畜牧场智能化环境监测与调控技术规程

1T/XZBX0060—2025畜牧场智能化环境监测与调控技术规程本文件规定了畜牧场智能化环境监测与调控系统的总体原则、系统组成与基本功能、环境监测参数与传感布设、智能化调控策略与执行设备配置及数据管理与系统维护等内容。本规程可供养殖企业、设备制造商、系统集成商、设计院、科研院所和主管部门在项目建设、验收、运行评价等方面参考使用。本文件适用于新建、改扩建的畜禽养殖场（包括但不限于猪舍、牛舍、羊舍、鸡舍、鸭舍等）在环境智能监测与自动控制系统的设计、集成、安装调试与运行维护过程中，也适用于既有养殖设施的智能化升级改造项目。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T39925—2021农业固定设备畜牧业数据通信网络GB/T41441.2—2022规模化畜禽场良好生产环境第2部分：畜禽舍技术要求GB/T41187—2021农业物联网应用服务GB/T25171—2023畜禽养殖环境与废弃物管理术语3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1智能化环境监测系统intelligentenvironmentalmonitoringsystem指在畜牧场内布设的用于实时采集温湿度、气体浓度、风速、光照、噪声、粉尘、二氧化碳、氨气、硫化氢等环境参数，并实现数据远程传输、预警分析与图形化展示的信息采集与传输系统。3.2智能环境调控系统intelligentenvironmentalcontrolsystem指根据环境监测数据变化，通过设定阈值或算法逻辑自动调控风机、风窗、水帘、卷帘、补光、喷雾、加热、降尘等设备，维持畜禽生长适宜环境的机电联动系统。2T/XZBX0060—20253.3多参数联控multi-parameterlinkagecontrol指多个监测因子（如温度、湿度、气体浓度）之间联动控制执行机构，以达到环境综合优化的控制策略。3.4阈值调节threshold-basedcontrol指根据预设的单一或联合环境参数上限或下限，触发或解除设备动作的控制逻辑方式。3.5远程可视化管理remotevisualizedmanagement指通过物联网平台或客户端实现对畜牧场环境状态的远程实时查看、告警推送、控制指令下发与历史数据分析的功能。3.6分区控制zone-basedcontrol指在同一畜舍或养殖单元内，按空间位置或饲养阶段将环境调控区域划分为若干子单元，并分别设置传感器与调控逻辑，实现差异化精准控制。4总体原则4.1动物福利优先系统应以动物舒适性为核心设计基础，构建贴合不同物种、不同生长阶段生理需求的环境控制策略。温度、湿度、氨气、光照等调控目标应基于动物的实际反应阈值设定，避免因控制失衡引发应激、疾病或性能下降。调控过程应力求平稳、精准，杜绝过度波动和极端干预。4.2数据驱动感知优先智能系统的判断基础应来源于全面、实时、可靠的环境数据。传感器布设应覆盖关键区域和典型气流路径，数据采集应高频、低误差，具备连续性和可追溯性。控制逻辑、预警机制与管理决策均应建立在数据分析基础之上，实现从“经验判断”向“数据决策”的转变。4.3分级调控精准响应系统应支持按畜舍区域、饲养阶段与风险等级分级调控。调控逻辑应兼容单参数阈值控制与多参数协同联动，并具备阈值动态调整能力。风机、水帘、加热、喷雾、卷帘等设备应通过智能控制器实现有序启停、分档运行与异常切断，保障控制响应快速、动作准确、系统稳定。4.4节能环保协同提升T/XZBX0060—20253智能调控系统应注重能效管理与绿色运行，避免能耗过高与资源浪费。建议引入能耗监测与评估模块，对通风、降温、供暖等系统进行用能对比与节能优化。同时，应兼顾粪污处理、气体排放、粉尘控制等环保需求，推动智能系统与养殖废弃物管理的协同集成。4.5信息集成平台统一系统架构应支持多源数据汇聚、远程统一管理与不同终端灵活访问。建议采用集中平台+边缘控制器的分层结构，平台具备权限分级、数据可视化、远程控制、运行记录、报警推送等功能，并预留接口用于与养殖ERP系统、视频监控系统、疫病防控系统的集成对接。4.6安全稳定可持续运行系统应具备在高湿、高尘、腐蚀等畜牧环境下长期运行的能力。关键设备应选用工业级标准，平台应支持断电续传、网络中断缓存、远程维护与本地容错机制。建议建立系统巡检、设备校准、版本升级与备件储备制度，确保故障可预警、数据不丢失、运维有支撑。5系统组成与基本功能5.1系统组成系统通常包括以下子系统和核心设备：——监测感知终端：温湿度传感器、氨气/硫化氢/CO2检测器、光照强度计、粉尘浓度计、风速/负压探头、噪声计、红外/视频感知装置等；——边缘控制设备：环境控制主机（PLC、嵌入式工控机等），具备本地逻辑执行、手动与自动双模式切换功能；——数据传输模块：支持RS485、4G、LoRa、Wi-Fi、NB-IoT等通信方式的采集器、网关与无线基站；——智能控制设备：通风风机、湿帘水泵、卷帘电机、加热器、补光灯、喷雾系统、负压调节风窗等；——上位数据平台：具备数据实时显示、历史数据分析、报警通知、控制策略配置、远程视频联动等功能的智能化管理平台。5.2基本功能要求畜牧场智能环境系统的功能应围绕“监、控、报、存、显、管”六大维度展开，既满足养殖过程对环境稳定性的要求，又赋能管理者以数据支持的科学决策智能化环境监测与调控系统应至少满足以下功能：——实时数据采集：对核心参数每分钟采样1次以上，上传周期≤5分钟；T/XZBX0060—20254——数据超限报警：系统应具备参数越限声光+平台推送预警机制，支持短信/微信/APP多渠道告——调控自动响应：对接相关执行设备，支持基于单一阈值或多参数联控的设备启停控制；——手动干预功能：在紧急状态下具备一键本地手动控制或远程强制控制权限；——数据存储与可视化：不少于180天的历史数据存储，支持参数趋势图、区域对比、事件记录导出；——多终端访问：支持PC、平板、移动终端访问权限配置与操作，具有多用户管理功能；——模块化升级能力：系统支持不同品牌传感器/控制器扩展接入，支持多栏舍/多厂区统一管理；——断电/断网保护机制：系统应具备断电报警、断网缓存、供电恢复自动重启等功能。6环境监测参数与传感布设6.1核心监测参数设置针对不同养殖对象（猪、牛、羊、禽类），环境控制的关键影响因子略有不同，但通常需重点监测以下参数：——温度：影响畜禽代谢率、采食量与应激反应，是最基本的控制参数；——相对湿度：过高会增加病原传播风险，过低则引发呼吸道干燥；——氨气（NH3）、硫化氢（H2S）：来源于粪污发酵，是衡量通风与粪污管理是否合理的重要指标；——二氧化碳（CO2）：反映舍内通风效率和动物呼吸强度；——风速与风向：用于评估气流组织状况，尤其在横向或纵向通风场景中尤为关键；——光照强度：对禽类和母猪的繁殖表现有直接影响，影响采食节律；——噪声与粉尘浓度（可选）：适用于高密度禽舍和育肥猪舍，对动物应激控制有参考意义。常规环境参数监测指标推荐范围见表1。表1常规环境参数监测指标推荐范围CO:浓度±50ppm6.2传感器布设原则与点位建议传感器布设应遵循“均匀代表、避障防损、易检维护、分区分层”的基本原则。建议每个栏舍最少设置1组环境监测基点，面积大于500m2的舍体应按“每100–150m2一组”递增。具体布点建议如下：T/XZBX0060—20255——温湿度传感器：布设在畜禽活动区上方1.5-2.0m高度，避开门窗、风机直吹区与热源；必要时应设置天棚避光；——氨气/硫化氢/CO2探头：安装于动物呼吸高度略上方（1.2-1.5m），建议靠近排污沟或粪沟上方设点；——风速/负压探头：在主进风口与排风口轴线位置分别设1组；——光照探头：安装在距地面1.5m以上中央区域，不受阴影或灯具干扰；——粉尘/噪声：设置于靠近设备集中的通道或料线区域，安装高度为1.5-1.8m。特殊情况下（如多栏区舍、阶梯式禽舍），应采用“多层垂直分布+水平区域平均”布点策略，确保数据具备结构代表性。6.3传感器设备技术要求选用传感器应满足以下技术规范：——精度满足监测需求，具备出厂校准与防护等级≥IP65；——支持标准通信接口，支持与控制系统兼容对接；——具有抗氨气腐蚀、耐尘、耐低温、高湿稳定工作能力；——电源应支持DC12/24V或电池+太阳能组合供电模式；——应配置唯一编码，并在平台上建立绑定台账，便于点位维护与数据溯源。传感器应具备维护接口或远程诊断功能，支持周期性自检、误差修正与故障上报。建议每年进行一次人工比对校准，高密度饲养区域应每6个月维护检查1次。7智能化调控策略与执行设备配置7.1调控逻辑设计原则智能调控系统的核心是通过预设阈值判断或算法模型识别异常变化后，触发相应设备进行联动响应。其设计原则包括：a)单参数响应：如温度超过上限，则优先启动风机；湿度过低，自动关闭喷雾系统；b)双参数耦合：如高温高湿联发时，需启动风机+湿帘+强排联合控制，而非单点调节；c)多段控制策略：每个参数可分为正常、预警、严重三个区段，对应低、中、高三档响应强度；d)调控逻辑可设定/可修改：支持用户根据养殖阶段动态修改阈值（如保育期温度上限可设为e)软硬联动机制：平台可远程下发调控策略更新，控制器应实时响应，系统具备“本地优先+云端同步”模式，避免断网死机；f)冗余判断与手动接管：系统具备故障保护机制，发现采集异常或设备不响应时，应提示人工干预或自动切换到安全模式。T/XZBX0060—202567.2常用控制策略示意以猪舍为例，常见环境因子联动响应策略见表2。表2智能控制逻辑策略系统应支持图形化策略编辑界面，运维人员可根据实际需要快速调整设备控制组合与触发条件。7.3控制设备配置要求各类控制设备作为系统输出端，应具备响应快、控制精准、维护方便等特点。设备配置应依据圈舍结构、畜禽品种与通风系统类型确定布设方式和数量。常见执行设备技术要求见表3。表3常用控制设备配置要点所有控制设备应预留接入端口、远程信号接口，支持与控制器/平台的数据联通和状态上传。建议关键设备具备运行状态反馈功能，如风机转速、电流、电压及运行时长统计等，便于监测与故障判断。7.4分区控制与分阶段适配在多栏舍或长舍结构中，建议将控制系统按“栏区”或“功能区”分区管理，采用多控制主机协同运行机制，实现空间差异化调节：——育种区温湿度要求高，优先加设红外温控设备；——育肥区易产生氨气，重点布设风机/湿帘联控；——舍外环境变化显著区域应预留气象感知接口（风速/风向/雨雪感应器）辅助控制逻辑优化。不同养殖阶段对环境要求差异大，系统应具备“饲养阶段参数模板库”，可通过养殖批次初始化选择“保育期”“生长期”“妊娠期”等场景模板，实现控制策略快速切换。8数据管理与系统维护8.1数据采集与存储管理T/XZBX0060—20257环境监测与调控系统产生的数据包括实时运行数据、历史趋势数据、告警日志、设备运行状态记录等。数据管理应满足以下要求：——所有传感器采集数据应带有时间戳与设备编号，并自动归类至对应栏舍或区域；——重要参数（如温度、氨气、CO2等）应按每分钟1次以上频率采样，平台端应具备≥180天原始数据存储能力；——所有数据应支持图表可视化、导出查询与比对分析，数据接口应支持与企业内部生产管理系统、溯源系统等对接；——对于发生告警的参数，应同步记录告警时间、超限值、响应时间与处置情况，用于事后复盘与培训；——建议建立“数据分级存储机制”：近7天高频数据保留完整，7-30天存储每小时平均值，30天后按日汇总归档，以平衡精度与存储压力。数据安全方面，应设定多级访问权限，不同岗位人员仅限访问相关栏舍或模块的数据。重要控制指令和修改行为应具备日志记录与操作追溯功能。8.2系统运行与设备维护机制为保障系统长期稳定运行，应建立标准化、制度化的运维与维护机制：——日常巡检：每日至少1次平台端远程巡检，核查数据刷新频率、传感器状态与告警信息；——现场月检：每月组织1次实地设备巡检，包括传感器清洁、线路松动检查、风机/水泵运行情况确认等；——季节性校准：建议每半年进行一次重点参数的比对校准（如温湿度、氨气浓度），必要时更换老化探头；——故障维修响应机制：建立设备故障报修流程，明确责任人、响应时限（一般不超过24小时）和维修记录台账；——备件与耗材储备：应配备传感器、继电器、电源模块、控制主机等常用备件，养殖密集区应建有集中维修仓；——系统升级维护：平台与控制器应具备远程升级功能，系统每年应至少完成1次全面版本更新，内容包括功能优化、安全补丁与兼容性扩展。为确保维护操作合规，建议制定相关智能系统运维手册，明确各类设备的使用说明、维护周期与注意事项。8.3系统运行效果评估系统投入运行后，应定期对其控制效果、管理效率与节能潜力进行综合评估，建议每年形成一次系统评估报告，内容包括：——环境稳定性评估：各栏舍关键参数波动是否控制在设定范围内，告警次数与处理成功率；T/XZBX0060