一种牲畜行为信息采集器、牲畜行为检测方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及电子通信领域，特别是一种牲畜行为信息采集器、牲畜行为检测方法及其系统。该牲畜行为信息采集器包括：气压计，运动量采集器，第一处理模块，第一存储模块，第一无线通信模块。其中，气压计用于获取当前的环境气压值。运动量采集器包括运动传感器、处理器和转换电路；运动传感器包括腔体、红外发射管和红外接收管。第一处理模块用于采集气压计的值和运动量采集器的值并计算出牲畜的据地高度和运动量。第一存储模块用于存储气压计的检测值和运动量采集计算得到的运动量的数据和第一处理模块处理得到的数据。第一无线通信模块用于将第一存储模块中存储的数据发送出去。本发明专利技术可以解决现有技术无法准确统计牲畜行为状态数据的问题。态数据的问题。态数据的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种牲畜行为信息采集器、牲畜行为检测方法及其系统


[0001]本专利技术涉及电子通信领域，特别是一种牲畜行为信息采集器、牲畜行为检测方法及其系统。

技术介绍

[0002]牛、羊、马、骆驼等牲畜在被饲养时会进行采食、饮水、反刍、游走、躺卧等多种行为，处于不同的状态下。这些不同的行为状态反映了牲畜每天的运动和饮食等情况，这些情况对判断牲畜的生理状态和健康状况具有非常重要的意义。在规模化养殖的牧场中，如果可以对牲畜每日处于不同行为状态的时间和次数进行统计，建立相关的统计报表，将其作为判断牲畜健康状态的依据，同时对科学饲养牲畜提供数据支撑，这对于提高牲畜的养殖效益将具有非常重要的价值。
[0003]但是，目前还没有很好的设备可以实现对牲畜每天的不同行为进行检测和统计，这成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。通过图像识别技术建立覆盖整个牧场的图像识别系统从而对牲畜进行监测是一个可行的解决方案，但是牧场的面积往往非常广阔，这种技术方案的系统部署成本高昂，且牲畜可能会对图像识别设备进行破坏，使得通信识别系统的可靠性降低。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种牲畜行为信息采集器、牲畜行为检测方法及其系统，该信息采集器、检测方法和系统可以解决现有技术无法低成本地准确统计牲畜行为状态数据的问题。
[0005]本专利技术采用以下技术方案实现：
[0006]一种牲畜行为信息采集器，该信息采集器包括：气压计，运动量采集器，第一处理模块，第一存储模块，第一无线通信模块。
[0007]其中，气压计用于获取当前的环境气压值。
[0008]运动量采集器包括运动传感器、处理器和转换电路；运动传感器包括腔体、红外发射管和红外接收管；红外发射管和红外接收管位于腔体的两侧，且二者的连线方向穿过腔体；腔体内装载有与空气具有不同折射率的指定液体，指定液体在腔体内处于非满腔状态，且使得：当腔体晃动时，红外接收管处接收到的电信号与非晃动状态接收到的电信号具有差异；红外发射管根据处理器发送的控制指令发射红外信号，红外信号经过腔体中的指定液体和/或空气到达红外接收管，红外接收管根据接收的红外信号产生相应的电流信号发送给转换电路；转换电路将来自红外接收管的电流信号转换为相应的电压信号发送给处理器；处理器根据接收的电压信号计算运动量的值。
[0009]第一处理模块用于对气压计的值和运动量采集器采集的值进行如下处理：(1)将该X次采集所得到的X个气压计值和X个运动量采集器的计数值进行一次处理，得到M个特征值；(2)在N次处理后，得到的N*M个特征值。
[0010]其中，M个特征值中的前M
‑
2个特征值为描述采样周期内的运动量的值处于M
‑
2个活动强度范围中某一个活动强度范围内的标志量，即：采样周期内的运动量的值处于该活动强度范围时，则反映该活动强度范围的特征值为1，非处于该活动强度范围时，则反映该活动强度范围的特征值为0；第M
‑
1个特征值为采样周期内运动量的平均值；第M个特征值为采样周期内气压计检测值的平均值；
[0011]第一存储模块用于存储气压计、运动量采集器采集的数据，和第一处理模块处理得到的数据。
[0012]第一无线通信模块用于将第一存储模块中存储的数据发送出去。
[0013]进一步的，处理器包括发送单元、接收单元、存储单元和计算单元；发送单元用于发送开始工作的控制指令给红外发射管；接收单元用于接收转换电路发送的电压信号；存储单元用于保存电压信号的最大值和最小值的初始值，以及用于保存采样周期内来自转换电路的电压信号；以及用于保存所述计算单元计算的累加值。
[0014]其中，运动量的值的计算方法如下：计算单元累加一定时间内接收到的电压值，并将累加得到的电压值保存到存储单元，计算每两个相同间隔的累加值的差值x
(n+m)
‑
x
n
，将差值的绝对值|x
(n+m)
‑
x
n
|与第一预设值进行比较，若|x
(n+m)
‑
x
n
|大于第一预设值，继续判断x
(n+m)
‑
x
n
是否大于零，若是，记录x
(n+m)
为最大值；若否，记录x
(n+m)
为最小值；重复上述操作，当累加值从上升阶段进入下降阶段时，确定不等于初始值的最大值和最小值；计算最大值与最小值的差值，并将最大值与最小值的差值与第二预设值进行比较，若差值大于第二预设值，则记录一个活动量；若差值小于第二预设值，则不记录活动量；将最大值与最小值设置为初始值，重复上述操作。
[0015]进一步的，牲畜行为信息采集器还包括存储有牲畜标识信息的RFID模块；REID模块用于与特定位置的RFID读头建立通讯连接，从而确定具有特定标识的牲畜在安装RFID读头的位置的停留时长和停留起止时间。
[0016]进一步的，转换电路包括采样电阻和A/D转换电路：采样电阻用于将红外接收管的电流信号转化为电压模拟信号；A/D转换电路用于将电压模拟信号转化为电压数字信号，并将电压数字信号发送给处理器。
[0017]进一步的，腔体为球形容置腔，红外接收管与红外发射管之间的连线不经过球形容置腔的中心点；腔体的材质是透明的玻璃或者塑料；腔体两侧设置有固定卡槽，用于固定红外发射管和所述红外接收管。
[0018]本专利技术还包括一种牲畜行为检测方法，该检测方法如下：
[0019]一、牲畜行为的分类与关联
[0020]将牲畜的行为分为姿态和动作两大类，姿态包括站立和躺卧；动作包括饮水、采食、游走、反刍；根据经验和牲畜生理特点在六类行为间建立逻辑关联关系；
[0021]二、获取用于评估牲畜行为的特征组和附加特征
[0022]获取单一评价周期内反映牲畜的行为特征的状态量，并对状态量进行处理得到特征组；特征组包含M个特征及其对应的时间段；
[0023]M个所述特征分别为：
[0024]特征1：在单一评价周期内，牲畜的活动强度处于第一强度区间内的活动量的计数值；
[0025]特征2：在单一评价周期内，牲畜的活动强度处于第二强度区间内的活动量的计数值；
[0026]……
[0027]特征M
‑
3：在单一评价周期内，牲畜的活动强度处于第(M
‑
3)强度区间内的活动量的计数值；
[0028]特征M
‑
2：在单一评价周期内，牲畜的活动强度处于第(M
‑
2)强度区间内的活动量的计数值；
[0029]特征M
‑
1：在单一评价周期内，牲畜活动量的平均值；
[0030]特征M：在单一评价周期内，气压检测值的平均值；
[0031]附加特征用于反映单一评价周期内牲畜是否持续处于饮水槽处，将该特征定义为特征K，是则特征K＝1，否则特征K＝0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种牲畜行为信息采集器，其特征在于：所述信息采集器包括：气压计，其用于获取当前的环境气压值；运动量采集器，其包括运动传感器、处理器和转换电路；所述运动传感器包括腔体、红外发射管和红外接收管；所述红外发射管和红外接收管位于所述腔体的两侧，且二者的连线方向穿过所述腔体；所述腔体内装载有与空气具有不同折射率的液体，液体在所述腔体内处于非满腔状态，且使得：当腔体晃动时，所述红外接收管处接收到的电信号与非晃动状态接收到的电信号具有差异；所述红外发射管根据所述处理器发送的控制指令发射红外信号，红外信号经过所述腔体中的指定液体和/或空气到达红外接收管，红外接收管根据接收的红外信号产生相应的电流信号发送给转换电路；所述转换电路将来自所述红外接收管的电流信号转换为相应的电压信号发送给所述处理器；所述处理器根据接收的所述电压信号计算运动量的值；第一处理模块，其用于对气压计的值和运动量采集器采集的值进行如下处理：(1)将该X次采集所得到的X个气压计值和X个运动量采集器的计数值进行一次处理，得到M个特征值；(2)在N次处理后，得到的N*M个特征值；其中，所述M个特征值中的前M
‑
2个特征值为描述采样周期内的运动量的值处于M
‑
2个活动强度范围中某一个活动强度范围内的标志量，即：采样周期内的运动量的值处于该活动强度范围时，则反映该活动强度范围的特征值为1，非处于该活动强度范围时，则反映该活动强度范围的特征值为0；第M
‑
1个特征值为采样周期内运动量的平均值；第M个特征值为采样周期内气压计检测值的平均值；第一存储模块，其用于存储所述气压计和所述运动量采集器采集的数据，同时存储所述第一处理模块处理得到的数据；以及第一无线通信模块，其用于将第一存储模块中存储的数据发送出去。2.根据权利要求1所述的牲畜行为信息采集器，其特征在于：所述处理器包括发送单元、接收单元、存储单元和计算单元；所述发送单元用于发送开始工作的控制指令给所述红外发射管；所述接收单元，用于接收所述转换电路发送的电压信号；所述存储单元，用于保存电压信号的最大值和最小值的初始值，以及用于保存采样周期内来自所述转换电路的电压信号；以及用于保存所述计算单元计算的累加值；其中，所述运动量的值的计算方法如下：计算单元累加一定时间内接收到的电压值，并将累加得到的电压值保存到所述存储单元，计算每两个相同间隔的累加值的差值x
(n+m)
‑
x
n
，将所述差值的绝对值|x(n+m)
‑
x
n
|与第一预设值进行比较，若|x(n+m)
‑
x
n
|大于第一预设值，继续判断x
(n+m)
‑
x
n
是否大于零，若是，记录x
(n+m)
为最大值；若否，记录x
(n+m)
为最小值；重复上述操作，当所述累加值从上升阶段进入下降阶段时，确定不等于初始值的所述最大值和所述最小值；计算所述最大值与所述最小值的差值，并将所述最大值与最小值的差值与第二预设值进行比较，若所述差值大于第二预设值，则记录一个活动量；若所述差值小于第二预设值，则不记录活动量；将所述最大值与所述最小值设置为初始值，重复上述操作。3.根据权利要求2所述的牲畜行为信息采集器，其特征在于：所述牲畜行为信息采集器还包括存储有牲畜标识信息的RFID模块；所述REID模块用于与特定位置的RFID读头建立通讯连接，从而确定具有特定标识的牲畜在安装RFID读头的位置的停留时长和停留起止时间。
4.根据权利要求1所述的牲畜行为信息采集器，其特征在于：所述转换电路包括采样电阻和A/D转换电路：所述采样电阻用于将所述红外接收管的电流信号转化为电压模拟信号；所述A/D转换电路用于将所述电压模拟信号转化为电压数字信号，并将所述电压数字信号发送给所述处理器。5.根据权利要求1所述的牲畜行为信息采集器，其特征在于：所述腔体为球形容置腔，所述红外接收管与所述红外发射管之间的连线不经过球形容置腔的中心点；所述腔体的材质是透明的玻璃或者塑料；所述腔体两侧设置有固定卡槽，用于固定所述红外发射管和所述红外接收管。6.一种牲畜行为检测方法，其特征在于，所述检测方法如下：一、牲畜行为的分类与关联将牲畜的行为分为姿态和动作两大类，所述姿态包括站立和躺卧；所述动作包括饮水、采食、游走、反刍；根据经验和牲畜生理特点在六类行为间建立逻辑关联关系；二、获取用于评估牲畜行为的特征组和附加特征获取单一评价周期内反映牲畜的行为特征的状态量，并对状态量进行处理得到特征组；所述特征组包含M个特征及其对应的时间段；M个所述特征分别为：特征1：在单一评价周期内，牲畜的活动强度处于第一强度区间内的活动量的计数值；特征2：在单一评价周期内，牲畜的活动强度处于第二强度区间内的活动量的计数值；
……
特征M
‑
3：在单一评价周期内，牲畜的活动强度处于第(M
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3)强度区间内的活动量的计数值；特征M
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2：在单一评价周期内，牲畜的活动强度处于第(M
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2)强度区间内的活动量的计数值；特征M
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1：在单一评价周期内，牲畜活动量的平均值；特征M：在单一评价周期内，气压检测值的平均值；所述附加特征用于反映单一评价周期内牲畜是否持续处于饮...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫高亮，
申请(专利权)人：内蒙古网讯信息工程有限公司，
类型：发明
国别省市：