基于无线传输的种猪产房监控系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于无线传输的种猪产房监控系统及方法，两个摄像头同时定时在t=30秒拍摄一次仔猪吃奶区域，并将采集的照片分别存入到两个SDRAM存储器中，两个DSP处理单元分别从两个SDRAM存储器中读取图像，对图像实时处理，实现标签定位并将标签的特征送至ARM微处理器；通过对采集的声音和照片进行处理，自动监测出种猪产房内异常状况，计算出各个仔猪每天的吃奶量，并将结果通过GPRS无线网络传输送到养殖户设定的手机上，由此远程实时监控种猪产房情况，保证各个仔猪都能吃到充足的奶水，提高仔猪成活率。

【技术实现步骤摘要】
基于无线传输的种猪产房监控系统及方法
本专利技术涉及种猪产房监控技术，以监控种猪产房的情况，具体是监控产房中每只仔猪吃奶情况及判断产房内是否有异常状况的发生。
技术介绍
初生仔猪是否健康是养猪规模化生产中的首要环节，也是影响养猪业获得利润高低的最直接、最关键的因素之一。仔猪的健康不仅直接关系到仔猪的成活率，而且对其抗病力、后备猪生产性能、种猪利用价值等都有重大影响。因此如何提高初生仔猪成活率，减少初生仔猪死亡率、弱化率是增加猪场效益的关键。由于哺乳期仔猪自身生理条件及环境因素的影响，常导致哺乳仔猪大量死亡，给养殖生产带来重大损失。仔猪因感染疾病死亡和非疾病性因素是造成仔猪死亡的两个重要原因，统计调查结果表明，疾病造成仔猪死亡占14%，而非疾病造成仔猪死亡则高达76%。非疾病性因素造成仔猪死亡主要包括：（1）因管理不当主要造成仔猪被冻死、压死、踩死、母猪咬死。由于仔猪体温调节能力差，身体活动能力差，因此容易被母猪踩死或压死；初产母猪，母猪体型较大、产后体质弱、产仔舍未设立护栏或护仔间、仔舍保温不好等，也增加了仔猪被压、踩、冻死的比率；另外，个别母猪有咬食仔猪的恶癖，或患有乳房炎时，容易咬死仔猪。（2）母乳不足。由于母猪病理或生理机理下降、营养摄入不足等原因，造成产后少乳或缺乳，仔猪吃不到奶饥饿而死，或因营养不良导致体质下降，最终发生衰竭或感染疾病而死。（3）弱胎。发生弱胎的主要原因是妊娠期母猪体质差、母猪年龄偏大、窝产仔数过多、饲料营养不全或发霉变质等。弱胎仔猪出生后，往往争食不到乳汁，活动能力弱、抗病力差，大部分会死亡。现有种猪工业化养殖中，哺乳期仔猪及弱小仔猪的护理都是通过产房工作人员的不间断看护，产房工作人员护理主要是要做到“一听、二查、三治疗”。“听”仔猪叫声(区别争吮吸乳头的叫声和仔猪受踩压的叫声)；“查”各个仔猪是否都有吃奶，有无吃不上奶的仔猪；“治疗”对出现病症的仔猪及时用药。但是随着种猪养殖业的的快速发展，人工看护这种传统方法会因为工作人员的疲劳，工作人员的疏忽和不仔细，会造成仔猪营养不良甚至压踩死亡，给给养殖生产带来重大损失。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有种猪产房通过工作人员的不间断看护易造成仔猪营养不良甚至压踩死亡的缺陷，提供一种基于无线传输的种猪产房监控系统及方法，采用机器听觉与视觉检测代替产房工作人员的“听”和“看”，并与无线传输相结合代替人工看护进行种猪产房远程监控。本专利技术基于无线传输的种猪产房监控系统采用的技术方案是：在种猪产房的母猪室的上方设有两个摄像头和一个麦克风，两个摄像头的正下方对应仔猪吃奶区域，其特征是：母猪室的上方还设有天线及监控模块，每个仔猪背的正上方设有一个经松紧带固定的标签，标签的上表面是长方形区域，长方形区域的四边框为黑色，中间底色为白色，中间底色上有仔猪编码，仔猪编码为1至6根任意横线和竖线的组合，两个摄像头拍摄各个仔猪背上的仔猪编码图像；监控模块包括ARM微处理器、3个DSP处理单元、GPRS模块、3个SDRAM存储器、前置处理电路，ARM微处理器中预设由仔猪编码形成的仔猪编码表，ARM微处理器通过GPRS模块连接天线，通过通信串口分别连接3个DSP处理单元；第一个DSP处理单元经第一个SDRAM存储器连接第一个摄像头，第二个DSP处理单元经第二个SDRAM存储器连接第二个摄像头，第三个DSP处理单元经前置处理电路连接麦克风。本专利技术基于无线传输的种猪产房监控方法采用的技术方案是具有以下步骤：（1）两个摄像头同时定时在t=30秒拍摄一次仔猪吃奶区域，并将采集的照片分别存入到两个SDRAM存储器中，两个DSP处理单元分别从两个SDRAM存储器中读取图像，对图像实时处理，实现标签定位并将标签的特征送至ARM微处理器；（2）ARM微处理器根据标签的特征和仔猪编码表判断出相邻两个采集周期内的当前吃奶仔猪，计算出第x头仔猪的当前总吃奶时间，为第x头仔猪上一采集周期的总吃奶时间，，n是仔猪的总头数，并计算出第x头仔猪的当前总吃奶量，为当前吃奶时间最长的仔猪的总吃奶时间；（3）将当前总吃奶量用当前总吃奶量分数，来代替，根据当前总吃奶量将仔猪吃奶状况划分为优、良、合格、差四个等级，当=4，为优，当=3，为良，该仔猪吃奶较多；当=2时，为合格，该仔猪吃奶较少；当=1时，为差，该仔猪吃奶很少，通过GPRS模块和天线将当前吃奶很少的仔猪信息发送出去，需要人为干预。当前吃奶很少的仔猪在经人为干预后，再由ARM微处理器计算出每头仔猪每天的吃奶时间，，m是仔猪的吃奶总天数，为第x头仔猪i天以来的总吃奶时间；并计算出每头仔猪每天的吃奶量，为第x头仔猪第i天的吃奶时间，第i天吃奶时间最长的仔猪的吃奶时间；最后根据每头仔猪每天的吃奶量分数，将每头仔猪每天的吃奶量划分为合格和不合格两个等级，当=1时，为合格，表明这一天该仔猪吃奶量较多，人为干预后有效果；当=0时，为不合格，表明这一天该仔猪吃奶量较少，人为干预后效果不明显。进一步地，ARM微处理器将仔猪的当前总吃奶量分数和每头仔猪每天的吃奶量分数组成仔猪吃奶记录，通过GPRS模块和天线定时发送到养殖户手机上。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术采用机器听觉与视觉检测代替产房工作人员的“听”和“看”，通过对采集的声音和照片进行处理，自动监测出种猪产房内异常状况，计算出各个仔猪每天的吃奶量，并将结果通过GPRS无线网络传输送到养殖户设定的手机上，由此远程实时监控种猪产房情况，减少了人力、物力，且具有很强的实用性。2、本专利技术设计了一种固定在仔猪背上的标签，通过对标签上编码的识别完成各个仔猪的识别及监控。这种编码不再使用常用的阿拉伯数字，而是更为简洁的1-6根横竖线组合。相比于数字编码识别，本专利技术中的编码不仅区别度大，容易识别，降低了图像处理算法的复杂度。适用于DSP这种内部FLASH和SRAM容量低，算法时间复杂度和空间复杂度不能高的嵌入式场合。3、本专利技术实现了种猪产房内异常状况监测。使用麦克风采集种猪产房内声音信息，DSP对声音信息进行实时处理，监测到有异常情况时及时给养殖户发送警报信息，避免了压、踩、咬等造成仔猪死亡。4、本专利技术所述的基于无线传输的种猪产房监控系统与方法，核心为仔猪吃奶量等级评判方法，通过该等级评判，养殖户可以清楚的了解每天各个仔猪的吃奶状况，各个仔猪处于哪一个等级，对于吃奶量相对较少的仔猪养猪户可以及时人为干预，保证各个仔猪都能吃到充足的奶水，提高仔猪成活率。附图说明图1是本专利技术一种基于无线传输的种猪产房监控系统的结构示意图；图2是种猪产房中的仔猪识别部件结构图；图3是图1中的监控模块10及其外接图；图4是种猪产房监控系统的工作流程图；图5是图4中DSP处理单元对图像进行实时处理时的仔猪标签识别流程图。附图中的各部分序号及名称：1、猪栏；2、仔猪室；3、母猪室；4、母猪仔猪分隔栏；5a、5b、摄像头；6、麦克风；7、监控模块支架；8、电路板；9、天线；10、监控模块；11、松紧带；12、调节扣；13、标签。具体实施方式参见图1，种猪产房由种猪工业化养殖中常用的猪栏1组成，猪栏1内部由母猪仔猪分隔栏4将猪栏1分成仔猪室2和母猪室3。仔猪一般在仔猪室2中活动，吃奶时仔猪通过分隔栏4来到母猪室3，而母猪体型较大只能在母猪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线传输的种猪产房监控系统，在种猪产房的母猪室的上方设有两个摄像头和一个麦克风，两个摄像头的正下方对应仔猪吃奶区域，其特征是：母猪室的上方还设有天线及监控模块，每个仔猪背的正上方设有一个经松紧带固定的标签，标签的上表面是长方形区域，长方形区域的四边框为黑色，中间底色为白色，中间底色上有仔猪编码，仔猪编码为1至6根任意横线和竖线的组合，两个摄像头拍摄各个仔猪背上的仔猪编码图像；监控模块包括ARM微处理器、3个DSP处理单元、GPRS模块、3个SDRAM存储器、前置处理电路，ARM微处理器中预设由仔猪编码形成的仔猪编码表，ARM微处理器通过GPRS模块连接天线，通过通信串口分别连接3个DSP处理单元；第一个DSP处理单元经第一个SDRAM存储器连接第一个摄像头，第二个DSP处理单元经第二个SDRAM存储器连接第二个摄像头，第三个DSP处理单元经前置处理电路连接麦克风。

【技术特征摘要】
1.一种基于无线传输的种猪产房监控系统的监控方法，采用基于无线传输的种猪产房监控系统，该种猪产房监控系统包括在种猪产房的母猪室的上方设有两个摄像头和一个麦克风，两个摄像头的正下方对应仔猪吃奶区域，母猪室的上方还设有天线及监控模块，每个仔猪背的正上方设有一个经松紧带固定的标签，标签的上表面是长方形区域，长方形区域的四边框为黑色，中间底色为白色，中间底色上有仔猪编码，仔猪编码为1至6根任意横线和竖线的组合，两个摄像头拍摄各个仔猪背上的仔猪编码图像；监控模块包括ARM微处理器、3个DSP处理单元、GPRS模块、3个SDRAM存储器、前置处理电路，ARM微处理器中预设由仔猪编码形成的仔猪编码表，ARM微处理器通过GPRS模块连接天线，通过通信串口分别连接3个DSP处理单元；第一个DSP处理单元经第一个SDRAM存储器连接第一个摄像头，第二个DSP处理单元经第二个SDRAM存储器连接第二个摄像头，第三个DSP处理单元经前置处理电路连接麦克风，其特征是具有以下步骤：（1）两个摄像头同时定时在t=30秒拍摄一次仔猪吃奶区域，并将采集的照片分别存入到两个SDRAM存储器中，两个DSP处理单元分别从两个SDRAM存储器中读取图像，对图像实时处理，实现标签定位并将标签的特征送至ARM微处理器；（2）ARM微处理器根据标签的特征和仔猪编码表判断出相邻两个采集周期内的当前吃奶仔猪，计算出第x头仔猪的当前总吃奶时间，为第x头仔猪上一采集周期的总吃奶时间，，n是仔猪的总头数，并计算出第x头仔猪的当前总吃奶量，为当前吃奶时间最长的仔猪的总吃奶时间；（3）将当前总吃奶量用当前总吃奶量分数，来...

【专利技术属性】
技术研发人员：张荣标，王鹏，宁东敏，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32