CN103461218B - 孵化前期近红外种蛋内鸡胚性别识别装置 - Google Patents

Abstract

孵化前期近红外种蛋内鸡胚雌雄识别装置属于种蛋孵化检测装置；所述装置由光纤探头、傅立叶光谱仪、中央处理器、动态存储器、海量存储器、LED指示灯和蜂鸣器装配构成，在中央处理器内设置由光谱采集控制算法模块、光谱预处理算法模块、光谱主成分分析模块和模式识别算法模块组成的鸡胚雌雄识别系统；本装置实现并满足了孵化前期鸡胚性别识别要求，具有结构设计新颖合理、识别方便快捷、准确度高、降低孵化作业成本的特点，是一种高效实用的识别装置。

Description

孵化前期近红外种蛋内鸡胚性别识别装置

技术领域

本发明属于种蛋孵化检测技术，主要涉及一种孵化前期种蛋性别识别装置。

背景技术

禽业生产中，由于公鸡生长速度快过母鸡，所以希望肉鸡种蛋均是雄性鸡胚；蛋业生产中，雌性鸡胚越多效益越好。因此研究出在孵化前期能预测鸡胚性别的方法，对降低人工分类和人工翻蛋的劳动强度，提高孵化器生产效率和降低孵化电费，具有十分重要的意义。一直以来鸡胚性别辨识依据生产经验，比如重量，长径比，表面光滑程度。吕志南，赵宗胜采用模糊方法，杨东风采用小波方法实现经验判别，该方法生产实现的时候需要称重、长径测量和机器视觉采集三个环节，测量环节多耗时长，增加种蛋破碎风险，且设备多。周振明公开了一种用PCR扩增引物进行鸡早期胚胎性别鉴定方法，其以鸡胚盘细胞为模板，通过PCR技术扩增目的基因，然后琼脂糖凝胶电泳检测PCR扩增产物，根据带型判断性别，雌性为两条带，雄性为一条带。PCR扩增引物法提供了鸡胚性别分子检测方法，然而需要提取鸡胚盘细胞。近红外光谱属于分子振动光谱的倍频和合频吸收光谱，主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的，具有较强的穿透能力。近年来，侯卓成、毕夏坤、刘燕德等多位学者分别利用近红外光谱测量出鸡蛋品质，说明近红外可以穿透炭酸钙并携带鸡蛋内部有效信息。因此，在此基础上研究开发一种采用近红外光谱实现种蛋雌雄性别识别装置十分必要，并成为可能。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术存在的问题，结合孵化生产作业的实际需要，研发一种新结构的孵化前期近红外种蛋内鸡胚性别识别装置，通过利用近红外可以穿透炭酸钙蛋壳，并携带鸡蛋内部有效信息的特性，达到对孵化前期种鸡内鸡胚性别识别的目的。

本发明的目的是这样实现的：一种孵化前期近红外种蛋内鸡胚雌雄识别装置，所述装置由光纤探头、傅立叶光谱仪、中央处理器、动态存储器、海量存储器、LED指示灯和蜂鸣器组成，在所述中央处理器内设置由光谱采集控制算法模块、光谱预处理算法模块、光谱主成分分析模块和模式识别算法模块组成的鸡胚雌雄识别系统；各部分接口信号连接如下：

光纤探头通过傅立叶光谱仪光纤接口接入，中央处理器与傅立叶光谱仪通过USB口线连接。中央处理器的GPIO模拟SCCB总线协议控制傅立叶光谱仪采集光谱，使用中央处理器3个中断引脚引入傅立叶光谱仪的光谱输出同步信号VSYNC、HSYNC、PCLK，以中断方式同步光谱输出；

动态存储器有2片，一片的数据引脚(D0～D15)与中央处理器的低16位数据线相连，另一片的数据引脚(D0～D15)与中央处理器的高16位数据线相连，地址引脚(A0～A12)及片选信号引脚(nCS)相互连在一起，并与中央处理器的引脚(nSCS0)连接，nWE、nRAS、nCAS也分别与中央处理器的对应引脚LnWE、nSRAS、nSCAS相连；

海量存储器的ALE和CLE端分别接中央处理器的ALE和CLE端，8位的I／O[7～0]与中央处理器低8位数据总线相连，／WE、／RE、／CE分别与中央处理器的nFWE、nFRE、nFCE相连，R／B与R／nB相连；

LED指示灯和蜂鸣器由两个指示灯和一个蜂鸣器组成，中央处理器的GPE2位、GPE3位输出控制两个指示灯，中央处理器的GPE4位输出控制一个蜂鸣器。

本发明通过在中央处理器内设置由光谱采集控制算法模块、光谱预处理算法模块、光谱主成分分析模块和模式识别算法组成的鸡胚雌雄识别系统，并将中央处理器分别与光纤探头、动态存储器、海量存储器、LED指示灯和蜂鸣器组合，实现和满足了孵化前期近红外种蛋内鸡胚雌雄的识别要求，具有结构设计新颖合理、识别效率高、识别准确度高、降低孵化作业成本、有利于蛋鸡和肉鸡饲养业发展的特点。

附图说明

图1是孵化前期近红外种蛋内鸡胚性别识别装置结构示意图；

图2是鸡胚雌雄识别系统结构示意图。

图中件号说明：

1、光纤探头、2、傅立叶光谱仪、3、中央处理器、4、动态存储器、5、海量存储器、6、LED指示灯和蜂鸣器、7、鸡胚雌雄识别系统、8、光谱采集控制算法模块、9、光谱预处理算法模块、10、光谱主成分分析模块、11、模式识别算法模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施方案进行详细描述。一种孵化前期近红外种蛋内鸡胚雌雄识别装置，所述装置由光纤探头1、傅立叶光谱仪2、中央处理器3、动态存储器4、海量存储器5、LED指示灯和蜂鸣器6组成，在所述中央处理器3内设置由光谱采集控制算法模块8、光谱预处理算法模块9、光谱主成分分析模块10和模式识别算法模块11组成的鸡胚雌雄识别系统7；各部分接口信号连接如下：

光纤探头1通过傅立叶光谱仪2光纤接口接入，中央处理器3与傅立叶光谱仪2通过USB口线连接。中央处理器3的GPIO模拟SCCB总线协议控制傅立叶光谱仪2采集光谱，使用中央处理器33个中断引脚引入傅立叶光谱仪2的光谱输出同步信号VSYNC、HSYNC、PCLK，以中断方式同步光谱输出；

动态存储器4有2片，一片的数据引脚(D0～D15)与中央处理器3的低16位数据线相连，另一片的数据引脚(D0～D15)与中央处理器3的高16位数据线相连，地址引脚(A0～A12)及片选信号引脚(nCS)相互连在一起，并与中央处理器3的引脚(nSCS0)连接，nWE、nRAS、nCAS也分别与中央处理器3的对应引脚LnWE、nSRAS、nSCAS相连；

海量存储器5的ALE和CLE端分别接中央处理器3的ALE和CLE端，8位的I／O[7～0]与中央处理器3低8位数据总线相连，／WE、／RE、／CE分别与中央处理器3的nFWE、nFRE、nFCE相连，R／B与R／nB相连；

LED指示灯和蜂鸣器6由两个指示灯和一个蜂鸣器组成，中央处理器3的GPE2位、GPE3位输出控制两个指示灯，中央处理器3的GPE4位输出控制一个蜂鸣器。

光谱采集控制算法模块8用于操作傅立叶光谱仪2变化近红外光谱，实现光谱扫描、存储功能；光谱预处理算法模块9提供了光谱的处理算法，包括去噪、基线校正的处理算法；光谱数据主成分分析模块10用于简化光谱数据；模式识别算法模块11采用人工神经网络分类用于分离雌种蛋和雄种蛋。

作业时，应用光纤探头1采集种蛋近红外光谱，应用总体均值经验模分解种蛋近红外光谱，达到去噪目的，应用基于经验模态分解方法分解近红外光谱，达到基线校正，抽取光谱数据主成分作为神经网络输入变量，神经网络的输出为0(雌鸡胚)或1(雄鸡胚)，此输出作为驱动电平，通过放大电路使LED指示灯和蜂鸣器做出显示、并发出响声，完成识别。

Claims (1)

1.一种孵化前期近红外种蛋内鸡胚雌雄识别装置，其特征在于所述装置由光纤探头(1)、傅立叶光谱仪(2)、中央处理器(3)、动态存储器(4)、海量存储器(5)、LED指示灯和蜂鸣器(6)组成，在所述中央处理器(3)内设置由光谱采集控制算法模块(8)、光谱预处理算法模块(9)、光谱主成分分析模块(10)和模式识别算法模块(11)组成的鸡胚雌雄识别系统(7)；各部分接口信号连接如下：

光纤探头(1)通过傅立叶光谱仪(2)光纤接口接入，中央处理器(3)与傅立叶光谱仪(2)通过USB口线连接，中央处理器(3)的GPIO模拟SCCB总线协议控制傅立叶光谱仪(2)采集光谱，使用中央处理器(3)3个中断引脚引入傅立叶光谱仪(2)的光谱输出同步信号VSYNC、HSYNC、PCLK，以中断方式同步光谱输出；

动态存储器(4)有2片，一片的数据引脚D0～D15与中央处理器(3)的低16位数据线相连，另一片的数据引脚D0～D15与中央处理器(3)的高16位数据线相连，地址引脚A0～A12及片选信号引脚nCS相互连在一起，并与中央处理器(3)的引脚nSCSO连接，nWE、nRAS、nCAS也分别与中央处理器(3)的对应引脚LnWE、nSRAS、nSCAS相连；

海量存储器(5)的ALE和CLE端分别接中央处理器(3)的ALE和CLE端，8位的I/O与中央处理器(3)低8位数据总线相连，/WE、/RE、/CE分别与中央处理器(3)的nFWE、nFRE、nFCE相连，R/B与R/nB与相连；

LED指示灯和蜂鸣器(6)由两个指示灯和一个蜂鸣器组成，中央处理器(3)的GPE2位、GPE3位输出控制两个指示灯，中央处理器(3)的GPE4位输出控制一个蜂鸣器；

利用近红外光线可以穿透碳酸钙蛋壳，并携带种蛋内部有效信息的特性，达到对孵化前期种蛋内鸡胚性别识别的目的。