一种基于三轴加速度的奶牛进食和反刍识别方法技术

本发明专利技术公开了一种基于三轴加速度的奶牛进食和反刍识别方法，属于畜禽健康养殖技术领域。本发明专利技术包括数据采集模块，无线接收模块和PC端软件。使用步骤包括：步骤一：将数据采集模块固定在笼头上，给奶牛佩戴后使得数据采集模块在奶牛下颌的侧中部，固定完成后开始测量加速度数据。步骤二：数据采集模块所测量的数据均保存在集成的SD卡中，无线发射装置、无线接收模块将保存在SD卡中的三轴加速度数据传至PC端。步骤三：PC端软件对加速度信号以长度为256的数据片段为最小处理单元提取时域和频域特征，经过标准化、特征降维等处理，使用K‑近邻算法将奶牛进食和反刍行为识别出来。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三轴加速度的奶牛进食和反刍识别方法
本专利技术属于畜禽健康养殖
，具体涉及一种基于三轴加速度的奶牛进食和反刍识别方法。
技术介绍
进食行为和反刍行为与奶牛的生理健康有着密切的联系，是衡量动物福利状况的重要指标。传统的进食和反刍监测方法主要依赖人工观察，耗时费力，不适合在大规模的奶牛场中实施，影响生产效率。专利技术专利“一种反刍动物监测系统”(公开号CN103337147B)，公开了一种反刍动物监测系统，该系统通过压电陶瓷片测量反刍动物的反刍时间信号，该装置中的配重较重，对奶牛的舒适度产生一定影响，而且只能对反刍行为进行识别，不能同时识别进食行为。本专利技术通过安装在奶牛笼头上的三轴加速度传感器测量奶牛下颌加速度的变化，并通过编写的基于数据预处理和K-近邻的识别算法，从奶牛的行为中准确识别出进食和反刍，根据识别出的进食和反刍时长反映奶牛的健康状况。该方法结构简单且不会受奶牛间个体差异的影响，能够准确地对两种行为进行识别。
技术实现思路
为了达到连续并准确监测奶牛进食和反刍的目的，并克服现有进食和反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于三轴加速度的奶牛进食和反刍识别系统，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤S1：将数据采集模块固定在笼头上，给奶牛佩戴后使得数据采集模块在奶牛下颌的侧中部，固定完成后开始测量加速度数据；/n步骤S2：三轴加速度传感器模块所测量的数据均保存在集成的SD卡中，无线发射装置、无线接收模块将保存在SD卡中的三轴加速度数据传至PC端；/n步骤S3：PC端软件对加速度信号进行合成，以长度为256的数据片段为最小处理单元提取时域和频域特征，经过标准化、特征降维等处理，使用K-近邻算法将奶牛进食和反刍行为识别出来。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于三轴加速度的奶牛进食和反刍识别系统，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S1：将数据采集模块固定在笼头上，给奶牛佩戴后使得数据采集模块在奶牛下颌的侧中部，固定完成后开始测量加速度数据；
步骤S2：三轴加速度传感器模块所测量的数据均保存在集成的SD卡中，无线发射装置、无线接收模块将保存在SD卡中的三轴加速度数据传至PC端；
步骤S3：PC端软件对加速度信号进行合成，以长度为256的数据片段为最小处理单元提取时域和频域特征，经过标准化、特征降维等处理，使用K-近邻算法将奶牛进食和反刍行为识别出来。


2.根据权利要求1所述的一种基于三轴加速度的奶牛进食和反刍识别系统，其特征在于：所述步骤S1中的数据采集模块集成了三轴加速度传感器、无线发射装置、锂电池和SD卡。


3.根据权利要求2所述的一种基于三轴加速度的奶牛进食和反刍识别系统，其特征在于：所述的三轴加速度传感器的采样频率为5Hz。


4.根据权利要求1所述的一种基于三轴加速度的奶牛进食和反刍识别系统，其特征在于：所述步骤S2中的无线发射装置和无线接收模块通过无线传输方式连接，无线接收模块和PC端通过USB传输方式连接。


5.根据权利要求4所述的一种基于三轴加速度的奶牛进食和反刍识别系统，其特征在于：所述的无线传输方式基于低功耗广域物联网技术。


6.根据权利要求1中所述的一种基于三轴加速度的奶牛进食和反刍识别系统，其特征在于：所述步骤S3具体为：
(1)首先将采集到的三轴加速度按照公式(1)进行合成：



其中，SMV是SignalMagnitudeVector的缩写，即信号幅度矢量，accx、accy、accz分别为x、y和z轴方向上的加速度；
(2)计算总体动...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇，沈维政，程菲，魏晓莉，付强，张永根，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23