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虚拟教学

三维虚拟养猪场实训系统

一、软件简介

本套软件通过三维仿真模拟方式,以真实存在的养猪场为蓝本,构建了一个网络化、互动式的三维虚拟养猪生产环境平台,实现了现代化养猪生产全过程高仿真模拟,为大中专院校学生畜牧专业实训提供一种全新模式。

系统基于unity三维虚拟现实技术平台构建,通过模块和程序设计实现三维动态全景漫游与动态实时交互,在计算机屏幕上,逼真再现了真实的猪饲养操作场景与饲养装置,把场景和工艺流程等通过虚拟现实技术逼真地呈现出来,再现了养猪场中各个环节,如猪场的选址布局,场内养猪设备,母猪产前护理,小猪的产后护理,公猪的精液采集与存储,母猪的人工授精,粪污处理和药物的介绍等。实训操作界面简明清晰、易于操作。

本软件可实时模拟真实生猪饲养各阶段过程与技术操作,拥有参观学习、专业认识实训、熟悉单元设备与饲养装置、了解生产工艺流程与参数、基本技能培训、顶岗实训等多项功能。本软件通过网络平台及数据库技术支撑,实现了生猪虚拟生产过程的信息实时反馈,数据的自动记录、过程跟踪评价及虚拟实训效果考核等功能,便于学生自主学习生猪饲养过程,大大提高了学生的实地动手能力。学生的虚拟实训记录与数据可以长期保存,有利于进行大数据分析。

在校学生与生产实训对接的桥梁,畜牧兽医专业实训的一种全新模式,实用的三维情景交互式虚拟仿真生猪饲养实训软件。

1-1三维虚拟养猪场实训系统场区全景及功能分区 

1-2三维虚拟养猪实训系统登录界面

二、功能介绍

为了打造完整的生猪饲养实训学习体系,完善的饲养环境,经过不断摸索,结合实际情况,将系统设计成多种角色扮演:实习生、饲养员、繁殖员、兽医、场长及外来参观人员,可实现:专业认识实习、顶岗实习,系统分为三大功能模块依次为入场流程模拟模块(生活区)、场区环境模拟(工作区)、虚拟饲养护理模块,循序渐进的带领学生走入虚拟养猪场的实际工作。

本系统具有以下主要功能:

1.      简单参观功能

2.      养猪设备认知及学习功能

3.      进场认识实习功能

4.      养猪饲养过程基本操作训练学习功能

5.      公猪舍操作全过程模拟:公猪养殖过程培训

6.      空怀舍操作全过程模拟:

7.      妊娠舍操作全过程模拟

8.      保育舍操作全过程模拟

9.      育成舍操作全过程模拟

10.  防疫与疫苗;疾病与诊治操作全过程模拟

11.  养猪场布局学习及搭建功能

12.  自动化喂料系统模拟

13.  污水冲洗结构模拟

2-1三维虚拟养猪实训系统框架

2-2三维虚拟养猪实训功能分区图

(一)入场流程模拟模块(生活区)

      本软件个性化设置了多种角色扮演模式。使用者可以自定义身份,工作者还是参观者。软件根据使用者选择的身份模式,来规划一条特定的路线。

  (1)外来参观功能    

由于现代化养猪场的特殊要求,外来参观者不经隔离,不许进入生产区。

本系统具有“外来参观者”参观学习功能。“外来参观者”通过特设的参观通道,经过带有AB门禁系统的喷雾消毒室,经设定时间要求消毒后,进入监控室,通过与各养猪舍连接的实时监控视频系统,了解养猪过程及设备,方便学习,掌握参观流程、设施、要求及养猪场相关规则。

 

2-1三维虚拟养猪长实训参观室图 

  2)内部参观功能

由于养猪场规定,进入养猪场内部生活的外来人员必须预先在生活区进行外来人员身份登记以及车辆登记-人员消毒以及车辆消毒-沐浴更衣-在生活区隔离3-再次沐浴更衣方可进入工作区。方能依次进入母猪舍-公猪舍-产子舍-保育舍-育成舍。内部人员每次进入工作区也必须进行沐浴更衣。

 

1. 生活区

     生活区仅挨着工作区,是进入工作区的必经之路,也是外来病菌进入猪舍的必经之门。因此合理的安排生活区结构,是保障一个养猪场健康生产的重要环节。本虚拟仿真系统设计的生活区由2个警卫室,3个消毒室,1个外来参者大厅,2个沐浴室,5个隔离室,2个原料仓库,1个进入工作区走廊,1个员工食堂构成,3个大型的员工宿舍。

(1).门卫室及登记

2-2养猪场参观登记界面

(2).消毒室

2-4车辆消毒界面

(3).淋浴室

2-5系统虚拟淋浴室界面

(二)工作区

饲养环境选址要符合城市总体规划或者村镇建设规划,符合环境功能规划,土地利用总体规划要求;符合清洁生产要求;排放污染不得超过国家或者省污染排放标准。

猪舍的选择要求设置在地势高燥,通风良好,交通便利,原理居民区的下风口。因此,对厂区的大体布局有所了解对一名初学者来说十分重要。

本系统将虚拟养猪场长区按照饲养流程顺序划分为5个猪舍,分别母猪舍,公猪舍,产子舍,保育舍,育成舍以及一个干粪场一个污水处理池。

猪舍内设置了自动化配料系统,标准的分娩栏,保育栏,限位栏和鸭嘴式供水系统。排污系统机构设置合理,通风装置安装到位。逼着再显了一个养猪场。

 

3-0三维虚拟养猪长实训系统猪舍周围环境

河流与水源区

 

3-1三维虚拟养猪长实训系统工作区猪舍场景图

3-1系统工作区猪舍UI截图

(1)、母猪舍

 

(2)、公猪舍

(3)、产子舍

(4)、保育舍

(5)、育成舍

(6)、干粪厂

(7)、沼气池

 

(三)虚拟操作学习

为了增加学生动手能力和实践操作能力。我们在每个猪舍都模拟了一个虚拟的学习环境环境。虚拟环境包括:母猪发发情鉴定,转移母猪到指定猪舍,公猪精子的存储与检验,母猪的产前处理,小猪的产后护理(断尾,绞牙,吃初乳,保温,补铁,吃叫槽食),防疫药品的选择与注射等),以及饲料系统的流程模拟和排污系统动画演示等。

系统还添加了分数动态跟踪功能,时时刻刻都记录学生的学习情况。也可以传送数据到平添服务器上,教师可以随时随地擦看学生的学习情况。

(1)、母猪舍

3-1-1 母猪发情鉴定图

3-1-2 母猪赶猪道图

(2)、产子舍

a、小猪补铁

b、小猪去势


c、小猪称重

d、小猪编号

 e、固定乳头

f、剪尾

g、吃叫槽食

h、打预防针

i、保温

j、母猪产前护理

4、保育舍

5、育成舍

(1)、排污系统

(2)、进料系统