二、畜牧場的網際網絡建立
必須依各畜牧場的環境、畜舍範圍及畜養頭數多寡等因素來調整、建置客製化資訊技術系統，通常會以一個畜牧場為單位作規劃，所以一般畜牧場在規劃使用資訊技術時，不僅必須考量是否有足夠的人力可以配合這套系統的運作，同時也需考量畜牧場的投資報酬效益等。這類型的畜牧場資訊作業設備通常是以使用獨立的電腦設備作為管理的主軸，使得各個畜牧場的寶貴經驗或資料無法與其他畜牧場互相分享。這促使我們有意去規劃一套專屬於動物資料收集及管理的系統中心，如此便可以收集並管理到每一個畜牧場甚至到每一頭乳牛之資料，每一個畜牧場所形成的獨立網際網絡系統可以連線到所有的畜舍建築、畜舍中的各項設備，例如初生仔牛舍的燈光、溫度等。圖1所顯示的是網際網絡實際應用於乳牛場的細部規劃概念，所有關於牧場內各畜舍或設備的資料除了可經由管理中心的電腦查詢得知外，甚至可以上傳至網路分享給其他畜牧場或研究單位使用。
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三、獨立的動物資料庫系統
大多數紀錄乳牛場的工作狀況或是進出成本之管控，都是以紙本的方式將牧場的資料紀錄下來，這是一般畜牧場最常見也最需要改善的問題，所以我們就先以改善紙本之抄寫紀錄為首要目標，先讓畜牧場主人可以接受使用數位化紀錄的方式，再漸漸將各畜舍紀錄導入資料收集器，使各畜舍的資料持續的累積至牧場管理端，可減少資料收集時所花費的時間。表1為獨立的動物資料庫之內容概要及其功能；圖2為四種不同數位化設備的顯示狀況，除此之外，還規劃貯乳桶溫度控制設備可即時控制貯乳桶的溫度狀況，減少因貯乳桶溫度異常所造成的損失。
表1牧場動物管理資料庫概要及其功能
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簡要描述 |
是否支援手機設備 |
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數位化管理帳簿 |
紀錄牛群編號名字、統一編號、照片及特殊表徵等，將所有紙本 |
部 分 |
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牛乳資料庫 |
牛乳品質、產乳量等(資料來自於DHIA) |
無 |
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行事例 |
紀錄牧場發生的大小事，如配種、抗生素治療種類及劑量等 |
有 |
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溫濕度資料庫 |
牛群畜舍的溫濕度資料紀錄 |
有 |
(一) 數位化的牧場管理帳簿
數位化的牧場管理紀錄可以紀錄與管理牧場的每一個畜舍甚至每一頭乳牛的最新狀況，包括:編號名字、統一編號、照片及特殊表徵等等。這些基礎資料可以幫助我們再將資料作進一步的分層管理，例如利用資料的同質性或異質性將為數眾多的資料歸類成有用的資訊。
(二) 乳牛試驗資料
乳牛試驗資料源於乳牛群性能改良協會(DHIA)，這是一個關於收集各乳牛場之牛乳組成份分析及牛乳的生產總量等資料的協會。本次使用的試驗資料主要來自於這個協會，資料內容主要區分為乳牛群的乳樣資料及個別牛隻的乳樣資料兩大類。
(三) 行事例
這項行事例的介面具提供畜牧場紀錄牧場內大小事物的功能，例如：每日工作概要紀錄、配種頭數或配種使用的精液號碼、抗生素治療的種類與劑量等等，要查詢重要事項紀錄或歷史資料都可以經由行事例中清楚地了解。現場作業時需要的即時牛群資料或紀錄都可以藉由電腦或手機端作傳輸獲得，現場作業完成後可在利用後端彙整的資料作運用集分析。
本試驗在實際應用於乳牛場過程中也出現許多問題，有一些牧場管理者發現在現場執行作業時，現場紀錄的資料在回傳至主電腦時會出現一些異常現象，導致一些資料損失或是延遲紀錄，這部分正在作問題的處理及修正。但人類的記憶是容易有出錯的時候，常因為沒有即時紀錄導致後續的錯誤紀錄產生，使用這套行事例即時紀錄設備可以簡短概述現場工作重點作紀錄，現場工作結束後再至電腦端作詳細工作概要的敘述或重點標示等。未來，我們希望將這套系統進階成即時牧場公告欄的概念，讓牧場管理者、工作者及獸醫師等都可以藉由這個公告欄上的資訊即時了解牧場的現況。
(四) 牛群畜舍的溫度及濕度管控
將溫度及濕度感測器安裝於小牛畜舍區，並連接於牧場管理系統中使牧場管理者可以隨時監控小牛畜舍區的溫濕度變化情形。未來，也希望將這套系統升級並應用於生乳貯乳槽內控制槽內溫度並紀錄，生乳貯乳槽的溫度變化對於乳牛牧場管理者是重點工作，槽內溫度若未能控制於特定範圍的低溫會導致生乳品質下降且造成重大的經濟損失。
四、牛群畜舍環境管理系統
大多數在北海道的酪農戶都是以家庭成員為主要的牧場工作者，牧場應用資訊設備後可以將管理延伸到各個畜舍中同時又達節省人力。我們現在正在評估利用資訊技術設備，將每日牧場管理者需經常性往來於牧場畜舍間的工作，簡化成利用資訊傳遞的方式即可取得所要的資料，可隨時掌控牧場的歷史資料、即時訊息甚至未來待處理的項目等。
(一) 仔牛舍架設監視設備隨時作監控
對於乳牛場經營管理而言最重要的部分之一就是後備女牛群的管理，從母牛面臨分娩開始到仔牛出生後的保育及護理都是牧場的重點工作，牧場管理者通常會將即將分娩的母牛及剛出生的仔牛圈養於特別的畜舍中作管理，我們將監視攝影設備安裝於這個畜舍棚內隨時監控，畜舍內影像藉由網絡傳輸至牧場管理者的電腦中(如圖1及圖2)。
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(二) 溫濕度感測器
當乳牛周圍環境溫度高於25℃時其產乳量會下降，所以控制畜舍內的環境溫度對於乳牛群而言是非常重要的，尤其是在炎熱的夏季。我們在乳牛畜舍內安裝6組溫濕度感測器，利用網路傳輸可以將畜舍內的溫濕度資料即時傳輸至管理者的電腦，這套系統同時也可以應用於生乳貯乳槽內的溫度控制。
(三) 生乳貯乳槽的溫度控制系統
生乳貯乳槽的溫度管控以“即時”為主要目的，因為生乳由泌乳牛乳房擠出後隨即進入貯乳槽中作存放及進行溫度調控，貯乳槽的溫度必須隨時維持於10℃以下才能維持生乳品質，不准許因溫度升高產生細菌快速大量孳生的情形，這會導致乳牛場很大的經濟損失，且一般乳牛場的生乳貯乳槽為1-2個，若發生溫度異常情形都必須馬上作處理，以免生乳變質而損失。所以生乳貯乳槽應用溫度控制系統作隨時的監控是必要的，可以讓牧場管理者藉由電腦端了解生乳的保存狀況，若發生溫度異常情形，電腦端會發出警訊並利用自動撥號裝置通知給管理者的手機，以作緊急的處理。
五、與食品產銷履歷追溯系統網絡連結
現在市面上非常強調的食品產銷履歷，主要讓消費者可以了解食物的生產過程以安心的選購食品。這個觀念不僅針對於食品的生產及運輸過程，也可以更擴大至當食品出現異常時的問題追溯，例如E.coli O157、BSE及標示與產品規格不符等。若消費者可以漸漸的建立食品產銷履歷追溯的觀念時，一般的牧場管理者也必須更依賴資訊設備將牧場的所有資料完整的紀錄以提供給消費者更完整透明的飼養管理過程(如圖3)。
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六、參考文獻
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M. Mizunuma. T. Katoh. S. Hata.“Applying IT to Farm Fields-A wireless
LAN.”NTT Technical |
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Shinsuke Hannoe?, Satoru Yamaguchi, Yuichiro Takei, Mariko Nakamura, and
Yasuyuki |
畜產試驗所新竹分所於98年開始由農委會資訊中心提供經費，擬建立一套屬於台灣乳牛牧場的無線感測網系統，規劃的牧場管理系統方向包括：
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(一) |
於牛舍內及其外佈建感測器包括溫度、相對溼度、風速，風向等，以收集牛舍內外環境即時溫度、相對溼度、溫溼度指數(THI)及風速，風向等資訊。設定牛舍內外環境參數值，超過環境參數值上限時，啟動牛舍降溫設施如風扇、噴水、噴霧…等，其運作之時間及其間距，則由中央電腦於取得牛舍環境參數值下限時才停止，並記錄每次降溫設施啟動及關閉之時間並計算每次運轉的週期，因此可減少風扇及灑水系統運作時間以達省水省電之效果。 |
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(二) |
發情偵測震動感測器mote，將內建三維震動感測器的mote封裝成?環形式，置於空胎牛隻的前?，牛隻走動時每一步伐及發情乘駕動作時，經由前?位置的前進後退、升降變動之震動紀錄，mote即將震動記錄並傳至中央電腦監測系統。記錄牛隻一日24小時內，每小時活動產生震動次數及牛隻活動與休息的比率，牛隻活動比率大及運動頻率密集時段，配合人為的發情觀察或分析以往紀錄，可以準確地發現發情的牛隻，尤其是半夜至清晨期間人為觀察發情較困難的時段。以牛隻在發情期間活動之震動頻率來設定參數，達此活動之參數震動頻率者，即由電腦監控系統發送警報，以簡訊、警鈴或傳真及e-mail給牛群管理者，來判定牛隻最佳之配種時刻。 |
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(三) |
儲乳槽低溫感測器之mote，於乳牛場低溫儲乳桶裝置內建低溫感測器之mote，連結至貯乳槽外之無線感測網路模組，透過無線感測網路即時回傳槽內溫度至中央電腦監測系統。掌握低溫儲乳槽保存生乳的溫度及其變化，儲乳槽溫度或因停電或因冷卻功能失常時，將會因溫度之增高而加速生乳中生菌數的上升。而當儲乳槽溫度超出4℃在一短時間後，中央監測系統之電腦即發送警報給牛群管理者，作緊急處理，避免生乳品質下降或變質，減少經濟之損失。 |
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本分所目前正積極於西湖乳牛場進行這項計畫，希望能完成無線感測網應用於乳牛場的E化管理雛型，以利後續推廣給酪農使用。 |