[发明专利]一种母猪产前行为监测系统以及方法

说明书

一种母猪产前行为监测系统以及方法，它包括框体、超声测距节点、和远程控制中心处理器，所述的超声测距节点安装在框体的顶部，超声测距节点用于测量母猪的头部、背部和尾部位置到框体的顶部的距离，所述的超声测距节点的信号输出端与远程控制中心处理器无线连接，发送监测数据。本发明通过对母猪行为进行识别，包括筑窝、站立、躺卧等行为；可以根据母猪的行为做出决策，发生异常情况时向饲养员手机发出报警信号。

技术领域

本发明涉及母猪福利养殖、无线传输、传感器技术的研究领域，具体地讲是一种基于超声波测距的母猪产前行为监测系统研究。

背景技术

随着现代养殖业的规模化、集约化程度越来越高，自动化养猪将成为养猪业的发展趋势，母猪分娩作为养猪生产过程中关键环节之一，能够准确、实时地监测母猪产前行为对判断母猪分娩时间具有重要意义。而行为是动物的肢体语言，通过行为能够了解动物的适应性和生存所需要的条件，因此行为表现是评价动物福利条件最直接的证据。实时监测母猪行为体征，及时了解和分析母猪行为、分娩情况，并采取相应处理措施，对提高母猪健康程度，减少仔猪死亡率，提高猪的福利，减小人力成本投入，提高养殖自动化水平具有重要意义。

目前，无线传感网技术已经在农业生产领域得到广泛应用，但是设施养殖产业中的自动化设备并不多见。目前养殖业对母猪分娩时间的判断主要依靠饲养员目测观察，不仅工作繁重而且容易受饲养员主观经验影响，使得设施福利养殖还没有显现出巨大的现实效益。目前母猪分娩都在限位栏中，因此对于限位栏模式下的母猪的行为智能分析、实时无线传输和精准控制成为当下发展的解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提出一种母猪产前行为监测系统以及方法，实现对分娩前母猪行为的实时监测，通过对母猪行为进行识别(包括筑窝、站立、躺卧等行为)；系统可以根据母猪的行为做出决策，发生异常情况时向饲养员手机发出报警信号。

本发明的技术方案是：

一种母猪产前行为监测系统，它包括框体、超声测距节点、和远程控制中心处理器，所述的超声测距节点安装在框体的顶部，超声测距节点用于测量母猪的头部、背部和尾部位置到框体的顶部的距离，所述的超声测距节点的信号输出端与远程控制中心处理器无线连接，发送监测数据。

本发明的超声测距节点包括三个超声波测距模块、微控制器、无线射频模块和电源供电模块，所述的三个超声波测距模块分别用于采集框体的顶部到母猪头部、背部、尾部对应位置的距离，超声波测距模块的信号输出端与微控制器的信号输入端相连，微控制器通过无线射频模块与远程控制中心处理器无线连接，发送监测数据。

本发明的无线射频模块采用ZigBee通信模块。

本发明的系统还包括CMOS摄像机,所述的CMOS摄像机安装在框体的顶部，其信号输出端与远程控制中心处理器无线连接，发送监测数据。

一种母猪产前行为监测方法，应用母猪产前行为监测系统，它包括以下步骤：

S1、超声测距节点每隔一定时间间隔t采集一组距离数据，获取n组前述距离数据后，将前述距离数据发送至远程控制中心处理器；

S2、远程控制中心处理器中，包括以下步骤：

(1)、质心预设的步骤：对应于母猪产前行为分别预设对应的超声测距节点；

(2)到母猪头部、背部和尾部的距离，将前述距离作为行为对应位置的初始聚类中心；

(2)、采用下述公式分别计算任一组距离数据与各种行为中对应位置初始聚类中心的距离，将其划入与三个对应位置距离均最小的行为，并且存储数据：

其中：X表示任一组数据中的距离数据；X'表示与测量数据对应位置的预设的初始聚类中心的数据，k行为的编号，d表示行为的总数，d＝3；