一、智慧猪场数字孪生系统简介

数字孪生技术为养殖业带来了一场新的变革，它融合了虚拟现实技术、物联网、大数据、人工智能、云计算等技术，针对猪场生产、经营、管理等环节开发的智慧猪场数字孪生系统，该系统使得用户管理猪场变为可视化，智能化，为智慧养殖奠定了基础。智慧猪场数字孪生系统包含对猪群的生命周期管理与监控，从出生、断奶、育肥再到出栏的全部过程可视化、智能化、精细化管理，掌握猪场的猪群个体状况，健康防疫等。

猪场精细化饲养管理：为猪群创建档案，记录从出生到出栏的全部信息，包含品种、接种记录、生长指标、繁殖情况等，方便掌握猪场全部猪只的信息，进行精细化管理。

养殖环境智能调控：实施监测猪舍的环境温度状况，根据采集到的自然气象及猪舍环境情况，智能为猪舍匹配合适的环境温度，为猪群创造舒适、健康的生长环境，减少因外界环境因素产生的应激反应和疾病发生。

健康疫控监测：疫情对猪群的危害以及养猪场的危害十分庞大，每日采集猪群的健康状况，及时发现个体猪只的异常，预防发生疫病危险，提供疾控诊疗方案建议，降低养殖损失，有效防控疾病。

设备智能运维管理：对猪场内的各类设备管理维护，如喂料机、水帘、风机、水泵等设备进行实时监测，采集设备当前运行状态，根据系统采集到的猪群数据，智能远程管控设备……

（1）智慧猪场数字孪生系统技术规格

1、 3D 展示猪舍 1 套：定制化地形、栋舍、设备等模型。

2、1:1 还原物理实体，实现猪场房布局及设备协同的仿真。

3、通过区域化高亮特效、转场特效、悬浮窗信息特效、智能设备运行动画效果以及模型互相透视效果，辅以等高线地形高低起伏，第一人称、第三人称、全景式展示视角三种视角的功能切换，从而建立一个可以实时更新、现场感、沉浸感极强的“真实”场景，支持直观查看猪场场地、栋舍内部、再到单个设备、单个猪只，实现猪场多层级空间可视化，利用鼠标切换，就能快速实现 2D/3D切换、360 度旋转、左右移动、上下翻转等功能。

4、在 3D 孪生体上，通过物理实体航拍图 1:1 定制还原场景地形图、栋舍建筑分布、周界环境等，场内智能化设备采用 1:1建模分布在场内各个角落，设备数据的展示与远程控制下发功能，真实反应现场情况，实现虚实交互融合。

5、系统通过数据标签可快速精准定位到栋舍、设备模型等空间位置，在该位置上，悬浮窗实时展示孪生体数据信息，数据超出阈值范围时，模型 UI 设计不同颜色变化提醒预警，智能指导物理世界生产信息查看与维护。

6、定制化地形，利用项目航拍图定制化地形，通过加载 3D图纸，拖拉要的模型布局进入场景，能够实现搭建物理场景孪生虚拟场景。

7、定制化栋舍，利用栋舍的长宽高、栏位尺寸分布、设备分布等基本信息，平台 1:1 还原栋舍内部场景。

8、定制化设备，利用设备真实图片、基本参数作为参考，平台 1:1 建模真实还原设备。可接入环控、智能饲喂、智能监控、盘点设备、料塔、刮粪机、轨道机器人、智能洗消等物联网通用设备，同步展示设备数据功能。

9、远程控制，系统可接入多样的物联网设备，与物理世界一致的高保真模型能够模拟对象在物理世界中的行为，通过点击模型上的控制按钮，不限空间限制可实现设备的远程控制与指令下发，设备本地端开启设备，模型也会相应更新展示动画，实现由实向虚、由虚控实的全流程闭环。

10、智能预警，通过 1：1 还原的场地定制，实现从局部到全局、从猪只到栋舍到厂区、从传感器到设备到机房，全面感知并调控场内的每个细节变化。

11、系统高亮特效智能显示与切换区域划分，利用设备数据标签可精准定位设备当前位置，通过设备悬浮窗可查看设备实时数据，数据在阈值范围外会发出绿色/红色预警或语音预警，实时更新展示。

12、卡片统计系统结合大屏，在 3D 两侧采用表格、列表、图表等卡片方式对数据进行集合展示，在一个屏幕内能展示多条目的数据。通过卡片与 3D 悬浮窗数据相结合，能够反映物理世界的运行状况，评估物理世界的状态，诊断发生的问题。

（2）数字孪生数据采集软件

通过启用数字孪生数据采集软件，并与智慧猪场虚拟仿真模型建立互通的数据流通接口，在猪舍内部部署各种传感器和智能设备，实现养猪实际环境信息、实际猪群生长数据和实际设备状态与虚拟仿真模型之间的实时采集与传输，为用户提供数据基础，且猪场虚拟仿真模型可根据现实猪场采集到信息，同步产生模型变化，如现实猪舍内有一只母猪将要分娩，或已经有三只小猪成功分娩出生，那么虚拟仿真模型场景中，也会同步物理世界的变化，也会有一只即将要分娩的母猪或新降生三只小猪。

数字孪生数据采集软件为河南兰幻软件技术有限公司自主研发并申请软著著作权，是物理世界与孪生世界产生交集的主要通道之一，欢迎用户体验。

二、智慧猪场数字孪生系统功能描述

智慧猪场数字孪生系统为后缀名.exe规格的应用程序。

可直接安装到使用人的电脑上，并配备对应“养猪场数据网关”即可开启智慧养猪孪生猪场通道。

智慧猪场数字孪生系统功能：操作提示、信息面板、视角模式、设备定位、监控信息、监控视频、场景编辑、系统设置。

（1）操作提示

系统操作办法说明。 

（2）信息面板

猪场生产经营基本信息、设施管理包含：配怀区信息（猪群信息、环控数据u、风机、水帘、料塔）、分娩区信息（猪群信息、环控数据u、风机、水帘、料塔）、保育育肥区信息（猪群信息、环控数据u、风机、水帘、料塔）、死猪区信息、人员消洗信息、远程卖猪区信息。

1）配怀区信息：栏位管控。

（单）栏位（在线）管理：通过数据采集实时数据，可在栏位面板处实现对猪场养殖的大致养殖情况了解。包含（栏位）首页信息、档案信息、生产数据、育种数据、采食数据、环境数据、生产分析、预警列表、参数阈值、运行状态、视频监控。

（3）视角模式

系统支持三种视角模式参观、管理猪场。

跟随视角：通过键盘WASD控制人物角色移动鼠标左右移动可以调整人物角色的朝问；长按鼠标右键可移动跟随镜头对人物角色进行环绕，释放右键后自动恢复跟随；

自由视角：鼠标右键长按进入自由移动模式；释放右键退出移动；进入移动时，通过鼠标左右移动控制镜头水平旋转，上下移动控制垂直旋转(仰俯角)；通过键盘WASD键控制镜头前后左右移动，Q和E键控制上升和下降；

自动视角：鼠标右键可停止自动旋转长按鼠标右键时移动鼠标可调整建筑角度;释放鼠标右键后恢复自动旋转； 进入系统后，默认视角为自动视角。

（4）中控系统

中控系统包含对人员消洗、人员巡舍、母猪转舍、小猪转舍、死猪流程、卖猪流程三维动画演示及对配怀区、分娩区、保育区处设备（风机、水帘、温度……）管控。

配怀区、分娩区、保育区设备（风机、水帘、料线）操作控制。

（5）设备定位

猪场内所有设备的位置显示与标记。包含预警器、水表电表、自动料槽、储料罐、AI探头、水帘、风机、自动喂料机、盘猪仪等。

（6）监控信息

猪场监控信息展示。

（7）监控视频

猪场监控视频展示。

（8）场景编辑

猪场场景编辑。包含猪群、绿化等。

（9）系统设置

系统基础信息设置。