基础上，介绍了信息感知与环境调控相关前沿技术，分析了面临的问题与挑战，指出智能传感器技术将成为推动畜禽设施精细养殖进步的底层驱动技术，兼顾畜禽福利和生产性能的动物拟人化智能调控技术和策略等是面临的重要挑战。最后，就中国畜禽设施精细养殖关键技术如何落地提出了相关建议，旨在为中国畜禽设施养殖业的转型升级和可持续发展提供理论参考和技术支撑。
关键词：设施精细养殖;信息感知;环境调控;精细畜牧业;智能传感器
中图分类号：S-1 文献标志码：A 文章编号：201905-SA006
滕光辉. 畜禽设施精细养殖中信息感知与环境调控综述[J]. 智慧农业， 2019， 1（3）： 1-12.
Teng G. Information sensing and environment control of precision facility livestock and poultry farming[J]. Smart Agriculture， 2019， 1（3）： 1-12. （in Chinese with English abstract）
1 引言
快速发展的移动互联网、大数据、云计算和人工智能等新一代信息技术与各行业的深度融合已成为当前和今后一段时期全球范围内各行各业创新发展的重要趋势。在此大潮的冲击下，世界畜禽养殖业正在迎来一场巨大的变革。
德国汉诺威国际畜牧展（EuroTier）是由德国农业协会（DLG e.V.）主办的全球规模最大、专业度最高、综合性最广、影响力最大的世界顶级畜牧展，被誉为全球畜牧行业发展的风向标。2018 EuroTier技术产品创新奖“Innovation Award EuroTier 2018”[1]已表明，以数字化、物联网等为核心的精细养殖技术在整个畜牧养殖价值链中的作用快速提升，满足动物福利要求的基于养殖动物个体管理和产品质量、环境保障的数字化成套解决方案已成为日益重要的精细畜牧业技术的发展前沿领域。
精细畜牧业（Precision Livestock Farming，PLF）是指基于过程工程原理和技术，连续、实时自动监测养殖动物健康、福利、生产、繁殖及其环境影响及动态变化，并将获取的生物，环境信息直接转化为养殖者所需的不同管理策略应用于畜禽生产管理的现代畜牧业理念。精细畜牧业也被称为“基于传感器”的个体动物养殖方法，已成为满足养殖动物健康和福利以及畜牧业环境可持续发展的良好途径[2-4]。可以预见，未来我国畜禽养殖业行业将迎来以信息化、精细化养殖管理为特色的设施化精细养殖新模式[5]。信息化、精细化技术的快速发展，将会为畜禽生产、生态环境调控与自然资源的可持续利用等有机结合提供新的机遇。经济效益、动物健康与福利生产过程管理精细化和产品质量这三大关键因素事关畜牧养殖业可持续发展，精细养殖已成为畜禽养殖业的最新发展趋势。
本文在阐述畜禽设施精细养殖信息感知与环境调控的重要性的基础上，介绍了畜禽设施精细养殖信息感知与环境调控前沿技术，并就我国畜禽设施精细养殖关键技术如何落地提出了相关建议，目的在于分析当前该行业面临的问题与挑战，指出智能传感器技术将成为推动畜禽设施精细养殖领域进步的底层驱动技术，为我国畜禽设施养殖业的转型升级和可持续发展提供理论参考和技术支撑。
2 畜禽设施精细养殖
畜禽设施养殖主要涉及畜禽品种、核心装备和设施环境3大要素（图1），其中，畜禽品种是核心，核心装备是支撑，设施环境是保障畜禽生产潜力充分发挥的基础。畜禽设施养殖过程中，设施装备通过养殖工艺、配套管理技术和专家经验满足畜禽采食、饮水及生长过程所需运行条件;通过调控设施环境为畜禽生长提供适宜的生长小气候环境，实现满足畜禽生产力需要并发挥其最佳遗传潜力的目标。
畜禽设施精细养殖是精细畜牧业的具体实践。它是在设施养殖环境条件下，以动物行为学、动物营养学、设施养殖环境工程学理论为指导，以新一代信息科学技术为支撑，以满足畜禽生理和福利需要为前提，以基于群体中个体差异按需、定点、定时饲养管理为特征的智能化养殖方法。
具体而言，以能够满足畜禽生长、生活和生产管理需要的舍内笼具、圈栏、饲喂、通风、清粪等养殖全程机械化、信息化设备为基础，应用物联网技术全方位实时感知获取与养殖畜禽群体或个体生态、生理及生产过程相关的数字化信息，包括体温、体重、呼吸、活动量、采食量等体况及行为信息，基于构建的畜禽生长模型或生理调控算法，科学预测和实时响应畜禽的健康、发情或繁殖力等，运用闭环工业控制理论智能化调控畜禽舍内小气候环境，并基于获取的数字化信息实施营养供给、疫病防控等全程全自动生产管理与决策服务。
畜禽设施精细养殖的核心在于物联网与传统设施养殖的结合。物联网将“养殖工艺”与“环境调控”有机结合，最终通过精细调控设施装备来实现畜禽的优质低耗生产。物联网在设施畜禽养殖中的应用，就是在配备自动化养殖设施（通风换气、饲喂、饮水和防疫消毒、畜禽排泄物处理等设施装备）、饲料散装配送设备的畜禽舍中，针对舍内局部小气候环境控制系统，运用“物联网+”系统感知舍内温湿度、光照、CO2、NH3等传感器设备，检测设施养殖环境中的温湿度、光照强度、有害气体浓度等物理量参数，通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证畜禽有一个良好的、适宜的生长环境。