طراحی سامانه سخت‌افزاری و نرم‌افزاری خودکارسازی هوشمند دامداری صنعتی با کمک اینترنت اشیاء

نویسندگان

1 استاد گروه مهندسی کامپیوتر، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

2 کارشناس ارشد مهندسی کامپیوتر، دانشگاه خاتم، تهران، ایران

3 استادیار - گروه مهندسی کامپیوتر - دانشگاه خاتم - تهران - ایران

doi
10.22092/amsr.2021.352371.1367
چکیده

دامپروری صنعتی نسل چهارم باعث کاهش تلفات دام، افزایش میزان باروری، کاهش هزینه‌های عملیاتی، مدیریت منابع انسانی و به‌ صورت کلی افزایش بهره‌وری می‌شود. در این تحقیق مجموعه‌ای از حسگرهای الکترونیکی - زیستی برای خودکارسازی هوشمند دامداری صنعتی به‌ صورت یک گردن‌بند و یک پابند طراحی شد که به تک‌تک دام‌ها متصل می‌شود. مجموعه‌ای از دروازه‌های اینترنت اشیا که به ‌صورت اختصاصی برای مزرعه طراحی و به صورت آزمایشی پیاده‌سازی شدند وظیفۀ انتقال داده‌های این حسگرها را به سیستم محاسبات ابری بر عهده داشتند. با طراحی یک سامانۀ نرم‌افزاری تحلیل داده‌های بزرگ بر اساس اطلاعات جمع‌آوری ‌شده از دام‌ها، رفتار دام برای ارائۀ توصیه‌های لازم در مدیریت دامداری مدل شد. سامانۀ خودکارسازی ارائه ‌شده، نشانه­های حیاتی دام‌ها شامل دمای بدن، میزان تحرک، میزان تغذیه و نشخوار، فحل بودن و رفتار دام‌ها مانند استرس‌ گرمایی و موارد مشابه را با دقت بالایی در لحظه نظارت می‌کند و در اختیار دامداران قرار می‌دهد. در این تحقیق با کمک داده‌های حسگرهای دام و روش‌های هوش مصنوعی رفتار دام به ‌صورت شبانه‌روزی ‌بررسی شد. دقت الگوریتم نزدیک‌ترین همسایه  برای مدل‌سازی رفتار دام 78 درصد و دقت شبکه‌های عصبی پیچشی 84 درصد بود. اما با توجه به‌ سادگی اجرای الگوریتم نزدیک‌ترین همسایه  استفاده از این روش طول عمر باتری سیستم را تا 5/4 برابر افزایش داد و انتخاب مناسب‌تری بود.