CN106442953A - 一种畜禽偏好光环境选择检测系统及使用方法 - Google Patents

一种畜禽偏好光环境选择检测系统及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种畜禽偏好光环境选择检测系统及使用方法，其特征在于包括外框架、若干密闭隔板和数据采集及处理系统；外框架通过密闭隔板分割成若干检测单元；每一检测单元底座均固定连接底网称重装置，每一底网称重装置顶部均固定连接内框架，每一内框架均固定连接饮水器和摄像机，每一检测单元密闭隔板均活动连接承粪抽屉；每一检测单元底座和顶板均固定连接一压风机，每一检测单元顶板还固定连接灯管，每一检测单元前端侧板均固定连接食槽称重装置，每一食槽称重装置均固定连接蛋带，每一食槽称重装置顶部均固定连接食槽；数据采集及处理系统分别电连接每一底网称重装置、摄像机和食槽称重装置，本发明可以广泛应用于畜禽偏好光环境选择实验中。

Description

一种畜禽偏好光环境选择检测系统及使用方法
技术领域
本发明是关于一种畜禽偏好光环境选择检测系统及使用方法，属于设施农业环境检测与控制领域。
背景技术
在商业化的畜禽舍中，人工光源的引入极大地提高畜禽的生产性能，但同时由于缺乏从畜禽自身需要角度的考虑，生活在人工光源下的畜禽也存在很多的健康和福利问题，光环境选择性偏好实验是给畜禽提供多种光环境条件，畜禽可以根据自身需要喜好进行自由选择，通过畜禽对环境的选择、偏好性的不同及畜禽的喜恶来研究动物的自身需要，动物具有使自身福利最大化的本能，因此他们会选择那些最能满足其自身需要的条件，一个设计良好的环境偏好性选择系统是获得高质量数据及可靠性实验结果的重要前提，因此设计一种可以为特殊研究目的提供研究条件并能够长时间连续监测的偏好性测试系统是偏好性研究中必不可少的环节，然而现今根据畜禽的特点和生活习性设计开发的适合于畜禽偏好光环境选择研究的设备较少。
为研究蛋鸡对不同氨气浓度的偏好，Kristensen等人改良Jones设计的八角环形的密闭偏好箱，此八角形偏好箱的优点是它可以为动物提供充足的可供选择的环境，有8个单元可以做4个因素的2次重复试验，偏好箱成环形，动物可以到达每一检测单元与不同的环境充分接触然后进行选择，然而此设计不是完全密闭的，每次喂料、清粪及打扫卫生都需要将动物移出然后进行清扫，操作复杂，对于一些对光环境变化敏感的动物的连续性检测及其不利，例如蛋鸡是光敏感动物，光照试验中对环境的密闭性要求较高，如果试验中将鸡移出移进势必会将其暴露于外界光环境中，对测试结果产生影响。
为研究蛋鸡对光的偏好性，现有技术公开了一种方形的偏好箱，此偏好箱的优点是它可以为动物提供充足的可选择的密闭性环境，此设计有5个单元，偏好箱之间有小门可供动物到达，在每一检测单元与不同的环境充分接触后进行选择，同时，偏好箱外部四周由隔板遮蔽，防止外界环境的干扰，然而此系统存在不少问题：1)传送带与集蛋带透过底部将5个单元连成整体，造成单元与单元的底部漏光问题，畜禽处于此隔间亦能感受隔壁隔间的光照，此时畜禽即使偏好隔壁光环境亦可能不会进入到隔间，对光环境测试结果形成干扰。2)此偏好箱的底部固定且具有坡度，只能用于产蛋期蛋鸡的测试，无法进行蛋鸡全程(从育雏育成期到产蛋期)的检测，因为育雏育成期蛋鸡需要平地面饲养，同时也无法满足其他需要平地面的小型畜禽的测试要求，不具有普适性。3)此偏好箱前端用于喂料的推拉门会形成很大噪声，人工操作对畜禽干扰极大，易产生应激，同时由于推拉高度较高，曝光面积较大，对测试结果造成负面影响。4)此偏好箱的行为识别方法为图像处理，此种方法在试验后进行行为处理不具备及时性，并且采样时间短(数据量仅有3天)，需要人工校准，无法进行实时连续监测，不利于获取可靠的测试数据。
发明内容
针对上述问题，本发明的其中一个目的是提供一种密闭性良好、具有普适性且人工干扰小的畜禽偏好光环境选择检测系统。
本发明的另一个目的是提供一种畜禽偏好光环境选择检测系统的使用方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种畜禽偏好光环境选择检测系统，其特征在于，该检测系统包括一外框架、若干密闭隔板和一数据采集及处理系统；所述外框架是由一底座、一顶板和两侧板固定连接而成，所述外框架通过纵向间隔设置的所述密闭隔板分割成若干检测单元，每一所述密闭隔板上均设置有一小门；每一所述检测单元均包括一底网称重装置、一内框架、一饮水器、一摄像机、两压风机、一灯管、一承粪抽屉、一食槽称重装置、一蛋带和一食槽；每一所述检测单元的底座一侧均固定连接所述底网称重装置，每一所述底网称重装置顶部均固定连接底部坡度可调节的所述内框架，每一所述内框架内均固定连接所述饮水器，每一所述内框架顶部均固定连接所述摄像机；位于所述内框架底部，每一所述检测单元两侧的密闭隔板下部均活动连接所述承粪抽屉；每一所述检测单元的底座另一侧和所述顶板内侧均相应固定连接一所述压风机，每一所述检测单元的顶板内侧还固定连接所述灯管，通过改变所述灯管的照度或颜色改变每一所述检测单元的光环境；每一所述检测单元的前端侧板下方均固定连接所述食槽称重装置，每一所述食槽称重装置底部均固定连接所述蛋带的一端，所述蛋带另一端均固定连接所述内框架，每一所述食槽称重装置顶部均固定连接所述食槽；所述数据采集及处理系统分别电连接每一所述检测单元的底网称重装置、摄像机和食槽称重装置。
优选地，所述数据采集及处理系统包括一系统校准模块、一底网重量采集模块、一食槽重量采集模块、一摄像机数据获取模块和一计算模块；所述系统校准模块用于校准每一所述底网称重装置和食槽称重装置，所述底网重量采集模块用于获取所述底网称重装置的数值并将数值发送到所述计算模块，所述食槽重量采集模块用于获取所述食槽称重装置的数值，所述摄像机数据获取模块用于获取每一所述检测单元内畜禽的活动情况以及在该检测单元占用的时间并发送到所述计算模块，所述计算模块用于通过设定的标准体重阈值和每一所述检测单元内畜禽的体重得到每一所述检测单元内的畜禽个数进而对比得到畜禽的光环境偏好性，并进行存储备份。
优选地，所述内框架是由一底网、一顶网、四侧网和四支撑杆固定连接而成的网状框架结构，当所述底网处于倾斜状态时，所述底网和前端侧网之间形成一开口。
优选地，每一所述检测单元的前端侧板上均设置有一上端门和一下端门。
优选地，位于每一所述食槽上方，每一所述检测单元的前端侧板上均通过支撑架固定连接一照明灯，每一所述照明灯外侧均套设一灯罩。
一种畜禽偏好光环境选择检测系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：1)选择实验对象，当实验对象为产蛋期的畜禽时，设置底网处于倾斜状态，当实验对象为育雏育成期的畜禽时，设置底网处于水平状态；2)通过设置每一灯管的照度或颜色改变每一检测单元的光环境，开启所有压风机和摄像机；3)启动数据采集及处理系统并通过系统校准模块进行系统校准，设定畜禽的标准体重阈值，并将畜禽通过上端门放入每一检测单元中；4)数据采集及处理系统通过食槽重量采集模块实时采集每一检测单元内食槽重量的变化，通过底网重量采集模块实时采集每一检测单元内畜禽的总体重，通过摄像机数据获取模块获取每一检测单元内畜禽的活动情况以及在该检测单元占用的时间，通过计算模块计算得到进入每一检测单元内的畜禽个数进而对比得到畜禽的光环境偏好性。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、针对整体传粪带与集蛋带造成的漏光问题，本发明由于在每一检测单元设置独立的承粪抽屉、蛋带和食槽，使各个检测单元之间相互独立密闭，检测单元之间不会出现漏光的问题，因此确保实验的密闭性良好，使得实验结果更加准确。2、针对原系统底部坡度固定导致不具备普适性的问题，本发明设置底部坡度可调节的内框架，在育雏育成期使内框架的底网水平，在产蛋期使内框架的底网调整至合适坡度，从而可以满足畜禽全阶段检测的要求。3、本发明的整体尺寸较大，可以应用于鸭子、鸡和鹅等小型畜禽的偏好光环境选择测试，更具备普适性。4、针对原系统人工干扰大的问题，本发明在每一检测单元设置上端门和下端门，且上端门比下端门大，上端门平时密闭，仅在畜禽进行转入转出时才打开，下端门用于日常管理工作如清粪和喂料等，下端门随开随关时间短暂，对饲养在本发明检测系统内的畜禽人工干扰较小。5、针对图像处理的识别问题，本发明添加与底网称重装置、食槽称重装置和摄像机连接的数据采集及处理系统，通过实时称重检测畜禽在不同检测单元所占用的时间，可以连续不间断地为畜禽的偏好性行为分析提供可靠的数据，可以广泛应用于畜禽偏好光环境选择检测实验中。
附图说明
图1是本发明中一检测单元的侧视示意图；
图2是本发明的整体结构示意图；
图3是本发明中一检测单元的上下端门关闭的轴向示意图；
图4是本发明中一检测单元的上下端门开启的轴向示意图；
图5是本发明的数据采集及处理系统流程图。
具体实施方式
以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。需要说明的是，本发明实施例以蛋鸡为例进行详细说明，但是可以应用于鸭子、鸡和鹅等小型畜禽。
如图1～5所示，本发明的畜禽偏好光环境选择检测系统包括一外框架1、若干密闭隔板2和一数据采集及处理系统3，外框架1是由一底座1-1、一顶板1-2和两侧板1-3固定连接而成，外框架1通过纵向间隔设置的密闭隔板2分割成若干检测单元4，每一密闭隔板2上均设置有一小门2-1，每一检测单元4均包括一底网称重装置4-1、一内框架4-2、一饮水器4-3、一摄像机4-4、一负压风机4-5、一正压风机4-6、一灯管4-7、一承粪抽屉4-8、一食槽称重装置4-9、一蛋带4-10、一食槽4-11和一照明灯4-12；
每一检测单元4的底座1-1一侧均固定连接一底网称重装置4-1，每一底网称重装置4-1顶部均固定连接一底部坡度可调节的内框架4-2，每一内框架4-2内均固定连接一饮水器4-3，每一内框架4-2顶部均固定连接一摄像机4-4；位于内框架4-2底部，每一检测单元4两侧密闭隔板2的下部均活动连接一承粪抽屉4-8；每一检测单元4的底座1-1另一侧均固定连接一负压风机4-5，每一检测单元4的顶板1-2内侧均固定连接一与负压风机4-5正对的正压风机4-6，每一检测单元4的顶板1-2内侧还固定连接一灯管4-7，通过改变每一灯管4-7的照度或颜色改变每一检测单元4的光环境，每一检测单元4的前端侧板1-3下方均固定连接一食槽称重装置4-9，每一食槽称重装置4-9底部均固定连接蛋带4-10一端，蛋带4-10另一端固定连接内框架4-2，每一食槽称重装置4-9顶部均固定连接一食槽4-11；位于每一食槽4-11上方，前端侧板1-3上均通过支撑架固定连接一照明灯4-12；数据采集及处理系统3分别电连接每一底网称重装置4-1、摄像机4-4和食槽称重装置4-9，用于实时采集相应数据进行分析处理并进行存储备份。
在一个优选的实施例中，内框架4-2是由一底网4-2-1、一顶网4-2-2、四侧网4-2-3和四支撑杆4-2-4固定连接而成的网状框架结构，当底网4-2-1处于倾斜状态时，底网4-2-1和前端侧网4-2-3之间形成一用于供鸡蛋进入蛋带4-10的开口。
在一个优选的实施例中，每一检测单元4的前端侧板1-3上均设置有一用于系统消毒维修或畜禽转入转出的上端门1-4和一用于清粪及喂料的下端门1-5。
在一个优选的实施例中，每一照明灯4-12的外侧均套设一用于减小照明灯4-12带来的光照误差的灯罩4-13。
在一个优选的实施例中，数据采集及处理系统3包括一系统校准模块3-1、一底网重量采集模块3-2、一食槽重量采集模块3-3、一摄像机数据获取模块3-4和一计算模块3-5，系统校准模块3-1用于校准每一底网称重装置4-1和食槽称重装置4-9，底网重量采集模块3-2用于获取底网称重装置4-1的数值，并将数值发送到计算模块3-5，食槽重量采集模块3-3用于获取食槽称重装置4-9的数值，摄像机数据获取模块3-4用于获取每一检测单元4内蛋鸡的活动情况以及在该检测单元4占用的时间并发送到计算模块3-5，计算模块3-5用于通过设定的标准体重阈值和每一检测单元4内蛋鸡的总体重得到每一检测单元4内的蛋鸡个数进而对比得到蛋鸡的光环境偏好性，并进行存储备份。
下面通过具体实施例详细说明本发明的畜禽偏好光环境选择检测系统的使用方法：
1)选择实验对象，当实验对象为产蛋期的蛋鸡时，设置底网4-2-1处于倾斜状态，当实验对象为育雏育成期的蛋鸡时，设置底网4-2-1处于水平状态；
2)通过设置每一灯管4-7的照度或颜色改变每一检测单元4的光环境，开启所有负压风机4-5和正压风机4-6保证密闭系统的气流均匀，并开启所有摄像机4-4；
3)启动数据采集及处理系统3并通过系统校准模块3-1进行系统校准，设定蛋鸡的标准体重阈值，并将蛋鸡通过上端门1-5放入每一检测单元4中；
4)数据采集及处理系统3通过食槽重量采集模块3-3实时采集每一检测单元4内食槽4-11重量的变化，通过底网重量采集模块3-2实时采集每一检测单元4内蛋鸡的总体重，通过摄像机数据获取模块3-4获取每一检测单元4内蛋鸡的活动情况以及在该检测单元4占用的时间，通过计算模块3-5计算得到进入每一检测单元4内的蛋鸡个数，进而对比得到蛋鸡的光环境偏好性。
5)数据采集及处理系统3汇总不同单元的蛋鸡分布情况，通过得到的不同时间不同单元内的蛋鸡个数绘制不同单元的热点图，用于直观判断蛋鸡的光环境偏好性，并将得到的蛋鸡的总体重、食槽4-11重量的变化和蛋鸡的分布数据进行储存备份，并等待下一次读取。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (6)

1.一种畜禽偏好光环境选择检测系统，其特征在于，该检测系统包括一外框架、若干密闭隔板和一数据采集及处理系统；
所述外框架是由一底座、一顶板和两侧板固定连接而成，所述外框架通过纵向间隔设置的所述密闭隔板分割成若干检测单元，每一所述密闭隔板上均设置有一小门；
每一所述检测单元均包括一底网称重装置、一内框架、一饮水器、一摄像机、两压风机、一灯管、一承粪抽屉、一食槽称重装置、一蛋带和一食槽；每一所述检测单元的底座一侧均固定连接所述底网称重装置，每一所述底网称重装置顶部均固定连接底部坡度可调节的所述内框架，每一所述内框架内均固定连接所述饮水器，每一所述内框架顶部均固定连接所述摄像机；位于所述内框架底部，每一所述检测单元两侧的密闭隔板下部均活动连接所述承粪抽屉；
每一所述检测单元的底座另一侧和所述顶板内侧均相应固定连接一所述压风机，每一所述检测单元的顶板内侧还固定连接所述灯管，通过改变所述灯管的照度或颜色改变每一所述检测单元的光环境；每一所述检测单元的前端侧板下方均固定连接所述食槽称重装置，每一所述食槽称重装置底部均固定连接所述蛋带的一端，所述蛋带另一端均固定连接所述内框架，每一所述食槽称重装置顶部均固定连接所述食槽；所述数据采集及处理系统分别电连接每一所述检测单元的底网称重装置、摄像机和食槽称重装置。
2.如权利要求1所述的一种畜禽偏好光环境选择检测系统，其特征在于，所述数据采集及处理系统包括一系统校准模块、一底网重量采集模块、一食槽重量采集模块、一摄像机数据获取模块和一计算模块；所述系统校准模块用于校准每一所述底网称重装置和食槽称重装置，所述底网重量采集模块用于获取所述底网称重装置的数值并将数值发送到所述计算模块，所述食槽重量采集模块用于获取所述食槽称重装置的数值，所述摄像机数据获取模块用于获取每一所述检测单元内畜禽的活动情况以及在该检测单元占用的时间并发送到所述计算模块，所述计算模块用于通过设定的标准体重阈值和每一所述检测单元内畜禽的体重得到每一所述检测单元内的畜禽个数进而对比得到畜禽的光环境偏好性，并进行存储备份。
3.如权利要求1所述的一种畜禽偏好光环境选择检测系统，其特征在于，所述内框架是由一底网、一顶网、四侧网和四支撑杆固定连接而成的网状框架结构，当所述底网处于倾斜状态时，所述底网和前端侧网之间形成一开口。
4.如权利要求1所述的一种畜禽偏好光环境选择检测系统，其特征在于，每一所述检测单元的前端侧板上均设置有一上端门和一下端门。
5.如权利要求1所述的一种畜禽偏好光环境选择检测系统，其特征在于，位于每一所述食槽上方，每一所述检测单元的前端侧板上均通过支撑架固定连接一照明灯，每一所述照明灯外侧均套设一灯罩。
6.一种如权利要求1～5任一项所述畜禽偏好光环境选择检测系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)选择实验对象，当实验对象为产蛋期的畜禽时，设置底网处于倾斜状态，当实验对象为育雏育成期的畜禽时，设置底网处于水平状态；
2)通过设置每一灯管的照度或颜色改变每一检测单元的光环境，开启所有压风机和摄像机；
3)启动数据采集及处理系统并通过系统校准模块进行系统校准，设定畜禽的标准体重阈值，并将畜禽通过上端门放入每一检测单元中；
4)数据采集及处理系统通过食槽重量采集模块实时采集每一检测单元内食槽重量的变化，通过底网重量采集模块实时采集每一检测单元内畜禽的总体重，通过摄像机数据获取模块获取每一检测单元内畜禽的活动情况以及在该检测单元占用的时间，通过计算模块计算得到进入每一检测单元内的畜禽个数进而对比得到畜禽的光环境偏好性。
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