CN102783427A - 母猪发情检测装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种母猪发情检测装置和系统，要解决的技术问题是提高判断母猪发情的准确率和产仔的数量。本发明采用以下技术方案：一种母猪发情检测装置，所述母猪发情检测装置设有中央处理单元，中央处理单元连接距离测量传感器、输出单元和输入单元。一种母猪发情检测系统，所述母猪发情检测系统设有数据分析模块，数据分析模块连接参数输入模块、传感器数据输入模块和结果输出模块。与现有技术相比，采用安装在母猪圈上的检测装置和检测系统实现实时检测母猪与检测装置的距离，实时分析该距离的变化特征，根据变化特征预测母猪是否发情，具有方法简单、方便、易操作、节省人工劳动强度、提高准确率的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种牲畜养殖装置，特别是一种母猪发情检测装置及系统。
背景技术
目前我国大多数种猪场中对母猪的饲养均采用了定位栏的饲养模式，常用的母猪发情检测有三种方法，一、直接人工观察法，即人工及时注意母猪的异常表情，如阴户肿胀皱缩、瞪眼、翘尾、竖耳、排尿、背部僵硬、发呆等外部表现；接受公猪爬跨、手压背部和骑背静立不动、爬栏跳圈等现象。这种方法会浪费大量人力物力，同时判断对工作人员要求严格，否则直接影响产仔数量。二、公猪试情法，即使一头合格公猪每天早晚经过母猪圈一次，如发情母猪会马上走到猪栏旁。三、气味声音法，即利用公猪发出的气味或拔放录制好的公猪求偶声音，形成条件反射，此时母猪的反应敏感，如有爬栏跳圈、不安等现象，说明母猪己发情，则重点观察。前两种方法都需要耗费较大的人力，最后一种方法虽然节省人力，但不能及时掌握是发情初期，还是发情末期，不好掌握配种的最佳时期，因此估测的准确度也较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种母猪发情检测装置和系统，要解决的技术问题是提高判断母猪发情的准确率和产仔的数量。
本发明采用以下技术方案：一种母猪发情检测装置，所述母猪发情检测装置设有中央处理单元，中央处理单元连接距离测量传感器、输出单元和输入单 元；
距离测量传感器根据设定的测量时间间隔T，测量母猪与距离测量传感器的距离，并将测量的距离信息发送给中央处理单元进行处理；
中央处理单元接收输入单元发送来的设置信息，接收距离测量传感器发送来的距离信息，将距离信息保存在中央处理单元的存储器内作为初始值，中央处理单元将收集到的距离信息进行分析；
输出单元用于将接收到中央处理单元的分析结果输出到外部的显示设备或报警设备；
输入单元用于将使用者输入的设置信息发送到中央处理单元。
本发明所述的距离测量传感器为1-100个。
本发明所述的距离测量传感器设置在猪舍定位栏的上部四个顶角和每两个顶角之间的中点位置。
本发明所述的设定的测量时间间隔为0＜时间间隔≤3600秒。
一种母猪发情检测系统，所述母猪发情检测系统设有数据分析模块，数据分析模块连接参数输入模块、传感器数据输入模块和结果输出模块；
参数输入模块接收输入单元输入的设置参数、母猪体型参数，并将输入的参数发送给数据分析模块；
传感器数据接收模块接收距离测量传感器发送回来的距离测试数据，并将该数据发送给数据分析模块；
数据分析模块根据接收到的输入的参数以及距离测量传感器发送回来的距离测试数据，计算出同一传感器相邻两次测量距离数据的变化量，并对所有距离传感器在设定统计时间内的变化量的绝对值进行求和，得到设定统计时间内 的距离变化总和，当设定统计时间内的距离变化总和超过阈值时，判断母猪已发情，将结果发送到结果输出模块；
结果输出模块用于向输出单元输出数据分析的结果。
本发明所述的设定统计时间内的距离变化总和未超过阈值时，则判断母猪未发情。
本发明所述的判断母猪是否发情的标准为距离变化总和＞阈值。
本发明所述的测量时间间隔为0＜时间间隔≤3600秒。
本发明所述的距离变化的阈值为1~10000mm；统计时间为0~24小时。
本发明所述的设置信息为母猪的体长、体宽、身高以及测量时间间隔、距离传感器数量、距离变化的阈值和距离统计时间。
本发明与现有技术相比，采用安装在母猪圈上的检测装置和检测系统实现实时检测母猪与检测装置的距离，实时分析该距离的变化特征，根据变化特征预测母猪是否发情，具有方法简单、方便、易操作、节省人工劳动强度、提高准确率的特点，可大大提高猪的产仔数量，减少漏配、晚配和早配的情况发生。
附图说明
图1是本发明母猪发情检测装置的结构示意图。
图2是本发明距离测量传感器的安装位置示意图。
图3是本发明的母猪发情检测系统的结构示意图。
图4是本发明的检测流程图。
图5是本发明的检测结果的波形图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明的母猪发情检测装置，设有中央处理单元，中央处理单元连接1-100个距离测量传感器（传感器）、输出单元和输入单元。其中：
如图2所示，在猪舍定位栏的上部四个顶角S1、S3、S7、S5位置，每两个顶角之间的中点S2、S4、S6、S8位置设置距离测量传感器，距离测量传感器的安装个数为最大100个，也可以安装在母猪躺卧与站立的点上，距离测量传感器根据使用者设定的测量时间间隔T，测量母猪与距离测量传感器的距离，并将测量的距离信息发送给中央处理单元进行处理，所述设定的测量时间间隔T为0~3600秒。
中央处理单元接收输入单元发送来的设置信息，设置信息为测量时间间隔T、距离传感器数量N、距离变化的大小阈值L和距离统计时间T1。大小阈值L设定值为1mm~10000mm，T1取值范围为1~24小时。中央处理单元根据设置信息内的测量时间间隔T和距离传感器数量N参数，接收距离测量传感器发送来的距离信息，将距离信息保存在中央处理单元的存储器内作为初始值，中央处理单元将收集到的距离信息进行分析，根据距离传感器测量到的距离数据和测量时间，计算出同一传感器相邻两次测量距离数据的变化量deltaDn(n=1,2,3，...N)，并对设定统计时间T1内的变化量的绝对值进行求和，公式为：D=|deltaD1|+|deltaD2|+...+|deltaDN|，得到T1时间内的距离变化信息变化量的和。当T1时间内的距离变化量D超过阈值L时，判断母猪已发情。该阈值L可由中央处理单元设定，也可由使用者通过输入单元进行设置，例如阈值为2000mm，中央处理单元将分析结果通过输出单元输出；若T1时间内的距离变化量未超过设定阈值L，则判断母猪未发情，中央处理单元继续接收距离测量传感器发送来的距离信息、分析计算、判断。距离测量传感器与中央处理单元 可通过RS-232或RS-485串口进行通信。中央处理单元设有母猪发情检测系统。
输出单元用于将接收到中央处理单元的分析结果输出到外部的显示设备或报警设备，如红色报警灯。
输入单元用于将使用者输入的设置测量时间间隔T、距离传感器数量N、距离变化的大小阈值L、变化频率阈值F以及母猪的体型特征体长、体宽、身高参数发送到中央处理单元。
如图3所示，所述母猪发情检测系统设有数据分析模块，数据分析模块连接参数输入模块、传感器数据输入模块和结果输出模块。
参数输入模块接收输入单元输入的设置参数、母猪体型参数，并将输入的参数发送给数据分析模块。
传感器数据接收模块接收距离测量传感器发送回来的距离测试数据，并将该数据发送给数据分析模块。
数据分析模块根据接收到的输入的参数以及距离测量传感器发送回来的距离测试数据，计算出同一传感器相邻两次测量距离数据的变化量deltaDn(n=1,2,3，...N)，并对所有距离传感器在设定统计时间T1内的变化量的绝对值进行求和，公式为：D=|deltaD1|+|deltaD2|+...+|deltaDN|，得到T1时间内的距离变化总和，当T1时间内的距离变化总和超过阈值L时，判断母猪已发情，若T1时间内的距离变化总和未超过阈值L时，则判断母猪未发情，并将分析结果发送到结果输出模块。
结果输出模块用于向输出单元输出数据分析的结果。
如图4所示，本发明的母猪发情检测方法包括以下步骤：
一、用户通过输入单元输入基本的设置信息，输入单元将该设置信息发送 到中央处理单元进行系统初始化；
所述设置信息为母猪的体长、体宽、身高以及测量时间间隔T、距离传感器数量N、距离变化的阈值L和距离统计时间T1；
所述测量时间间隔为0~3600秒范围内的任意设定值；
距离传感器数量为1~100个；
距离变化的大小阈值预设为2000mm，可通过输入单元进行修改，修改范围为1~10000mm；
距离统计时间T1预设为1小时，可通过输入单元进行修改，修改范围为0~24小时。
二、中央处理单元向距离测量传感器发送开启指令，距离测量传感器启动后根据设置的测量时间间隔T定时测量母猪与距离测量传感器固定点的距离，并将该距离信息发送至中央处理单元；
三、中央处理单元接收并存储接收到的距离信息，将收集到的距离信息进行分析得出母猪的距离变化信息，中央处理单元根据距离变化信息判断母猪是否发情，若母猪发情则向输出单元输出结果，否则继续检测；
所述判断标准为距离变化总和D＞阈值L；距离变化的大小阈值预设为2000mm。距离变化大小初设阈值由母猪定位栏饲养模式及其习性初步判断得出。该阈值可由人工进行修改，从而提高系统判断的准确性。阈值的设置可以参考母猪在未发情状态下的运动量数据，阈值可设置为未发情状态时所设距离统计时间T1内距离变化总和的2~3倍。
四、中央处理单元判断母猪发情将结果发送至输出单元；
五、输出单元将结果输出。
实施例：距离测量传感器采用超声测距传感器4个；输入单元采用深圳市海文薄膜开关有限公司生产的A031型的20键薄膜键盘或者天澜电子有限公司的TS-TIAN02-9554-43触摸屏；输出单元采用深圳市拓普微科技开发有限公司的240*160COG显示屏或采用广东省东莞市奥通米克电子有限公司S60-R的报警灯；中央处理单元采用三星公司的S3C2410ARM9处理器。
测试结果：如图5所示，为200小时内，4个传感器测得的某一母猪运动引起传感器距离变化的绝对值之和的变化情况。在1小时的运动量统计时间间隔内，每1分钟进行一次运动量采样，得到该运动量曲线。左侧方框内可以看到，其平均距离变化值为10mm，一小时内距离变化总和约为600mm，小于阈值2000mm，判断为未发情；又侧方框中，距离变化值均大于40mm，一小时内距离变化总和约为2600mm，大于阈值2000mm，判断为发情。
所述母猪发情检测系统采用ANSI C语言(ISO9899:1999)程序语言实现。
处理器进行传感器数据接收的命令：
double length[4]，oldlength[4],lengthchange[4];//定义距离数组；
double changeF[4];定义距离变化频率数组；
double L_limit=300；//定义和预设距离变化大小阈值；
double F_limit=10；//定义和预设距离变化频率阈值；
double L,T,H;//定义体长、体宽、身高；
......
Getdata();//调用RS232通讯单元，获取传感器数据；
当处理器接收到距离数据后，对距离数据进行进行分析处理的命令：
Claims (10)
1.一种母猪发情检测装置，其特征在于：所述母猪发情检测装置设有中央处理单元，中央处理单元连接距离测量传感器、输出单元和输入单元；
距离测量传感器根据设定的测量时间间隔T，测量母猪与距离测量传感器的距离，并将测量的距离信息发送给中央处理单元进行处理；
中央处理单元接收输入单元发送来的设置信息，接收距离测量传感器发送来的距离信息，将距离信息保存在中央处理单元的存储器内作为初始值，中央处理单元将收集到的距离信息进行分析；
输出单元用于将接收到中央处理单元的分析结果输出到外部的显示设备或报警设备；
输入单元用于将使用者输入的设置信息发送到中央处理单元。
2.根据权利要求1所述的母猪发情检测装置，其特征在于：所述距离测量传感器为1-100个。
3.根据权利要求2所述的母猪发情检测装置，其特征在于：所述距离测量传感器设置在猪舍定位栏的上部四个顶角和每两个顶角之间的中点位置。
4.根据权利要求3所述的母猪发情检测装置，其特征在于：所述设定的测量时间间隔为0＜时间间隔≤3600秒。
5.一种母猪发情检测系统，其特征在于：所述母猪发情检测系统设有数据分析模块，数据分析模块连接参数输入模块、传感器数据输入模块和结果输出模块；
参数输入模块接收输入单元输入的设置参数、母猪体型参数，并将输入的参数发送给数据分析模块；
传感器数据接收模块接收距离测量传感器发送回来的距离测试数据，并将该数据发送给数据分析模块；
数据分析模块根据接收到的输入的参数以及距离测量传感器发送回来的距离测试数据，计算出同一传感器相邻两次测量距离数据的变化量，并对所有距离传感器在设定统计时间内的变化量的绝对值进行求和，得到设定统计时间内的距离变化总和，当设定统计时间内的距离变化总和超过阈值时，判断母猪已发情，将结果发送到结果输出模块；
结果输出模块用于向输出单元输出数据分析的结果。
6.根据权利要求5所述的母猪发情检测系统，其特征在于：所述设定统计时间内的距离变化总和未超过阈值时，则判断母猪未发情。
7.根据权利要求6所述的母猪发情检测系统，其特征在于：所述判断母猪是否发情的标准为距离变化总和＞阈值。
8.根据权利要求7所述的母猪发情检测系统，其特征在于：所述测量时间间隔为0＜时间间隔≤3600秒。
9.根据权利要求8所述的母猪发情检测系统，其特征在于：所述距离变化的阈值为1~10000mm；统计时间为0~24小时。
10.根据权利要求9所述的母猪发情检测系统，其特征在于：所述设置信息为母猪的体长、体宽、身高以及测量时间间隔、距离传感器数量、距离变化的阈值和距离统计时间。
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