【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及家畜养殖，特别涉及一种分析家畜反刍行为的系统及算法。
技术介绍
1、反刍是一种特殊的消化过程，常见于反刍动物，如牛、羊和其他家畜。它是这些夹持用来有效地消化纤维素质食物的一种生理机制，记录家畜的反刍可以提供有关其消化健康状态和营养摄取的重要信息，用于监测健康状况、发现疾病和改善饲养管理；
2、现有公开号为cn215012589u的中国专利，公开了牛的养殖过程中牛反刍数据采集装置，涉及兽医领域，是为了解决目前在牛的反刍数据采集过程中，采用人工采集的方式费时费力，智能性差的问题，本技术在使用时，将面具佩戴在被测牛的面部并使两个振动传感器与被测牛面部的左右面颊相贴合，通过两个振动传感器实时采集被测牛左右面颊的振动量，记录该振动量，对照时钟提供的时间顺序，将在先采集到的振动量判定为进食咀嚼行为，将在后采集到的振动量判定为反刍行为，记录反刍的时长和振动的幅度，作为牛反刍数据采集结果，控制器判断到无反刍或反刍时长低于设定值时，则控制蜂鸣器发出提示音，提示养殖人员查看，或者通过无线网络通知养殖人员。
3、针对上述中的相关技术，通过检测牛左右面颊的震动实现对牛反刍的检测，通过上述装置对家畜进行检测时，由于家畜在反刍和进食时均会进行咀嚼，且咀嚼的振动幅度相似，使得对反刍和进食的判断易出现失误，对家畜反刍的监测效果不佳。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种分析家畜反刍行为的系统及算法，可以解决上述
技术介绍
中提出现有技术对反刍和进食的判断易出现失误，对家
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种分析家畜反刍行为的系统，包括分析系统，分析系统包括瘤胃胶囊单元、数据接收存储单元、状态判断单元、反刍声识别单元以及健康分析单元；
3、瘤胃胶囊单元用于置于家畜的瘤胃内部采集家畜的各项数据，如瘤胃蠕动振幅和声音等数据；
4、数据接收存储单元用于接收其他模块发送的数据并将数据保存到相应的数据库或文件中，以便后续的查询、分析和管理；
5、状态判断单元用于根据瘤胃胶囊单元获取到的瘤胃蠕动振幅判断家畜是否处于反刍状态；
6、反刍声识别单元用于根据瘤胃胶囊单元采集到的声音数据判断家畜是否处于反刍状态；
7、健康分析单元用于记录反刍时间并判断家畜的健康状况，根据健康状况发出警示，通过以上单元的配合，准确记录了反刍状态，同时能够分析家畜健康状况。
8、进一步的，瘤胃胶囊单元包括检测模块和数据传输模块。
9、进一步的，检测模块用于通过不同的传感器检测家畜的瘤胃蠕动振幅和声音等数据；
10、数据传输模块用于将检测，模块检测到的数据发送至其他模块。
11、进一步的，状态判断单元包括数据提取模块、数据处理模块、活动量区间预设模块以及数据比对模块。
12、进一步的，数据提取模块用于从数据存储单元中提取最新两小时的瘤胃蠕动振幅数据即活动量；
13、数据处理模块用于对活动量的数据进行处理，提升数据精确性，包括去除活动量数值中的最大值以及计算取值最大值后的活动量数值的平均值等；
14、活动量区间预设模块用于设定家畜在进食、反刍和躺卧状态下的活动量范围，躺卧活动量范围：a-b，躺卧活动量均值范围:x-y；反刍活动量范围：b-c，反刍活动量均值:y-z；进食活动量范围：大于等于c，进食活动量均值范围:大于等于z；
15、数据比对模块用于将活动量的数据与活动量范围以及活动量均值比对，判断家畜是否处于反刍状态。
16、进一步的，反刍声识别单元包括数据提取模块、数据预处理模块、特征提取模块、健康参考模块、训练模块以及检测模块。
17、进一步的，数据提取模块用于从数据存储单元中提取检测到的声音数据；
18、数据预处理模块用于对采集到的声音信号进行预处理，包括降噪、滤波、去除干扰等，以保留和增强反刍声的特征；
19、特征提取模块用于用于从预处理后的声音信号中提取有用的特征，如时域特征；
20、健康参考模块用于建立一个健康参考数据库，其中包含不同种类家畜在健康状态下的反刍声音数据，这些数据将作为对比基准，用于后续的模型训练和判断；
21、训练模块用于使用支持向量机，利用预处理和时域特征数据，训练分类模型，从而根据反刍声音的特征来区分健康和非健康状态；
22、检测模块使用训练好的模型，对实时采集到的家畜反刍声音进行检测和分类，根据模型的输出结果，判断家畜是否在正常反刍，不仅能够通过反刍声判断家畜是否进行反刍，同时能够根据建立的健康参考数据库，判断家畜是否有患病风险，能够提升对家畜健康管理程度。
23、进一步的，健康分析单元包括反刍记录模块、健康判断模块以及警示模块。
24、进一步的，反刍记录模块用于根据检测模块和数据比对模块的结果，当二者任一判断家畜处于反刍状态时，记录反刍的开始时间点和反刍结束时间点；
25、健康判断模块用于根据反刍声和活动量的检测结果判断家畜是否健康当反刍声和活动量均正常时，为健康状态；当反刍声和活动量出现异常时，如只检测到反刍声、反刍时检测不到反刍声或反刍声反应不健康，为亚健康状态；当反刍声和活动量均异常时，为不健康状态；
26、警示模块用于根据健康判断模块的结果向用户移动端发出不同等级的警示，可以提示养殖者家畜的健康程度，使得家畜患病时能够及时受到处理。
27、本专利技术提出的另一种技术方案：提供一种分析家畜反刍行为的算法，其基于时域特征，包括以下步骤：
28、步骤一:计算声音能量e
29、计算每个采样点的平方和：
30、其中，x(n)是第n个采样点的值，n是信号长度；
31、步骤二:计算过零率
32、过零率
33、sgn[x(n)]是符号函数，当x(n)大于等于零时为1，小于零时为-1；
34、步骤三:计算信号的平均值
35、
36、步骤四:计算信号的离散程度
37、
38、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
39、本专利技术提出的一种分析家畜反刍行为的系统及算法，通过检测模块检测家畜的和反刍声数据，通过状态判断单元中的数据比对模块对活动量数据与预设活动量范围进行比对，判断家畜是否处于反刍状态，同时健康参考模块建立健康参考数据库，通过检测模块检测判断家畜是否在反刍，当数据比对模块与检测模块任一判断家畜在反刍时，通过反刍记录模块进行记录，通过健康判断模块根据反刍声和活动量的数据，判断家畜的健康状况，再通过警示模块根据不同的健康状况发出不同等级的警示，能够有效提升对家畜的反刍进行记录的精准程度，能够提升对家畜健康监测的效果。
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1.一种分析家畜反刍行为的系统，包括分析系统，其特征在于：分析系统包括瘤胃胶囊单元、数据接收存储单元、状态判断单元、反刍声识别单元以及健康分析单元；
2.如权利要求1所述的一种分析家畜反刍行为的系统，其特征在于：瘤胃胶囊单元包括检测模块和数据传输模块。
3.如权利要求2所述的一种分析家畜反刍行为的系统，其特征在于：检测模块用于通过不同的传感器检测家畜的瘤胃蠕动振幅和声音等数据；
4.如权利要求1所述的一种分析家畜反刍行为的系统，其特征在于：状态判断单元包括数据提取模块、数据处理模块、活动量区间预设模块以及数据比对模块。
5.如权利要求4所述的一种分析家畜反刍行为的系统，其特征在于：数据提取模块用于从数据存储单元中提取最新两小时的瘤胃蠕动振幅数据即活动量；
6.如权利要求1所述的一种分析家畜反刍行为的系统，其特征在于：反刍声识别单元包括数据提取模块、数据预处理模块、特征提取模块、健康参考模块、训练模块以及检测模块。
7.如权利要求6所述的一种分析家畜反刍行为的系统，其特征在于：数据提取模块用于从数据存储单元中提
8.如权利要求7所述的一种分析家畜反刍行为的系统，其特征在于：健康分析单元包括反刍记录模块、健康判断模块以及警示模块。
9.如权利要求1所述的一种分析家畜反刍行为的系统，其特征在于：反刍记录模块用于根据检测模块和数据比对模块的结果，当二者任一判断家畜处于反刍状态时，记录反刍的开始时间点和反刍结束时间点；
10.一种分析家畜反刍行为的算法，其特征在于，其基于时域特征，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种分析家畜反刍行为的系统，包括分析系统，其特征在于：分析系统包括瘤胃胶囊单元、数据接收存储单元、状态判断单元、反刍声识别单元以及健康分析单元；
2.如权利要求1所述的一种分析家畜反刍行为的系统，其特征在于：瘤胃胶囊单元包括检测模块和数据传输模块。
3.如权利要求2所述的一种分析家畜反刍行为的系统，其特征在于：检测模块用于通过不同的传感器检测家畜的瘤胃蠕动振幅和声音等数据；
4.如权利要求1所述的一种分析家畜反刍行为的系统，其特征在于：状态判断单元包括数据提取模块、数据处理模块、活动量区间预设模块以及数据比对模块。
5.如权利要求4所述的一种分析家畜反刍行为的系统，其特征在于：数据提取模块用于从数据存储单元中提取最新两小时的瘤胃蠕动振幅数据即活动量；
...【专利技术属性】
技术研发人员：苑维武，
申请(专利权)人：深圳市在那科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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