体 诊 断 家 禽 的
3.1.1 　 视 觉 成 像 系 统 　
疾 病 ， 还 需 结 合 其 他 指 标 综 合 判 断 。
视 觉 成 像 系 统 可 捕 获 丰 富 的 家 禽 图 像 数 据 。 不
三 维 摄 像 头 可 有 效 抓 取 家 禽 的 三 维 图 像 ， 从 而
同 的 视 觉 系 统 采 用 不 同 的 原 理 可 采 集 不 同 性 质 的 家
获 得 家 禽 的 体 积 信 息 。 因 此 ， 三 维 摄 像 往 往 被 用 于
禽 图 像 。 然 后 通 过 提 取 图 像 中 的 特 征 ， 包 括 人 工 提 ［58 ］
家 禽 的 估 重 研 究 。Mortensen 等 通 过 使 用 三 维 摄
取 特 征 或 自 动 提 取 特 征 的 方 法 ， 结 合 机 器 学 习 模 型
像 头 获 取 家 禽 的 三 维 图 片 ， 并 通 过 天 龄 、2D 和 3D
执 行 目 标 任 务 。
［59 ］
几 何 特 征 实 现 对 家 禽 进 行 估 重 ；Liu 等 开 发 了 在
彩 色 摄 像 头 可 实 现 家 禽 的 点 数 、 行 为 分 析 、 运
感 兴 趣 区 域 中 对 家 禽 进 行 尺 寸 测 量 的 估 重 方 法 。 家
［39 ］
动 轨 迹 追 踪 等 功 能 。Guo 等 使 用 彩 色 摄 像 头 ，
禽 不 同 于 其 他 少 毛 动 物 ， 家 禽 羽 毛 的 蓬 松 、 体 态 的
使 用 人 工 神 经 网 络 的 方 法 监 测 地 面 上 的 鸡 群 分 布 状
变 化 以 及 翅 膀 的 张 合 都 会 影 响 估 重 的 结 果 ， 而 目 前
［40 ］ ［41 ］
态 ；Geffen 等 和 Cao 等 使 用 了 基 于 深 度 学 习
大 多 数 研 究 并 没 有 考 虑 到 这 个 问 题 ， 因 此 需 要 进 一
目 标 检 测 网 络 的 方 法 实 现 了 鸡 群 的 点 数 ；Pereira
步 结 合 实 际 问 题 建 立 估 重 模 型 。
［42 ］
等 使 用 家 禽 的 彩 色 图 像 几 何 特 征 与 决 策 树 模 型
3.1.2 　 声 音 捕 获 系 统 　
检 测 家 禽 的 行 为 ；Li 等 使 用 Faster R-CNN 目 标 检 测
家 禽 的 声 音 可 用 作 判 断 它 们 的 健 康 状 态 和 疾 病
［43 ］ ［44 ］
模 型 检 测 家 禽 的 走 动 与 梳 羽 行 为 ；Zhuang
诊 断 ， 通 常 使 用 麦 克 风 捕 获 声 音 数 据 。
［45 ］
等 通 过 计 算 机 视 觉 的 方 式 ， 获 取 家 禽 的 发 病 几
［60 ］
Rizwan 等 利 用 监 测 到 得 的 家 禽 声 音 ， 开 发
何 特 征 ， 再 建 立 支 持 向 量 机 模 型 判 定 家 禽 是 否 得
了 一 种 可 区 分 健 康 与 生 病 家 禽 的 机 器 学 习 模 型 。
［46 ］
病 ；Wang 等 基 于 彩 色 摄 像 头 ， 使 用 混 合 支 撑 向
［61 ］ ［62 ］
Banakar 等 和 Huang 等 分 别 对 家 禽 的 声 音 提
［47 ］
量 机 算 法 追 踪 栏 位 中 的 家 禽 数 量 ；Khairunissa 等
取 了 频 域 特 征 和 梅 尔 频 谱 图 ， 使 用 机 器 学 习 模 型 实
使 用 多 目 标 追 踪 和 单 次 多 边 框 检 测 （Single Shot
［63 ］
现 了 禽 流 感 诊 断 ；Liu 等 使 用 基 于 隐 马 尔 可 夫 的
MultiBox Detector ，SSD ） 目 标 检 测 模 型 追 踪 彩 色
声 音 识 别 模 型 识 别 家 禽 的 咳 嗽 与 打 鼾 声 ； 秦 伏 亮
摄 像 头 中 的 家 禽 。 当 前 基 于 彩 色 摄 像 头 采 集 家 禽 信
［64 ］
等 基 于 音 频 技 术 和 机 器 学 习 模 型 识 别 家 禽 的 咳
息 的 算 法 研 究 较 多 ， 但 当 前 研 究 依 然 还 局 限 于 特 定
［65 ］
嗽 声 ；Carpentier 等 开 发 了 一 种 基 于 声 音 的 家 禽
的 场 景 ， 通 用 性 较 差 ， 且 运 算 速 度 有 限 ， 需 要 对 模
健 康 检 测 工 具 ， 可 用 于 自 动 检 测 家 禽 打 喷 嚏 行 为 ；
型 参 数 做 进 一 步 的 优 化 与 验 证 。
［66 ］
Cuan 等 通 过 获 取 的 家 禽 声 音 ， 使 用 卷 积 神 经 网
热 红 外 摄 像 头 可 用 于 抓 取 家 禽 的 温 度 矩 阵 信
络 的 方 式 检 测 禽 流 感 。 也 有 研 究 者 通 过 监 测 家 禽 的
息 ， 从 而 进 一 步 实 现 目 标 检 测 、 热 应 激 、 健 康 判 定
［67 ］
声 音 信 息 判 断 它 们 的 福 利 状 态 。Du 等 开 发 了 一
以 及 病 残 死 检 测 等 。 由 于 家 禽 的 温 度 与 养 殖 场 地 之
种 基 于 机 器 学 习 的 家 禽 发 声 检 测 算 法 ， 并 用 于 评 估
间 存 在 较 大 的 温 差 ， 可 借 用 这 一 特 点 对 家 禽 进 行 分
［48, 49 ］
家 禽 的 热 应 激 状 况 。
割 。Zaninelli 等 使 用 温 度 阈 值 法 分 割 热 图 像 中
水 禽 在 应 用 时 ， 可 采 用 相 同 或 相 近 的 算 法 ， 重
的 家 禽 做 多 目 标 检 测 。 也 有 很 多 研 究 人 员 通 过 捕 获
［50, 51 ］
新 采 集 样 本 训 练 模 型 。 当 前 家 禽 声 音 捕 获 系 统 的 研
家 禽 的 热 红 外 图 像 ， 以 获 取 家 禽 的 体 表 、 脚
［52 ］ ［53 ］ ［54 ］
究 还 处 于 试 验 阶 段 ， 且 研 究 场 景 单 一 。 而 在 实 际 应
部 、 头 部 和 面 部 等 关 键 部 位 温 度 来 判 断
［55 ］
用 中 ， 禽 舍 中 的 噪 音 会 影 响 采 集 声 音 的 效 果 。 在 众
家 禽 的 生 理 状 态 或 疾 病 情 况 。Pereira 等 使 用 热
红 外 图 像 分 析 了 家 禽 聚 集 行 为 的 热 舒 适 度 指 标 ， 从 多 的 家 禽 群 体 中 寻 找 出 问 题 声 源 个 体 ， 获 取 到 清 晰
［56 ］
而 为 热 应 激 的 检 测 提 供 了 技 术 参 考 ； 刘 修 林 等 无 噪 的 声 音 信 息 和 定 位 声 源 个 体 是 目 前 的 难 题 。Vol. 5, No. 1 刘 又 夫 等 ： 水 禽 智 能 化 养 殖 研 究 现 状 及 发 展 趋 势 105
［49 ］
3.1.3 　 穿 戴 式 传 感 器 　 从 而 判 断 蛋 鸭 是 否 产 蛋 。Zaninelli 等 则 直 接 使
穿 戴 式 传 感 器 通 常 是 以 背 带 的 形 式 或 以 脚 环 的
用 注 入 式 的 RFID 传 感 器 ， 进 行 产 蛋 行 为 监 测 。
形 式 穿 戴 于 家 禽 身 上 。 传 感 器 通 常 具 有 加 速 度 测
不 同 于 非 接 触 式 的 采 集 方 法 高 度 依 赖 模 型 的 精
量 、 温 度 测 量 以 及 身 份 识 别 功 能 。 通 过 获 取 这 些 信
度 ， 接 触 式 传 感 器 利 用 近 距 离 的 优 势 可 获 取 到 更 准
息 ， 可 进 一 步 判 断 家 禽 的 健 康 状 态 、 福 利 状 态 和 日
确 的 数 据 。 但 是 ， 对 于 大 规 模 的 家 禽 场 而 言 ， 人 工
常 行 为 等 。
佩 戴 传 感 器 费 时 费 力 ， 且 设 备 成 本 高 。 因 此 更 适 合
［68 ］
Okada 等 设 计 了 一 种 轻 型 的 家 禽 背 带 式 传
应 用 于 数 量 较 少 的 养 殖 场 景 进 行 个 体 监 测 ， 或 者 在
感 器 ， 通 过 监 测 家 禽 的 体 温 和 运 动 状 态 判 断 家 禽 是
大 规 模 的 养 殖 场 景 中 用 于 监 测 群 体 的 统 计 学 规 律 。
否 感 染 高 致 命 性 流 感 病 毒 。 但 在 判 断 致 命 性 流 感
3.2 　 智 能 管 理 平 台 　
［69 ］
时 ， 温 度 具 有 一 定 的 滞 后 性 。 三 轴 加 速 度 传 感
［70 ］
当 前 中 国 水 禽 精 准 养 殖 水 平 整 体 粗 放 ， 效 率 偏
器 可 有 效 地 监 测 家 禽 的 日 常 行 为 。Banerjee 等 使
用 背 带 式 加 速 度 传 感 器 结 合 神 经 网 络 模 型 实 现 监 测 低 ， 主 要 存 在 健 康 水 平 较 差 、 死 淘 率 高 、 遗 传 生 产
［71 ］
力 发 挥 水 平 不 高 、 饲 料 转 化 效 率 低 和 信 息 收 集 效 率
家 禽 的 日 常 行 为 ；Yang 等 使 用 背 带 式 加 速 度 传
低 下 等 问 题 。 而 通 过 物 联 网 大 数 据 可 驱 动 开 展 水 禽
感 器 结 合 机 器 学 习 模 型 成 功 监 测 家 禽 的 散 步 、 休
的 福 利 精 准 养 殖 。 通 过 搭 建 智 能 管 理 平 台 ， 可 全 方
息 、 进 食 以 及 饮 水 等 日 常 行 为 。
家 禽 的 脚 环 通 常 具 备 基 于 无 线 射 频 识 别 （Ra ‐ 位 地 实 现 水 禽 精 准 养 殖 全 面 感 知 信 息 的 传 输 、 入 库
与 处 理 。
dio Frequency Identification ，RFID ） 技 术 。 在 指 定
华 南 农 业 大 学 专 门 为 工 厂 化 鸭 禽 养 殖 设 计 的 智
的 区 域 内 放 置 RFID 信 号 读 卡 器 ， 可 监 测 家 禽 的 行
能 水 禽 大 数 据 平 台 ， 包 括 环 境 、 生 长 、 饲 喂 等 多 维
为 规 律 。 这 种 方 法 较 多 应 用 于 观 测 家 禽 的 产 蛋 规
［72 ］
度 信 息 的 实 时 监 测 ， 并 实 现 了 对 生 产 管 理 数 据 和 智
律 。 孙 爱 东 等 通 过 给 马 岗 鹅 佩 戴 脚 环 ， 在 产 蛋
箱 内 放 置 RFID 读 卡 器 ， 从 而 获 取 马 岗 鹅 的 个 体 产 能 设 备 的 远 程 管 控 ， 可 共 享 给 企 业 生 产 管 操 控 的 系
［74 ］
［73 ］
统 （ 图 10 ） 。
蛋 规 律 。 李 丽 华 等 设 计 了 一 种 自 动 集 蛋 和 标 记
系 统 ， 通 过 给 蛋 鸭 胚 带 RFID 脚 环 计 算 进 窝 时 间 ，
图 10 　 智 慧 水 禽 大 数 据 平 台
Fig.10 Intelligent waterfowl big data platform
系 统 研 发 主 要 包 括 以 下 五 方 面 的 内 容 ： 生 理 阶 段 及 不 同 养 殖 模 式 的 水 禽 养 殖 不 同 维 度 的 信
（1 ） 水 禽 养 殖 数 据 库 构 建 。 依 据 研 究 提 出 的 水 息 基 础 数 据 库 。
禽 养 殖 元 数 据 及 数 据 源 标 准 ， 构 建 不 同 品 种 、 不 同 （2 ） 水 禽 精 准 养 殖 大 数 据 平 台 构 建 。106 智 慧 农 业 （ 中 英 文 ） Smart Agriculture Vol. 5, No. 1
（3 ） 物 联 网 平 台 构 建 ， 实 现 水 禽 养 殖 信 息 感 知 殖 产 品 。
设 备 与 系 统 集 成 。 （4 ） 感 知 设 备 的 可 靠 性 较 低 。 水 禽 养 殖 舍 中 长
（4 ） 算 法 平 台 构 建 ， 实 现 水 禽 养 殖 大 数 据 挖 掘
期 处 于 高 湿 、 高 腐 蚀 、 多 毛 、 多 粉 尘 的 状 态 。 感 知
算 法 模 型 与 大 数 据 平 台 的 集 成 。
设 备 易 被 腐 蚀 而 缩 短 使 用 寿 命 。 同 时 ， 感 知 设 备 表
（5 ） 应 用 示 范 。
面 和 内 部 易 引 起 羽 毛 与 尘 埃 的 堆 积 ， 而 导 致 传 感 器
以 上 内 容 分 别 集 成 了 物 联 网 与 大 数 据 接 入 平 台 灵 敏 度 的 下 降 。 这 对 于 在 水 禽 养 殖 舍 长 期 高 负 荷 运
标 准 、 养 殖 智 能 感 知 核 心 技 术 、 基 础 信 息 数 据 库 与 转 的 感 知 设 备 是 一 种 挑 战 。
大 数 据 平 台 ， 为 水 禽 精 准 、 高 效 养 殖 提 供 技 术 、 标
4.2 　 改 进 建 议 　
准 与 平 台 支 撑 ， 推 动 水 禽 精 准 养 殖 与 产 能 提 升 。
水 禽 的 集 约 化 养 殖 是 实 现 水 禽 智 慧 养 殖 的 基
4 水 禽 智 能 化 养 殖 面 临 困 难 与 发 展
础 ， 智 能 化 装 备 以 及 环 境 控 制 系 统 是 实 现 水 禽 智 能
趋 势
化 养 殖 的 核 心 组 件 。 随 着 国 家 对 环 境 保 护 的 重 视 ，
以 及 对 水 禽 大 规 模 高 效 生 产 养 殖 ， 在 逐 渐 减 少 的 适
4.1 　 存 在 困 难 　
宜 水 禽 养 殖 用 地 上 ， 对 于 提 高 单 位 面 积 的 生 产 效 率
迫 在 眉 睫 。 所 以 ， 目 前 国 内 需 要 一 种 具 备 绿 色 、 环
虽 然 在 水 禽 的 智 能 化 系 统 管 理 方 面 ， 通 过 配 备
保 、 高 效 以 及 土 地 利 用 率 高 的 新 型 水 禽 养 殖 模 式 。
自 动 环 控 、 自 动 饮 水 饲 喂 、 自 动 清 粪 和 自 动 加 药 消
而 随 着 智 慧 养 殖 技 术 的 发 展 ， 水 禽 养 殖 生 产 过 程
杀 等 智 能 化 设 备 ， 初 步 实 现 了 一 定 程 度 的 集 约 化 与
中 ， 可 通 过 人 工 智 能 、 大 数 据 挖 掘 、 智 慧 感 知 以 及
自 动 化 ， 但 仍 无 法 大 面 积 推 广 。 这 是 因 为 目 前 水 禽
智 能 设 备 等 技 术 ， 可 使 水 禽 产 业 走 向 智 能 化 与 自 动
智 能 化 发 展 还 存 在 以 下 四 方 面 问 题 。
化 。 而 5G 技 术 的 普 及 对 养 殖 行 业 的 信 息 化 建 设 起
（1 ） 针 对 水 禽 智 能 化 设 备 的 相 关 成 果 较 少 ， 且
到 了 关 键 作 用 ， 对 于 水 禽 养 殖 ， 相 关 的 技 术 和 装 备
已 有 的 成 果 结 合 智 能 化 程 度 较 低 。 在 家 禽 领 域 中 ，
也 将 得 到 极 大 的 发 展 。 对 于 未 来 水 禽 的 智 能 化 装
当 前 专 门 针 对 水 禽 的 智 能 化 系 统 与 设 备 的 相 关 研 究
备 ， 给 出 建 议 如 下 。
远 落 后 于 鸡 等 ， 没 有 与 当 前 主 流 和 先 进 的 算 法 技 术
（1 ） 加 大 针 对 水 禽 的 智 能 化 装 备 的 研 究 投 入 ，
很 好 地 结 合 在 一 起 。
研 发 出 更 适 合 水 禽 养 殖 的 智 能 化 养 殖 装 备 。 当 前 ，
（2 ） 建 设 初 期 技 术 、 人 才 学 习 以 及 产 业 转 型 成
智 能 化 设 备 在 其 他 动 物 中 可 比 较 好 地 应 用 ， 尤 其 是
本 高 。 水 禽 养 殖 环 境 智 能 控 制 系 统 的 建 设 涉 及 多 学
对 猪 、 鸡 、 牛 的 养 殖 ， 而 针 对 水 禽 应 用 的 相 关 研 究
科 的 融 合 ， 无 法 从 原 有 的 养 殖 技 术 中 进 行 迁 移 ， 因
目 前 还 较 薄 弱 。 许 多 水 禽 养 殖 舍 依 然 在 使 用 养 鸡 设
此 人 才 技 术 培 训 以 及 迁 移 成 本 高 。 一 般 养 殖 企 业 无
备 。 水 禽 在 体 型 、 习 性 以 及 生 长 规 律 方 面 都 与 鸡 存
相 关 人 员 和 技 术 的 储 备 ， 现 有 人 员 在 从 传 统 设 备 过
在 较 大 的 差 别 ， 直 接 使 用 养 鸡 的 设 备 会 减 少 水 禽 的
渡 到 智 能 设 备 的 过 程 中 ， 及 时 迭 代 更 新 操 作 技 术 也
产 量 ， 甚 至 导 致 水 禽 死 亡 。 在 技 术 研 究 方 面 ， 将 物
是 当 前 的 困 难 。 同 时 ， 目 前 市 场 能 提 供 成 熟 产 品 和
联 网 技 术 与 深 度 学 习 技 术 深 度 融 合 ， 进 一 步 优 化 与
服 务 的 供 应 商 不 多 ， 存 在 一 定 的 风 险 和 门 槛 ， 建 成
完 善 水 禽 的 信 息 采 集 技 术 。 在 水 禽 舍 场 景 下 的 物 联
后 效 果 难 以 保 证 。 目 前 由 于 大 多 数 水 禽 舍 使 用 平 养
网 技 术 依 赖 于 网 络 的 正 确 部 署 、 传 感 器 的 可 靠 性 以
或 岸 边 开 放 式 散 养 模 式 ， 若 进 行 激 进 地 改 革 ， 会 给
及 管 理 平 台 的 效 率 性 。
水 禽 产 业 在 经 济 上 带 来 不 利 的 影 响 。
（3 ） 缺 乏 统 一 的 标 准 约 束 智 慧 养 殖 技 术 规 范 。 （2 ） 水 禽 环 境 智 能 控 制 系 统 与 智 能 化 设 备 需 要
水 禽 智 慧 装 置 技 术 目 前 暂 时 没 有 精 细 技 术 标 准 约 束 更 “ 接 地 气 ” 地 转 型 。 针 对 水 禽 高 层 笼 养 舍 的 设 备
装 备 的 设 计 规 范 ， 或 依 赖 于 其 他 更 大 范 畴 的 标 准 ， 研 发 水 禽 智 能 装 备 技 术 是 未 来 的 发 展 趋 势 。 为 了 避
导 致 市 面 上 的 各 类 水 禽 养 殖 装 置 或 系 统 性 能 规 格 高 免 过 于 激 进 的 产 业 升 级 转 型 ， 需 制 定 符 合 中 国 水 禽
度 不 统 一 ， 或 出 现 根 本 不 是 针 对 水 禽 养 殖 的 智 慧 养 养 殖 现 状 的 发 展 战 略 ， 在 对 现 有 主 流 水 禽 舍 养 殖 模Vol. 5, No. 1 刘 又 夫 等 ： 水 禽 智 能 化 养 殖 研 究 现 状 及 发 展 趋 势 107
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式 下 的 设 备 进 行 改 造 的 同 时 ， 推 进 未 来 水 禽 产 业 的
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设 备 改 革 。 在 设 备 的 研 发 过 程 中 ， 需 契 合 当 前 中 国
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Status Quo of Waterfowl Intelligent Farming Research
Review and Development Trend Analysis
1 1 1 1 1
LIU Youfu , XIAO Deqin , ZHOU Jiaxin , BIAN Zhiyi , ZHAO Shengqiu ,
1
HUANG Yigui , WANG Wence
（1. College of Mathematics and Informatics, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China;
2. College of Animal Science, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China)
Abstract: Waterfowl farming in China is developing rapidly in the direction of large-scale, standardization and intelligence. The re ‐
search and application of intelligent farming equipment and information technology is the key to promote the healthy and sustainable
development of waterfowl farming, which is important to improve the output efficiency of waterfowl farming, reduce the reliance on
labor in the production process, fit the development concept of green and environmental protection and achieve high-quality transfor ‐
mational development. In this paper, the latest research and inventions of intelligent waterfowl equipment, waterfowl shed environ ‐
ment intelligent control technology and intelligent waterfowl feeding, drinking water, dosing and disinfection and automatic manure
treatment equipment were introduced. At present, compared to pigs, chickens and cattle, the intelligent equipment of waterfowl are
still relatively backward. Most waterfowl houses are equipped with chicken equipment directly, lacking improvements for waterfowl.
Moreover, the linkage between the equipment is poor and not integrated with the breeding mode and shed structure of waterfowl, re ‐
sulting in low utilization. Therefore, there is a need to develop and improve equipment for the physiological growth characteristics of
waterfowl from the perspective of their breeding welfare. In addition, the latest research advances in the application of real-time pro ‐
duction information collection and intelligent management technologies were present. The information collection technologies includ ‐
ed visual imaging technology, sound capture systems, and wearable sensors were present. Since the researches of ducks and geese is
few, the research of poultry field, which can provide a reference for the waterfowl were also summarized. The research of information
perception and processing of waterfowl is currently in its initial stage. Information collection techniques need to be further tailored to
the physiological growth characteristics of waterfowl, and better deep learning models need to be established. The waterfowl manage ‐
ment platform, taking the intelligent management platform developed by South China Agricultural University as an example were also
described. Finally, the intelligent application of the waterfowl industry was pointed out, and the future trends of intelligent farming
with the development of mechanized and intelligent equipment for waterfowl in China to improve the recommendations were ana ‐
lyzed. The current waterfowl farming is in urgent need of intelligent equipment reform and upgrading of the industry for support. In
the future, intelligent equipment for waterfowl, information perception methods and control platforms are in urgent to be developed.
When upgrading the industry, it is necessary to develop a development strategy that fits the current waterfowl farming model in China.
Key words: smart breeding; waterfowl farming; intelligent equipment; information collection techniques; intelligent management plat ‐
form; vision imaging; wearable sensor
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