DB15/T 4178.1-2025 奶山羊智慧牧场 第1部分：环境监测与控制

　　内蒙古自治区地方标准

　　DB15/T 4178.1—2025

　　奶山羊智慧牧场 第1部分：环境监测与控制

　　Smart farm for dairy goat Part 1：Environmental monitoring and control

　　2025-08-29发布

　　2025-09-29实施

　　内蒙古自治区市场监督管理局 发布

　　DB15/T 4178.1—2025

　　I

　　前言

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　本文件是DB15/T 4178《奶山羊智慧牧场》的第1部分，DB15/T 4178已经发布了以下部分：

　　—— 第1部分：环境监测与控制;

　　—— 第2部分：养殖管理;

　　—— 第3部分：羊只福利监测;

　　—— 第4部分：发情监测;

　　—— 第5部分：生乳收购;

　　—— 第6部分：分群管控;

　　—— 第7部分：粪污处理;

　　—— 第8部分：生乳质量追溯;

　　—— 第9部分：精准饲喂。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由内蒙古自治区畜牧业标准化技术委员会(SAM/TC 19)归口。

　　本文件起草单位：内蒙古工业大学、内蒙古科学技术研究院、内蒙古人才发展研究院、内蒙古自治区农牧业技术推广中心、内蒙古伊利实业集团股份有限公司、内蒙古智慧牧业信息技术集团有限公司。

　　本文件主要起草人：房建东、赵于东、王瑞利、羿静、王柏娇、宋健、郜继红、寇迪顿、李琦、赵珈琪、巩韶飞、程晓东、郭敏、白涛、董文琪、唐军、郑翰霄、关美花。

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　　II

　　引言

　　随着现代畜牧业的发展，奶山羊的规模化、集约化养殖成为趋势，传统的人工管理方式已经难以适应规模化养殖的需求，数字化智慧化为奶山羊牧场建设提供了新的解决方案。《奶山羊智慧牧场》系列标准是指导我区奶山羊智慧化养殖的系统性技术管理规范，涵盖了集繁育、饲喂、产奶、保健、防治、运输、粪污处理等奶山羊数字化管控全过程。本系列标准旨在指导养殖者建立高效的自动化管理系统，确保奶山羊生活环境的适宜性和稳定性，促进奶山羊健康成长和牧场经济效益的持续提升，由9部分构成。

　　—— 第1部分：环境监测与控制。目的在于规范舍饲奶山羊养殖环境中温度、湿度及有害气体等关键参数的监测与控制，指导养殖者建立高效的自动化管理系统，确保奶山羊生活环境的适宜性和稳定性。

　　—— 第2部分：养殖管理。目的在于使牧场能够实现对奶山羊的精准饲喂、健康监测、繁殖管理、疾病预防和产奶量监控，从而优化养殖流程，提高管理的科学性和效率。

　　—— 第3部分：羊只福利监测。目的在于为奶山羊养殖场提供一套科学、有效的福利监测与调控手段，帮助其在保障生产效益的同时，满足动物福利需求，推动畜牧业的可持续发展。

　　—— 第4部分：发情监测。目的在于掌控奶山羊发情周期，准确监测和识别奶山羊发情时段，从而有效提高奶山羊受孕机率，提高产奶奶山羊比率，提升养殖效率，降低养殖成本。

　　—— 第5部分：生乳收购。目的在于规范生鲜乳运输收购系统的构建与运行，通过自动化的车牌识别、称重管理、装奶过程控制和全程视频监控，实现对鲜奶收购环节的实时监管。

　　—— 第6部分：分群管控。目的在于采用电子信息和自动化控制手段，确立规模化奶山羊养殖中，有效的提升羊只分群效率，从而实现分群管理，优化饲养策略，提高生产效益，保障羊只健康。

　　—— 第7部分：粪污处理。目的在于(确立)采用电子化和自动化手段，对奶山羊粪污从采集到处理的全过程进行监测和控制，从而有效提高粪污的处理能力和处理效率，保障生态环境前提下实现粪潜污再利用。

　　—— 第8部分：生乳质量追溯。目的在于实现从源头到消费终端的全过程数字化监管，以提升山羊奶市场资信度，确保消费者的饮食健康，推进奶产品的市场知名度。

　　—— 第9部分：精准饲喂。目的在于打造精准饲喂的数字化基础规范，提供定制化饲喂方案，精准评估奶山羊养殖期间的健康状况。优化饲料的使用，改善奶山羊养殖期间的营养状况，从而降低饲料成本。

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　　1

　　奶山羊智慧牧场 奶山羊智慧牧场 第 1部分：环境监测与控制 部分：环境监测与控制 部分：环境监测与控制 部分：环境监测与控制

　　1 范围

　　本文件规定了基于物联网养殖环境控制系统，对系统的功能和性能进行描述。

　　本文件适用于基于物联网养殖环境控制系统的设计、建设和使用范围。

　　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/T 22239 信息安全技术 网络安全等级保护基本要求

　　GB/T 28452 信息安全技术 应用软件系统通用安全技术要求

　　GB/T 28827.1 信息技术服务 运行维护 第1部分：通用要求

　　GB/T 38155 重要产品追溯 追溯术语

　　GM/T 0054 信息系统密码应用基本要求

　　NY/T 388 畜禽场环境质量标准

　　NY/T 682 畜禽场场区设计技术规范

　　NY/T 1567 标准化奶牛场建设规范

　　3 术语和定义

　　GB/T 38155界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　温湿度传感器 temperature and humidity sensor

　　能感受到环境的温湿度信息，并将信息变换成为电信号的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求的检测装置。

　　物联网 internet of Things

　　通过各种信息传感器采集信息后接入网络，实现物与物、物与人的泛在连接，进行对物品和过程的智能化感知、识别和管理的网络总称。

　　数据库 database

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　　2

　　按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。

　　环控主机 environmental control host

　　智慧牧场环境监测与控制系统的核心设备，集成数据采集、通讯和自动控制功能。通过连接温湿度、有害气体等传感器，实时监测养殖环境，并根据预设策略自动调控通风、温控、湿度等设备，确保环境适宜。

　　4 环境监测 总体要求

　　本文件适用于舍饲的奶山羊养殖环境的温度、湿度和有害气体的数据监测与控制，是基于物联网技术的养殖环境监测与控制系统的基本规范。该系统规范是基于物联网基础设施，结合嵌入式控制单元、传感器单元、无线通讯网络及智能控制技术，以自动化管理为核心，通过在牧场环境或养殖棚舍内安装温湿度传感器，设定合理的控制策略，自动控制牧场设备，实现牧场温湿度监测、控制及管理的功能。系统在运行过程中符合NY/T 388和NY/T 1567的规定。 温湿度参数。

　　不同季节温湿度参数要求见表1。

　　表1 不同季节温湿度参数要求

　　季节

　　舒适温度

　　℃

　　可适应温度

　　℃

　　温度限值

　　℃

　　适应相对湿度

　　%

　　相对湿度限值

　　%

　　风速

　　m/s

　　春季

　　15～25

　　0～30

　　-10～20

　　45～65

　　20～90

　　0.1～0.5

　　夏季

　　22～28

　　5～34

　　20～35

　　45～65

　　20～85

　　0.3～1.5

　　秋季

　　18～25

　　5～30

　　3～32

　　45～65

　　20～85

　　0.3～1.5

　　冬季

　　15～23

　　0～28

　　-40～10

　　45～65

　　20～90

　　0.1～0.3 有害气体控制参数

　　不同季节羊舍内空气中有害气体控制参数见表2。

　　表2 不同季节羊舍内空气中有害气体控制参数要求

　　单位为毫克每立方米

　　季节

　　NH3

　　H2S

　　春季

　　25

　　8

　　夏季

　　20

　　6

　　秋季

　　20

　　6

　　冬季

　　20

　　8

　　舍内空气中各类气体浓度应小于等于表2中相应指标参数。

　　5 环境控制

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　　3

　　总体要求

　　牧场的环境控制系统应遵循NY/T 682 的规定。养殖环控系统工作流程见图1，养殖环控系统数据

　　监测点位见图2。

　　图1 养殖环控系统工作流程图

　　图2 数据监测点位图

　　开始

　　添加设备

　　模板配置

　　逻辑配置

　　数据监测

　　软件系统(Web服务端) 硬件系统执行

　　控制触发

　　传感器

　　控制逻辑

　　控制单元

　　是否输出

　　牧场设备工作

　　结束

　　是

　　否

　　是

　　否

　　E

　　W

　　N S

　　相机 1

　　相机2

　　温湿度

　　传感器

　　有害气体

　　传感器

　　有害气体

　　传感器

　　有害气体

　　传感器

　　有害气体

　　传感器

　　温湿度

　　传感器

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　　4

　　工作流程

　　5.2.1 软件系统(Web服务端)工作流程

　　5.2.1.1 添加设备：用户通过软件界面添加需要监控和控制的设备。每个设备的类型、功能及位置都需在系统中进行注册。

　　5.2.1.2 模块配置：为每个设备选择对应的模块，确保设备能够正常与系统中的其他设备协同工作。

　　5.2.1.3 逻辑配置：配置设备的逻辑控制策略，如环境参数达到特定条件时的设备自动启停方案。

　　5.2.1.4 传感器部署：温湿度传感器放置在中部或较低的位置，接近羊只的生活区。确保可以准确监测奶山羊生活区的温度和湿度，有害气体传感器被布置在房间的顶部位置，可以更快、更准确地检测到有害气体的浓度，确保环境安全。

　　5.2.1.5 数据监测：系统通过传感器进行实时监控，采集温湿度及气体浓度等环境数据，显示在界面上并供用户查看。

　　5.2.2 硬件系统执行流程

　　5.2.2.1 控制逻辑触发：当监测到环境参数超出预设值时，系统根据控制逻辑决定是否触发控制操作。

　　5.2.2.2 控制逻辑执行：硬件系统接收到控制指令后，通过控制单元执行相应操作，例如开启或关闭通风设备、温控设备等。

　　5.2.2.3 输出确认：系统检测是否有控制指令的输出结果，如果是，则继续执行相关操作。

　　5.2.2.4 牧场设备运行：执行控制操作，如调整通风、温控等设备，确保环境条件恢复至预设范围。

　　5.2.2.5 结束：如果条件恢复正常，系统停止控制操作，返回监控状态。 设备

　　5.3.1 传感器

　　5.3.1.1 温湿度传感器：监测奶山羊生活环境的温度与湿度，采集数据并上传至系统。

　　5.3.1.2 有害气体传感器：用于检测空气中的NH3和H2S浓度，实现4.3规定的有害气体控制参数及时准确测量。

　　5.3.2 控制设备

　　5.3.2.1 通风设备：当环境中的温度或有害气体超出预设值时，自动开启或关闭，调节牧场内的空气质量。

　　5.3.2.2 温控设备：根据温湿度传感器的数据，自动调节牧场温度，使其保持在舒适范围内。

　　5.3.2.3 加湿或除湿设备：根据实时湿度情况自动调整牧场内湿度，确保环境适宜。

　　5.3.3 数据采集与存储设备

　　5.3.3.1 数据采集终端：用于实时收集牧场内的环境数据，传送到平台进行分析和处理。

　　5.3.3.2 数据存储设备：保存采集到的历史数据，以便进行趋势分析、历史回顾及优化控制策略。

　　6 功能要求 硬件管理

　　系统应具备设备管理的功能，该功能是指增加、修改、删除环控设备，上线、离线监测管理。

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　　5

　　软件功能

　　系统应具备模块管理的功能，该功能是指对温湿度、有害气体数据采集模块的管理，包括对采集传感器参数的设置及数据点的配置。 配置管理

　　系统应具备配置管理的功能，该功能包括对管理逻辑控制的配置，环控设备关联的设置，设备监测与控制条件的设置。 数据监测

　　系统应具备数据监测的功能，该功能是指对温湿度传感器的实时数据管理。 异常事件处理

　　系统应具备异常事件处理的功能，该功能是指管理设备的异常事件及状态变化事件的触发、提醒和处理。 存储历史数据

　　系统应具备存储历史数据的功能，历史数据是指通过图形方式展现历史记录及预警提醒。 温湿度数据采集

　　系统应具备温湿度数据采集的功能，该功能是指使用专用温湿度传感设备、移动终端、计算机、厂家信息系统等，通过网络将数据源的数据传送至平台温湿度数据库。 设备控制

　　系统应具备设备控制的功能，该功能是指监测设备状态及控制设备的启停。

　　7 性能要求 数据容量

　　应充分保障因需求变化和系统变化所产生的增量数据。

　　应充分考虑数据库、历史记录、系统日志的保存以及冗余量。 资源利用情况

　　环控主机系统资源，包括中央处理器、存储器等利用情况，在事务处理高峰时刻应保持在总体资源满负荷的70%以下。

　　8 安全要求 系统安全性符合GB/T 22239和GB/T 28452的规定。 应围绕物理安全、网络安全、环控主机安全、应用安全、数据安全等方面构建安全体系。 系统在运行过程中符合GM/T 0054的规定。应具备信息防篡改、防攻击、访问权限控制等安全防护，安全可靠稳定运行。 应具有完整的用户操作日志记录功能，日志不能随意更改。

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　　9 运维要求 平台运行维护符合GB/T 28827.1的规定。 平台运维方应对平台运行情况进行实时监控。 平台运维方应对网络、硬件、数据库、系统应用等方面运行问题及时定位，并按照运维职责实时处理。