畜禽养殖环境监控系统解决方案.docx
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畜禽养殖环境监控系统解决方案
畜禽养殖环境监控系统解决方案
畜禽科学养殖环境监控系统解决方案
一、客户价值。
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1二、畜禽场环境监测总体方案。
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.4三、畜禽场设备控制方案。
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10四、视频与图像方案。
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.12五、手持终端与显示终端。
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.12六、监控管理平台.。
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.14七、猪场生产管理信息系统...。
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16
一、客户价值
涉及畜禽生长环境的大规模生产往往需要准确、稳定、长期的环境数据记录，形成可以追溯的数据库，并要求对环境的变化实时报警，进一步实现远程的实时动态调整,以便对管理流程作出积极改进，使畜禽生长在最佳环境里，最大程度上提高企业产量和质量。
另外，现在生产过程中数据采集记录工作一般由生产雇员来完成，但是面临人员素参差不齐、采集时间及统计误差不一致、人员往返现场操控成本高、信息反馈不及时、数据真实性不能完全保证等诸多问题.这些问题均给单位带来了不便和误差.由于发展迅速，畜禽的生产场地也离办公区域越来越远，急切需要排除人工采集和巡查所带来的误差，以便使真实的生产数据能够掌握在管理者手中.
影响畜禽繁殖性能5个因素（品种、营养、管理、疫病和环境）之间相互影响和制约，任一个因素失控都足以降低畜禽繁殖性能.优良品种只能决定个体高生产性能的遗传基础，而生产力性状大多是数量性状，有些遗传力较低，因此生产性能遗传力的发挥,除需要优质的全价饲料、健康的体况外,还必须有适宜的环境条件。
若环境条件不适宜，优良品种不能正常发挥，饲料转化率降低，导致畜禽的抵抗力和免疫力下降,发病和死亡率提高,给生产造成巨大损失.在现代生产中，随着养殖工厂化、集约化程度的提高，导致环境恶化，应激因素的增加,同时，在新育种技术的推广和采用过程中，又使畜禽的抗逆性变差.因此，为畜禽创造适宜的环境显得尤为重要。
畜禽对环境的要求:
1、温度
1）适宜的环境温度是保证畜禽正常发育、繁殖的前提条件
畜禽所需要的适宜的温度，因年龄、类型和品种的不同而有差异。
2）配种后温度对畜禽繁殖性能的影响
高温对畜禽发情、配种、妊娠均有一定的影响。
畜禽配种前后各1—3周内遭受热应激，卵子的形成、发育、排卵以及受精卵的着床都会受影响，从而使乏
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情率上升、发情周期延长、受胎率下降、早期胚胎死亡和吸收的比例增加、产子数减少.妊娠期低温对繁殖会造成负面影响，试验表明，配种后短暂的低温对畜禽的繁殖性能有积极的影响，但较长时间的低温就会影响到繁殖性能。
2、湿度
畜禽舍湿度主要来源于畜禽体表和呼吸道蒸发的水汽，舍内饲养管理用水、粪尿蒸发的水汽,进入畜舍的外界空气所含的水汽等。
畜舍湿度因生产工艺、饲养管理方式、舍类别等不同，差异较大。
例如，采用水槽饮水、管理差的畜禽舍湿度高于采用饮水器饮水、管理好的畜禽舍.
湿度对畜禽的影响是多方面的。
直接的影响是影响畜禽的热调节,从而影响健康和生产性能；间接影响是通过病原微生物引起的。
机体水分蒸发是散热的一个重要方式，而蒸发的难易决定于空气的湿度。
当空气潮湿时，畜禽的水分蒸发就受到抑制，影响机体的散热。
相反空气湿度小,动物体表水分的蒸发就容易，可加速体热的散发.因此，在湿度不高、空气比较干燥的情况下,即使温度升高，也容易忍受。
在低温情况下,如空气中湿度增加，就会增加空气的热容量、导热性以及机体放出的波辐射,从而加剧了畜禽的寒冷感.此外，实验证明,高湿度能促使致病性真菌、细菌和寄生虫的繁殖滋生，降低畜禽的抵抗力，从而影响畜禽的生产力.
畜禽适宜的相对湿度为60％-70％.畜禽舍湿度过高，特别是畜禽床过于潮湿，对畜禽生长速度影响很大,使增重和饲料转化率都降低.同时，对畜禽繁殖性能也造成一定的影响。
3、气流
畜舍内空气的流动是由于气压高低不同而形成的.气流有助于畜禽在高温夏季的散热，对畜禽的健康生产有良好作用。
但在冬季，由于气流增强畜禽的散热量，使能量消耗增多，甚至降低增重。
一般认为，冬季畜禽舍气流应保持在0。
1m/s—0.2m/s。
并在严寒冬季堵塞屋顶、天棚、门窗上的一切缝隙，防止贼风侵袭.。
4、空气中的有害气体
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畜禽舍内的空气,由于受畜禽的呼吸、生产过程及粪尿、垫草有机物的分解等因素的影响，化学成分与大气差异较大，增添了一些大气中没有或很少的成分,其中主要是氨、硫化氢和甲烷，它们对畜禽的健康和生产力影响很大。
1）氨（NH）3
畜舍中氨主要由粪便、饲料等含氮有机物分解产生，其含量因粪尿处理方式、饲养密度、饲养管理水平等不同有很大差异。
氨溶解于畜禽呼吸道粘膜和眼结膜上,产生碱刺激,使粘膜充血水肿,引起支气管炎、结膜炎、肺炎,严重时出现肺水肿。
氨由肺泡进入血液,与血红蛋白结合,破坏血红蛋白的携氧能力，引起组织缺氧.低浓度氨可使呼吸和血管中枢兴奋，高浓度氨可使中枢神经系统麻痹，引起中毒性肝病和心肌损伤。
低浓度氨长期作用时，可导致畜禽的抵抗力降低，发病率和死亡率升高，生产力下降.
2）硫化氢（H2S）:
H2S为无色、易挥发、具有恶臭的气体，易溶于水,比空气重。
处于高浓度H2S的畜禽舍中，畜禽畏光、眼流泪,发生结膜炎、角膜溃疡，咽部灼伤，咳嗽。
支气管炎、气管炎发病率很高，严重时引起中毒性肺炎、肺水肿等。
长期处于低浓度H2S环境中,畜禽的体质变弱，抵抗力下降,增重缓慢,高浓H2S是强烈的神经毒剂,可直接抑制呼吸中枢，导致窒息而死.H2S浓度为30mg/m3时，畜禽变得怕光、丧失食欲、神经质,高于80mg/m3，可引起呕吐、恶心、腹泻等.
5、尘埃和微生物
1）尘埃：
大气中的尘埃多是土壤微粒,工业粉尘和烟尘，动物皮毛碎屑,植物茎叶碎片、花粉、孢子等，其中无机尘粒占2/3。
畜舍内的尘埃少部分由舍外空气带入，大部分来自饲养管理过程,如清扫地面、换垫草、分发饲料、清粪,畜禽的采食、活动、排泄、咳嗽、鸣叫等。
空气中尘埃的含量可用单位体积空气中尘埃的重量（mg/m3）或颗粒数来表示。
畜禽舍尘埃主要包括尘土、皮屑、饲料和垫草粉尘等，其中有机尘粒可占到50％或更高.在一般情况下，畜禽舍内空气含尘量为103—106粒/m3，分发干粉料和垫草时可使含尘量增大十倍。
2）微生物：
畜舍内空气尘埃一般比大气多，有机尘粒比例高，阳光紫外线弱，微生物来源多,故舍内空气微生物含量远比大气高，不同畜禽舍微生物含量因其通风情况、畜群种类、饲养密度、饲养方式、卫生状况等的不同而差异较大。
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畜舍空气中微生物除大气中的腐生菌外,还有球菌、霉菌孢子、曲霉菌、青霉菌、毛霉菌、放线菌等，此外还常含有绿脓球菌、葡萄球菌、链球菌、丹毒、破伤风杆菌、炭疽芽孢、气肿疽梭菌等，在有疫病流行的地区和畜禽舍中,空气中还会有相应的病原微生物。
6、光照
适当的光照强度和光照时间可增强机体的代谢机能和氧化过程,加速蛋白质和矿物质的沉积，促进生长发育，并可提高繁殖力和抗病力。
光照强度不足和光照时间过短，常使生长发育受阻,性成熟推迟，性机能减弱，抵抗力降低.光照过强和光照时间过长，则引起神经兴奋，代谢过强，活动过多，增重和饲料转化率降低，眼睛疲劳，并可能是造成恶癖的原因之一。
二、畜禽场环境监测总体方案
根据旗硕的项目经验，物联网技术在工厂化养殖项目中的核心价值是通过可靠、准确的数据监测实现工厂化养殖的全流程监测，降低人为失误带来的生产损失,并通过智能报表和后续的控制功能提升育苗品质、提高生产效率的同时将不必要的经济损失降到最低;同时，在有养殖事故发生时,做到可追溯、可查询。
围绕以上价值点,旗硕建议按如下方案设计实施:
采用旗硕科技推出的“农用通”产品,利用远程无线监测技术对上述要求进行工程实现。
“农用通"产品的核心价值在于：
用户可以突破地域和采集频率的限制，随时随地的了解养殖基地的生产状况。
“农用通”产品用自动化的技术手段替代了用户现有的定期数据采集工作,提升了数据采集的准确度和可靠度，让用户可以将精力专注在数据所带来的价值上.
2。
1系统功能
本解决方案提供的功能包括：
，环境监测，自动、定时地测量如下参数
空气温度
，空气湿度
，光照（强度、时间，二期工程选配）
，氨气（NH）（二期工程选配）3
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，远程数据传输
，手机短信报警、远程网络报警等多种报警方式,远端设备（3G手机、MID等）的远程数据查看和实时的设备控制（二
期工程选配）
，实现远程自动（手动）排风
，实现远程自动（手动）加湿、排湿
，实现远程自动（手动）温度控制
实现禽舍各种灯光的远程控制（根据情况选配），基于网页的数据监测和数据导出功能,专业报表功能,丰富的图表功能
手持终端、远程大屏幕等多种查看、显示功能,实时远程视频（根据情况选配）
，图像定时抓拍（根据情况选配）
……
该方案的系统部署图如下:
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系统部署图
该系统的总体工作示意图如下:
总体示意图
根据旗硕实施过的现代畜禽养殖项目，远程视频也是生产过程中的重要一环,一是可以实时动态地掌握生产现场情况，二是一旦有突发事件，比如:
畜禽大规模病情或者特殊现象,通过网络视频平台，让园区的管理者、主管领导、甚至远在异地专家均可通过网络实时、直观地了解到养殖现场的情况,以此作出分
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析判断，紧急响应，而不用再从外地赶赴现场，既节省了时间也不会耽误特殊情况的处理。
无线远程的系统部署图如下：
无
无线远程视频系统部署图
2.2产品简介及详细部署
旗硕“农用通”产品是旗硕科技面向农业领域推出的第一代拥有自主知识产权的精细化环境监控系统。
该系统可不间断地自动采集畜禽舍环境内的温度、湿度、饲料温度、饲料水分、光照强度、HS浓度、NH浓度等环境参数，并根23
据现场环境,智能调节空调、风机、喂水等设备,为畜禽培养提供一个适宜的生长环境。
借助互联网或者手机等现代化手段,用户可在远程轻松管理畜禽舍内的生产情况,及时发现异常状况。
农用通产品采用Zigbee无线传输协议，zigbee技术是一种低成本、低功耗的近距离无线组网通讯技术，非常适合偏僻、无人值守的野外环境，因此也更适合农业应用。
它具有低功耗、低成本、免费全球通用频段、高安全、短延时的特点.
旗硕科技“农用通"多功能采集仪（照片请见下图）可以实时监测空气温度、空气湿度、饲料温度、饲料水分、光照强度、HS浓度、NH浓度等环境参23数.
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农用通多功能采集器
该套系统完全无线，可以灵活移动、方便部署。
，数据通过无线方式传送至基站设备.
采用太阳能供电，内置大容量锂电池，保证在连续阴天数周的情况下
正常使用.
旗硕科技“农用通”标准型采集仪（照片请见下图）可以实时监测空气温度、空气湿度，并通过无线方式上传至基站设备。
内置大容量锂电池,可持续使用3—5年.采集时间可以灵活设置,比如:
10分钟一次、30分钟一次、1小时一次等。
农用通标准型采集仪
在上面描述的一个标准畜禽舍内,根据工程经验，温湿度等环境参数在5m-10m的范围内变化较为明显，但生产中不需要精确建模数据，所以为了保证
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数据的尽量准确测量，又综合考虑成本等实际因素,建议按每10m＊40m的范围部
署一台旗硕农用通标准采集仪,对畜禽舍空气温度、湿度等参数进行监测。
一定范围内的各个采集器共用一个网络基站（下图为增强防护型基站实物
图），备份和上传数据,并实现对节点的统一管理。
根据实际的现场情况可以选
配几台室外型路由器.旗硕“企业级”智能基站可无线管理多个多功能采集设备，
并实现数据的远程传输，该设备安装方便，有手机信号的地方即可安装。
增强防护型基站
该方案布局均匀合理，采样节点全面覆盖了猪舍内的典型区域，能够在大范
围与小环境保证采样的准确性，所采集数据可以用来建立生产报表。
第一组
禽舍标准型采集仪
企业级
基站
多通道采集
仪（可选）
第N组禽舍
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设备部署图
三、畜禽场设备控制方案
通过实时的对畜禽舍内各个区域环境参数测量，可以精确的了解畜禽舍内的环境状况，据此对畜禽舍的风机、加湿器、水帘、水阀水泵、照明系统（路灯等）等装置进行控制，以达到畜禽的最佳生长环境或人为设定环境.
控制方案设计为自动和手动两种模式,自动控制方式为控制器根据测量所得的环境参数，按照给定的控制规律（设定的环境参数上下限）进行自动控制;手动控制为监控人员根据测量参数，通过手机、上网计算机等远程设备手动控制风机、加湿器、水阀水泵及照明系统。
下图为控制原理图。
以下是控制界面，管理人员可以根据畜禽的不同生长时期，对环境的温度、湿度,光照，气体含量等参数上下限进行灵活设置，也可采取手动、自动多种控制方式。
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控制节点管理页面
控制参数设置
手动控制第11页共17页
四、视频与图像方案
旗硕科技借助3G通讯技术，自主研发的“视讯通”产品改变了传统的数据监测业务，将先进的多媒体视频、图像监测技术引入到现代农业监测中，突破性地实现了动物及农作物长势、病虫害、入侵监测的远程无线监测.该方案重点用于禽舍的环境实时网络播放及现场的图像抓拍及视频监控。
可实现的功能包括:
五、手持终端与显示终端
手持终端与显示终端为该系统的一部分.
其中手持终端功能强大，是兼具手机功能与移动互联终端（MID）功能于一体的最新产品.它拥有完整的手机功能，时尚的外观工艺,多种互联网接入方式,
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真正3G移动互联网,全功能网络浏览器,丰富的互联网应用与单机应用。
该系列移动互联终端产品,可满足随时获得新信息的需要，方便用户查看现场实际参数，回溯数据、图表等,也方便对相关参数进行调整，对现场设备进行控制.同时还可以收取系统发送过来的报警短信和远程报警信息.
手持终端MID
显示终端为大屏幕LED设备，可以放置于生产现场，对环境状况实时显示,并对超限参数进行特殊显示,提醒工作人员注意。
也可以放置于园区明显位置，对环境状况进行展示，平时闲暇时间还可以进行通知发布等工作，有领导参观时,可以发布欢迎词。
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六、监控管理平台
监控管理平台使用web浏览器登陆即可使用，管理信息平台的登陆界面如下。
左侧为操作区，右侧为对应视图。
管理信息平台包括据监测、图像监测、专家系统、用户管理、配置管理、报警管理六大模块。
首次登陆后,需要先添加网关信息，再添加采集节点，采集节点的编号见采集器侧面的条形码.
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节点添加成功之后，用户可在数据监测页面查看采集节点的实时数据和历史
数据，并可将历史数据保存为excel文件。
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七、猪场生产管理信息系统
系统功能简介
生产和育种数据的采集:
采集生产过程中种猪配种、配种受胎情况检查、种猪分娩、断奶数据;生长猪转群、销售、购买、死淘和生产饲料使用数据;种猪、肉猪的免疫情况；种猪育种测定数据等等实际猪场在生产和育种过程中发生的数据信息。
生产统计分析:
根据生产数据统计并分析猪场生产情况，提供任意时间段统计分析和生产指导信息。
生产计划管理:
根据猪群生产性能制定短期和长期的生产、销售、消耗计划，并进行实际生产的监督分析。
生产成本分析：
按实际生产的消耗、销售、存栏、产出情况，系统提供猪只分群核算的基本成本分析数据,并帮助用户如何降低成本获得最大效益.
育种数据的分析:
根据实际育种测定数据和生产数据，系统提供了方差组分剖分（计算测定性状遗传力、重复力、遗传相关等）、多性状BLUP育种值的计算和复合育种值（选择指数）等经典的和现代的育种数据分析方法。
满足了目前国内外的种猪育种工作的需要。
为了用户实际育种工作的方便，系统提供了30余种统计分析模型和从种猪性能排队到选留种猪近交情况分析等等多达24种育种数据分析表，用户可直接使用于具体的育种工作中,使我们的种猪育种工作变得十分的简便.此外，系统还提供了数据与EXCEL和HTML文件格式的接口功能,方便用户公布自己的数据。
系统自维护功能：
为了保证生产与育种数据的安全，系统提供了数据自压缩保存与恢复功能。
为了方便网络用户的使用,系统提供了远程网、虚拟网络数据传输功能。
系统还提供了详细的随时随地的、图文并貌的系统帮助。
本产品为农业部畜牧兽医总站推荐产品,并已在全国种猪联合育种协作组（大白、长白、杜洛克）和六百多家猪场内全面使用。
典型用户：
北京养猪育种中心、天津宁河猪场、北京小店猪场、广东省种猪场、广东农科院种猪场、东莞塘厦猪场、大岭山猪场、横沥猪场、广三宝养猪公司、广南畜牧、厦门国寿、福建天马、龙岩种猪、福清种猪、深圳农牧、深圳康达尔种猪、深圳光明农场、常州康乐种猪等。
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生产统计报表汇总
（一）、综合统计分析
1、生产实绩表
（一）:
生产实际含种猪生产情况统计2、生产实绩表
（二）:
销售统计
3、生产实绩表（三）：
生产实际含种猪生产情况统计,含累计4、生产实绩表（四）：
销售统计，含年累计
5、年度生产成绩分析:
年种猪生产水平
6、牲猪存栏统计
7、生产效益分析表：
与财务系统结合进行成本核算使用
（二）、种猪生产成绩分析
1、公猪综合成绩分析
2、公猪配种能力分析
3、公猪精液品质分析
4、公猪配种频率分析
5、母猪综合成绩分析
6、母猪配种分析
7、母猪妊娠检查分析
8、母猪分娩情况分析
9、母猪断奶情况分析
10、明细登记表
公猪:
新转后备猪号、新配种的后备猪号、采精情况明细表母猪:
新转后备猪号、新配种的后备猪号、配种母猪号、复查母猪号、配种妊检详表、分娩母猪号、配种分娩详表、断奶母猪号、分娩断奶详表、配种断奶详表（三）、生产转群情况分析
1、猪只转出头数分析：
目的在于统计各类型猪只转栏转出情况2、猪只转出重量分析：
目的在于统计各类型猪只转栏转出重量情况3、猪只转入头数分析:
目的在于统计各类型猪只转栏转入情况4、猪只转入重量分析：
目的在于统计各类型猪只转栏转入重量情况5、培育猪选留数分析：
目的在于统计培育猪选留情况
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6、培育猪淘汰数分析：
目的在于统计培育猪淘汰情况
7、种猪转肉猪头数分析:
目的在于统计各品种种猪转成同类型商品肉猪头数情况
8、种猪转肉猪重量分析：
目的在于统计各品种种猪转成同类型商品肉猪重量情况
9、核心群选留数分析:
目的在于统计核心群猪选留情况
10、核心群淘汰数分析：
目的在于统计核心群猪淘汰情况
11、明细登记表
转出明细表、转入明细表、培育猪选留明细、培育猪淘汰明细、核心群猪选留明细、核心群猪淘汰明细、种猪转肉猪处理明细表
（四）、饲料消耗情况分析
1、饲料用量总表:
目的在于统计各类型猪只饲料消耗情况2、饲料用量及价格表：
目的在于统计各选定类型猪只的饲料消耗情况3、明细登记表：
每周或天的饲料消耗明细表
（五）、兽医防疫情况分析
1、死亡统计表：
目的在于统计各类型猪只死亡头数情况
2、淘汰统计表:
目的在于统计各类型猪只无价淘汰头数情况3、无价淘汰+汰售统计表:
目的在于统计各类型猪只因无价淘汰和有价淘汰头数情况
4、死亡+无价淘汰+汰售统计表：
目的在于统计各类型猪只各种死亡、淘汰头数情况
5、疾病统计表：
目的在于统计各类型猪只发病头数情况6、免疫统计表：
目的在于统计各类型猪只免疫头数情况7、明细登记表:
死淘明细表、疾病明细和免疫明细
（六）、购销情况的统计分析
1、销售统计分析表:
目的在于统计各类型猪只销售情况
2、购买统计分析表：
目的在于统计各类型猪只购买情况
3、明细登记表：
购销明细表
（七）、场内当前猪群状况统计分析
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1、猪只存栏总表:
目的在于统计各类型猪只按个体号已经登记的头数情况2、公猪存栏结构表:
目的在于统计后备公猪和种用公猪的分布头数与比例3、母猪存栏结构表：
目的在于统计后备母猪和种用母猪的胎龄分布头数与比例，检查胎次结构是否合理
4、明细登记表:
输出各类型猪的个体号、地点等的明细表,注意，明细表分成两类：
一类是在详表、简表中设置成详表,可以输出各类型猪的详细登记表;另一类是在详表、简表中设置成简表,可以仅输出各类型猪的个体号表（八）、日常工作安排（日常监督）
1、待转后备种猪表：
通过日龄来获取某日需要转后备的种猪
2、后备公猪鉴定表：
通过日龄来获取某日需要进行鉴定的后备公猪3、后备母猪鉴定表:
通过日龄来获取某日需要进行鉴定的后备母猪4、应配后备公猪表：
通过日龄来获取某日应开始使用的后备公猪5、应配后备母猪表：
通过日龄来获取某日应开始配种的后备母猪6、应配空怀母猪表：
通过断奶日龄来获取某日应配种的空怀母猪7、应配母猪表:
是5、6两个表的合并
8、应配未配空怀母猪表:
通过断奶日龄来获取某日应配种，但至今仍然没有配种的空怀母猪
9、妊娠检查表:
通过配种后怀孕天数来获取某日应检查妊娠情况的怀孕母猪10、怀孕母猪转栏表:
通过配种后怀孕天数来获取某日应转到分娩舍的怀孕母猪11、怀孕母猪换料表:
通过配种后怀孕天数来获取某日应改变饲料类型的怀孕母猪
12、怀孕母猪免疫表：
通过配种后怀孕天数来获取某日应进行免疫的怀孕母猪13、怀孕母猪分娩表：
通过配种后怀孕天数来获取某日应分娩的怀孕母猪14、后裔登记表：
通过配种后怀孕天数来获取某日应分娩的怀孕母猪,并提供登记后代仔猪号的登记表
15、仔猪去势
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