项目概况

项目背景

当前规模化猪场、蛋鸡舍、奶牛场等畜牧场区传统巡检模式完全依赖人工执行，受人工巡检天然局限性制约，无法满足现代化畜牧生物安全、24小时全域精细化养殖管控需求，行业现存四大核心痛点：

（1）人力成本高、巡检覆盖存在盲区

养殖场区棚舍多、栏位密集、高层笼具、舍内角落、设备顶部均为人工难以触及区域；人工每日仅可完成 2-3 轮巡检，夜间、高温、高湿恶劣环境无法值守，全天监控断层严重，无法实现无间断巡查。同时养殖工作环境艰苦，劳动力老龄化、人员流动性大，长期人工巡检带来持续上涨用工与培训成本。

（2）数据采集主观滞后，无法预判风险

人工依靠肉眼、经验判断畜禽健康、舍内环境，极易出现漏判、误判；纸质记录数据无法实时汇总分析，温湿度、有害气体、畜禽体征等数据滞后，无法对疫病、环境恶化、设备故障做提前预判，难以实现 “防患未然” 的养殖管控目标。

（3）生物安全风险突出，危害人员健康

人员跨舍巡检走动是疫病交叉传播核心途径；棚舍内常年聚集氨气、硫化氢、粉尘等有害物，长期人工巡检会损伤巡检人员呼吸道、皮肤，存在职业健康隐患，不符合 “机器代人、少人无人值守” 的智慧养殖发展趋势。

（4）设备与畜禽状态监控缺失，损耗成本高

人工无法实时监测料塔料位、风机、水帘、饲喂设备运行状态，设备故障停机易造成断料、环控失效；无法持续监测畜禽体温、采食、活动行为，疫病发现滞后会大幅提升死淘率，饲料转化率下降，直接造成养殖经济损失。

基于以上行业痛点，引入悬挂式微型轨道智能巡检机器人，构建空中全域巡检体系，替代人工完成全天候自动巡查，实现环境监测、畜禽健康识别、养殖设备监控、数据智能分析、异常实时报警，打造无人值守智慧畜牧场区，降低人力、疫病、设备多重损耗成本。

2.系统方案

系统构成

依托棚舍顶部悬挂轨道搭载微型巡检机器人完成全域自主巡检，实现畜禽状态、舍内环境、养殖设备全维度智能感知，数据自动采集、云端分析、分级预警、设备联动闭环管控。整套系统采用终端层—网络层—平台层—智慧算法层—交互层五层标准化架构，将现场感知、数据传输、AI智能分析、可视化管理深度融合，具备全域无死角监控、畜禽智能识别、环境实时预警、多系统集成联动、养殖辅助决策全能力。

（1）终端层（感知与执行单元）

终端层为整套系统数据采集与现场执行基础，全部设备悬挂部署于棚舍上空轨道，不占用地面养殖作业空间：

微型轨道巡检机器人本体：搭载高清可见光摄像头、红外热成像仪、多参数环境传感器、声音采集模块、3D视觉模组，完成畜禽、环境、设备全方位检测；机身采用IP67全密封防护设计，适配畜牧场景可冲洗的作业环境。

轨道与配套执行单元：铝合金轻型轨道、无线自动充电桩、现场声光报警器，支撑机器人自动巡航、自动补能、现场报警、对接环控/投喂设备联动控制。

（2）网络层（通信与传输保障）

网络层实现终端与平台之间的高速、安全通信：

局部网络覆盖：部署局域WiFi，实现现场监测数据和视频流的可靠传输；

冗余与安全传输机制：采用双通道冗余机制及VPN加密，确保数据传输的安全性与稳定性。

（3）平台层（数据处理与集成中心）

平台层为整套系统核心中枢，承载全量数据存储、处理、业务管理、设备联动功能：

综合信息总览：集中展示机器人运行状态、全棚舍实时巡检数据、环境传感器参数、畜禽识别异常记录、养殖设备工况；

视频与红外融合系统：多路可见光+红外热成像画面实时接入，同步展示畜禽群体体温热力分布、设备温度数据；

多感知数据融合：融合视频画面、红外测温、环境气体、音频、3D视觉多维度数据，大幅降低畜禽异常误报率；

设备与系统管控：机器人终端台账、轨道巡航任务调度、分级人员权限管理、云台360°远程控制、充电桩自动管控、检修区域电子禁行区设置；

养殖专属智慧报表：自动生成环境日报、畜禽健康巡检报表、设备故障台账、饲料余量统计报表，支持历史数据查询、趋势分析、死淘率/料肉比测算；

联动控制模块：开放控制输出通道，识别环境超标、饲料不足、畜禽发热异常时，自动联动风机、水帘、投喂机、喷淋消毒设备执行调控动作。

（4）智慧算法层（智能识别与养殖决策支持）

智慧算法层是系统实现无人化智能养殖的核心，包含通用巡检算法与畜牧专属AI识别算法：

通用安全识别算法：烟雾识别、火情识别、温度识别和无关人员闯入识别；

畜牧专属多模态AI识别算法：畜禽红外体温筛查算法、畜禽异常行为识别算法（打斗、躺卧萎靡、采食异常、咳嗽发声）、死禽/病畜识别算法、料塔/料槽余量视觉测算算法；

多源数据融合算法：整合温湿度、氨气、CO₂、粉尘、畜禽体征数据，智能判定联动温度控制系统、通风系统适时调控；

养殖大数据分析算法：基于长期巡检数据预测疫病高发时段、环境波动周期、饲料消耗趋势、畜禽生长健康曲线，测算料肉比、产蛋率、死淘率变化；

智能分级决策算法：区分环境预警、畜禽健康预警、设备故障预警、饲料短缺预警四类告警，识别异常后自动推送分级处置方案，并发送通知信息至管理人员后台。

（5）交互层（人机交互与可视化应用）

交互层面向养殖场管理员、技术员、企业管理层，提供多终端可视化操作界面：

PC客户端、Web管理平台：多终端随时随地查看棚舍巡检实况、接收告警推送、下发机器人巡航任务；

场区集控中心大屏：全屏展示全厂区棚舍布局、轨道机器人实时位置、全域环境热力图、畜禽健康统计、报警弹窗、设备运行状态；

分级权限交互：区分养殖操作员、技术员、管理员、企业管理层四级权限，差异化展示数据与操作功能；

语音人机交互：支持语音下发巡检任务、播报畜禽异常告警、播报棚舍实时环境参数，简化现场操作。

微型轨道巡检机器人核心功能

整体适配猪场、蛋鸡舍、奶牛舍空中轨道固定巡检场景，覆盖栏位畜禽、料塔、风机、水帘、饲喂管线等全部养殖关键设施，兼顾通用安全巡检能力与畜牧行业专属健康、环境、设备监测功能，细分基础通用作业功能、畜牧专属监测功能两大板块：

基础通用巡检作业功能

机器人沿棚舍顶部轨道自主巡航，全程无需人工干预，适配多层笼架、多栏位密集养殖场景，实现空中无盲区全覆盖巡检，机身搭载升降云台，可上下调整监测高度，覆盖高层笼顶、底层栏位、料塔顶部等人工难以观测点位。

远程控制

通过PC端远程操控机器人轨道启停、前进后退；远程控制云台360°水平、±90°垂直旋转，高清相机变倍、对焦、光圈调节，远程抓拍畜禽特写、设备细节照片、录制现场视频。

急停功能

机器人配置物理急停按钮，轨道全线设置急停触发点位；巡检途中出现轨道异物、设备碰撞风险时，人工按下急停可立刻终止全部运动、采集动作，消除风险后复位即可恢复巡检。

无人自主巡检

接收后台预设多套养殖巡检任务方案，按设定时段、路线、点位自动执行全天巡航，支持早中晚多频次定点巡检，夜间无灯光环境下依靠红外持续作业，实现24小时无人值守。

离线巡检

棚舍局部网络信号中断、断网场景下，机器人可继续完整执行预设巡检路线，全部图像、温度、环境、畜禽识别数据本地缓存；网络恢复后自动批量上传至后台，不会丢失任何巡检记录。

磁性标签精准定位

本轨道机器人采用磁性标签作为核心定位方式，标签的规范安装是避免巡检点位偏移、保障任务精准执行的关键，可有效保证设备长期巡检的稳定性与准确性。

手动任务终止与临时操控

在特殊场景下，管理人员可远程手动介入控制，随时终止机器人当前自动巡检任务，切换为手动控制模式开展临时巡检作业，适配现场临时作业需求。

智能遇障防护功能

轨道搭载多组激光避障传感器，机器人行进方向出现水管、杂物、悬挂工具等障碍物时，机器人自动停止前进，本地声光报警并同步推送告警至后台；障碍物移除后自动恢复巡航；

多状态声光指示功能

机器人配置声光报警器，遇到异常情况时主动发出报警提示，同时配备红、绿、黄三色状态指示灯，可实时展示设备运行状态，直观反馈机器人作业工况。

全自动无线充电功能

机器人实时监测剩余电量，电量低于阈值时自动规划路线返回轨道充电桩，自动对接无线充电模块；充电完成后断电待命或直接继续巡检，全程无需人工插拔、值守。

充电安全保护功能

充电阶段实时监测输入电压、电流、充电模块温度；出现过压、过流、高温异常时，立刻切断充电回路并上传故障报警，杜绝潮湿棚舍充电短路起火风险。

整机全模块自检功能

每次启动巡检任务前自动执行整机自检，覆盖轨道驱动电机、通信模块、高清相机、红外热成像、环境传感器、音频采集、云台、避障雷达、充电模块全部硬件；自检异常实时上传后台并弹窗提醒，禁止带故障启动巡检。

红外全域测温功能

红外热成像模块同步采集畜禽体表温度、风机/电机/管线设备表面温度；最远测温识别距离≥20m，单轮巡检测温识别准确率≥90%，红外热力图与温度数值实时上传平台，温度超标分级预警。

巡检数据本地存储监控

机器人拍摄的可见光照片、红外热力图像、全程巡检视频本地存储，同时同步上传后台服务器；视频、图像存储时长不低于2个月，支持任意时段回放调取，用于疫病溯源、设备故障复盘。

多重安全防护机制

轨道防脱轨结构：轨道两侧限位设计，机器人不会侧翻、坠落；

轨道落差/坡道识别：算法识别轨道高低落差，自动减速平稳通行；

冲洗防护：整机IP67密封防护，支持机身冲洗清洁，适配场区日常消杀清洁场景；

腐蚀环境防护：外壳耐氨气、消毒剂酸碱腐蚀，适配常年高湿养殖环境。

一体化防抖视频监控系统

云台搭载减震结构，搭配防抖可见光机芯，轨道移动过程中画面无抖动；云台水平360°无死角旋转、垂直±90°俯仰，配合光学变焦，清晰捕捉30米内每一栏畜禽细微状态；可见光、红外双相机同步成像，后台分窗口实时展示两路画面。

畜牧行业专属巡检监测功能

畜禽红外体温智能筛查

依托红外热成像AI算法，非接触式批量检测群体畜禽体表温度，精准识别发热个体（猪、鸡、奶牛）；自动标记高温畜禽所在栏位，后台弹窗推送预警，无需人工逐只测温，避免捕捉畜禽产生应激反应，提前预判流感、炎症类疫病。

畜禽异常行为AI识别

高清视觉+音频融合算法，全天候识别各类畜禽异常状态：

生猪：打斗扎堆、长期躺卧萎靡、采食减少、咳嗽喘息、母猪难产、仔猪离群；

蛋鸡：扎堆发热、停止采食、站立不动、死禽倒伏、异常鸣叫；

奶牛：活动量骤降、反刍行为缺失、群体躁动打斗；
识别后自动记录栏位、抓拍异常图像，生成畜禽健康异常台账。

病死畜禽自动识别报警

专用视觉算法识别栏内死亡畜禽，识别准确率＞95%，发现后立刻推送告警信息，标注精准栏位，缩短人工排查时间，避免病死畜禽长时间留存棚舍滋生细菌、扩大疫病传播风险。

棚舍多维度环境实时监测

机器人搭载一体化环境传感器，巡航全程同步采集每一片栏区参数：空气温湿度、氨气NH₃、硫化氢H₂S、CO₂浓度、PM2.5/PM10粉尘、光照强度；后台生成棚舍分区环境热力分布图，参数超出养殖标准阈值自动预警。

料塔、料槽饲料余量视觉监测

通过3D视觉模组识别料塔存量、栏位料槽剩余饲料高度，后台自动统计全场饲料消耗总量、预估剩余使用天数；饲料余量低于设定阈值时，系统自动推送缺料提醒，可联动自动化投喂设备完成补料，实现精准饲喂、减少饲料浪费，优化料肉比。

养殖设备工况监控联动

实时巡检风机、水帘、管线、自动饲喂电机、喷淋消毒设备运行温度、振动异常；识别设备过热、停机故障后分级告警，同时联动备用设备自动启动；环境参数超标时自动控制风机加大通风、水帘开启降温、喷淋自动消杀。

后台智慧畜牧管理系统与拓展对接功能

整套轨道机器人管理系统基于B/S架构Windows平台开发，围绕机器人设备管控、棚舍实时监控、畜禽健康管理、环境数据分析、养殖设备联动、报警处置、人员权限管理构建全功能后台，各模块数据互通、业务闭环，完整覆盖智慧畜牧全流程数字化管理。

机器人列表总览界面

系统首页全局管控入口，集中展示厂区全部轨道机器人运行总览数据：在线设备数量、故障/低电量机器人数量、当日完成巡检总次数、全棚舍异常告警总数；单台机器人条目展示实时位置、剩余电量、当前执行任务、轨道编号、硬件运行状态。
核心操作功能：批量切换机器人监控画面、单台设备参数查看、全局系统健康状态监测、批量下发巡检任务。

实时监控可视化界面

核心可视化操作窗口，分屏同步展示机器人可见光画面、红外热成像热力图；侧边面板实时刷新对应棚舍环境参数、轨道运行速度、云台角度、畜禽识别实时结果、未处理告警清单。
支持功能：单画面全屏放大、实时截图、一键录制视频、远程云台操控、临时定点抓拍畜禽特写，管理人员远程实时巡查任意棚舍实况。

机器人远程控制界面

专门用于人工手动操控机器人的操作面板，集成全套运动与视角控制工具：

实时视频窗口：同步轨道现场画面，直观确认周边栏位、障碍物；

机器人运动控制：速度档位调节（0-15m/min）、前进/后退/轨道换向、一键前往指定巡航点位；

云台精细控制：上下左右旋转、拉近拉远变焦、聚焦、灯光补光；

快捷辅助功能：现场声光报警触发、强制回充、整机重启、拍照录像；

任务一键执行：选择预设养殖巡检方案，点击“一键自动巡航”启动全天无人巡检；

调试工具抽屉：轨道节点启停、导航重置、雷达重启、风扇除湿、本地缓存手动导出；

任务编辑面板：实时增删巡检点位、修改单点位停留时长，适配转群、消杀临时巡检需求。

机器人台账管理界面

全厂区轨道机器人信息统一管理列表，每条设备包含机器人编码、棚舍归属、轨道编号、通信IP、充电点位、硬件配置、维护记录；
功能包含：编码/棚舍名称模糊搜索筛选、设备详情查看、基础参数编辑、新增机器人接入系统、设备故障维护记录存档；设备出厂已完成基础配置，仅故障更换设备时编辑参数。

轨道导航建图管理界面

轨道地图、定位、巡航核心配置窗口，分多组节点控制开关：IMU惯性定位节点、电机驱动节点、激光雷达节点、三维建图节点、定位节点、自动导航节点、畜禽巡检采集节点；
核心建图与导航操作流程：

开启IMU、电机、雷达节点，手动操控机器人沿完整轨道行走，自动构建棚舍三维轨道地图；

建图完成后标定基准0点、自动充电点位，保障机器人精准回充、定点巡检；

输入巡检点位编号，一键启动定点巡航；支持多层棚舍轨道跨地图导航；

电子禁区绘制：在地图上框选检修区域，机器人自动规避，检修完成后删除禁区。

巡检任务方案配置界面

可按需创建多套差异化养殖巡检方案，适配不同养殖时段需求（凌晨低温巡检、白天畜禽行为巡检、夜间疫病筛查、消杀专项巡检）；

筛选功能：按方案名称、棚舍区域快速检索历史任务；

方案编辑：配置巡航路线、各点位停留时长、红外测温开关、畜禽AI识别启停、环境采样频次；

新增方案：自定义任务名称、绑定对应轨道机器人、勾选需要执行的监测功能、设置自动启动时段；

任务启停管理：一键启用/暂停指定巡检方案，批量修改多套任务执行周期。

巡检点位综合报表界面

以表格形式存储所有巡航点位完整采集数据，字段包含机器人编号、任务方案编码、栏位巡检坐标、温湿度、氨气、CO₂、饲料余量数值、畜禽体温均值；超标数据标红高亮，正常数据绿色展示。
配套功能：多维度筛选（棚舍、时间区间、异常/正常数据）、单条记录详情查看、下载对应点位可见光/红外图像、导出Excel离线存档分析；支持按月、按周自动汇总场区环境均值报表，辅助养殖环境优化。

AI畜禽算法识别记录界面

存储全部畜禽AI识别历史数据，列表展示机器人编码、任务编号、识别类型（发热、打斗、死禽、采食异常等）、识别栏位、识别时间、处置状态；
操作功能：按识别类型、时间范围检索、查看抓拍异常原图、标记告警已处理、批量导出月度畜禽健康分析报表，用于疫病发病规律统计、养殖方案优化。

全场巡检任务记录界面

记录每一次完整自动巡检任务全流程信息：巡检记录编码、绑定机器人、任务方案、巡检起止时间、任务状态（已完成/中断/低电量终止）、畜禽异常数量、环境超标次数、设备故障告警条数；
支持筛选查询单棚舍、单月全部巡检记录，可下载巡检全程视频回放，导出完整巡检台账，满足养殖企业安全生产、生物安全档案留存要求。

分级告警记录管理界面

统一归集系统全部告警信息，分三大标签页分类展示：机器人硬件故障告警、棚舍环境超标告警、畜禽健康/设备异常算法识别告警；
每条告警记录包含：告警编号、所属棚舍、栏位/点位、告警类型、触发时间、详细描述、当前处理状态（未处理/已确认/已闭环）；
管理功能：按任务编码、告警类型快速筛选、一键确认处置告警、填写处置备注、批量导出告警统计报表；未处理告警实时在大屏弹窗持续提醒，杜绝漏处置风险。

系统用户分级权限管理界面

管理养殖场全部操作人员账号，列表展示用户名、岗位类型、权限等级、账号启用状态；
权限分级：养殖巡检员（仅查看监控、接收告警）、技术员（编辑巡检任务、查看报表）、场区管理员（机器人全功能管控、告警处置）、集团管理层（全局数据查看、无设备操作权限）；
配套操作：用户名/岗位筛选、新增员工账号、编辑权限配置、停用离职人员账号，保障养殖数据与设备操作安全隔离。

系统拓展对接与集成功能

系统采用标准化开放架构，具备极强拓展兼容能力，适配养殖场现有各类自动化设备集成：

硬件对接工业协议：支持OPC、Modbus、BACNet工业协议，可直接对接风机、水帘、自动化饲喂线、喷淋消杀设备、料塔称重系统，实现告警自动联动调控；

信息化软件接口：开放标准WebAPI、WebService、MQTT物联网协议，可对接养殖场ERP养殖管理系统、集团大数据平台、畜禽溯源系统；

数据底层接口：支持ODBC标准数据库对接，可同步导出全量巡检、畜禽、环境数据至企业本地数据库；

拓展功能预留：可后期新增氨气在线分析仪、畜禽声音采集模块、体重3D测算模块，无需重构整套系统，平滑升级扩展。