[实用新型]基于机器视觉技术的群养母猪饮水行为无线监测系统

说明书

技术领域

 本实用新型涉及母猪福利养殖、无线网络通信技术及机器视觉技术领域，尤其是通过机器视觉技术和ZigBee无线网络通信技术对群养母猪饮水行为进行监测的系统，具体地说是一种基于机器视觉技术的群养母猪饮水行为无线监测系统。

背景技术

机器视觉技术，是一门涉及人工智能、神经生物学、心理物理学、计算机科学、图像处理、模式识别等诸多领域的交叉学科。机器视觉主要用计算机来模拟人的视觉功能，从客观事物的图像中提取信息，进行处理并加以理解，最终用于实际检测、测量和控制。机器视觉技术最大的特点是速度快、信息量大、功能多。

目前，母猪的饮水是最值得关注的动物行为之一，水是母猪需求量最大的营养物质，饮水行为是母猪健康与否的重要判断依据。我国目前的母猪养殖主要采用限喂栏，这种喂养方式严重限制了母猪自由活动的空间，不符合动物福利要求，欧盟已经决定于2013年禁止使用限喂栏，对妊娠期母猪采用群养方式饲养，有必要针对这种饲养模式下的母猪饮水行为设计一套智能化精准监测系统。

目前无线通信、机器视觉等技术已经在农业生产领域得到应用，但是母猪养殖产业中的自动化设备并不多见，特别是利用现代电子、通信技术精确监测、分析群养母猪个体饮水行则更是空白。健康母猪饮水行为有规律可循，母猪个体饮水行为是否正常可以作为判断动物健康状况的重要指标，养殖人员每天仅需重点关注饮水行为异常的母猪个体，及时发现出现健康问题的母猪，大大降低疾病带来经济损失的同时也减少人工消耗的时间和精力。因此，对于群养母猪个体饮水行为的自动化精准监测、实时宽带传输是亟待的重要课题。

发明内容

本实用新型的目的是针对母猪养殖产业中的自动化设备缺少的问题，提出一种基于机器视觉技术的群养母猪饮水行为无线监测系统。

本实用新型的技术方案是：

一种基于机器视觉技术的群养母猪饮水行为无线监测系统，它包括多个饮水点设备、网关节点以及中心服务器，在各待监测猪舍中的饮水点均设有一饮水点设备，各饮水点设备均包括饮水器、图像传感器、处理器、红外感应模块、流量计和饮水点设备ZigBee协调器，所述的红外感应模块安装在饮水器的上方，用于感应母猪贴近饮水器，各红外感应模块的信号输出端与对应处理器的感应信号端相连，各处理器的图像信号控制端、流量信号控制端分别与对应的图像传感器、流量计的信号端双向连接，各处理器的通讯信号端通过对应的ZigBee协调器与网关节点的ZigBee协调器无线连接，网关节点通过网络与中心服务器无线连接。

本实用新型的饮水器的两侧均设有第一挡板，两第一挡板的上方安装第二挡板，在该第二挡板上安装红外感应模块。。

本实用新型的第一挡板为水泥挡板，第二挡板为亚克力挡板。

本实用新型的第一挡板高1.5m、宽0.6m，两第一挡板的间距为0.6m。这个系统中两第一挡板的作用是保证一次只有一只猪接近饮水器，由于两第一挡板间距设定为0.6m，因此猪的体型最好比较大，母猪符合这一要求。

本实用新型的处理器采用ARM处理器，图像传感器采用CMOS图像传感器，该图像传感器通过ARM处理器的CMOS摄像头接口与ARM处理器连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的系统采用机器视觉技术自动识别饮水母猪编号，采用水流量计采集母猪单次饮水量，该系统能够准确记录母猪个体日饮水频率及日消耗水量，避免了人为观察饮水行为过程中的主观性强、精确度、稳定性不够的缺点。

本实用新型的网关采用3G拨号和以太网两种方式与服务器连接，有效解决了猪舍地处偏僻而无法远程监控的问题，而采用3G网络比GPRS网络在速度上有了很大的提高，因此，在传输数据时效率更高、优越性更明显；还简化了网关与中心服务器之间的通信。

本实用新型的网关采用ZigBee无线通信协议与饮水点ARM通信，这种无线通信方式避免了传统布线带来的成本和稳定性上的不足，高度的鲁棒性能够保证本系统长期稳定工作。此外，ZigBee网络具有高度的实时性，方便数据的实时采集，保证系统的工作效率。

饮水行为是母猪健康与否的重要判断依据，本系统利用自动化技术准确监测母猪日饮水频率及水资源的日消耗总量，系统能够将水消耗量异常的母猪个体编号自动发送给养殖人员，使得这个母猪能够得到及时的关注，从而降低疾病对母猪的生长、生产影响，有效提升了母猪养殖的经济效益。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的饮水点设备的结构示意图。

图3是本实用新型监测系统的实施流程图。