CN107909046B - 动物智能分类系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种动物智能分类系统及方法，通过给养殖动物佩戴身份电子标签，采用无线数据采集单元采集动物养殖数据并上传至云平台，并建立该类动物分类算法，进一步通过智能门控单元检测单个动物所佩戴身份电子标签，从云平台获取该动物的分类结果，并控制相对应的出口通道门开启，让动物自动进入分类好的区域；通过移动终端对动物分类算法进行评判，以此完善动物分类的算法。

Description

动物智能分类系统及方法
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种动物智能分类系统及方法。
背景技术
近年来，随着物联网技术在动物养殖行业的普及，动物养殖行业变得越来越智能化、规模化、标准化。在动物的规模化养殖过程中，及时对养殖的动物进行分类，可以有效避免疫病的传染，同时可以及时将养殖成熟的动物输送至市场，避免过度养殖，有效地提高养殖的效率。
在现有的智能养殖行业中，动物的分类均通过对动物体征参数的采集，对照动物标准的体征参数表，来实现动物的分类。例如中国专利CN105994006A就提供了一种养殖物检测方法和装置，通过采集动物的体温、身高、体重等体征参数，并通过与正常标准的参数表对比，从而对动物是否健康进行分类。分析可以得出，现有的技术存在以下问题：(1)分类的标准固定并且孤立，各体征参数的标准表格无法根据实际情况实时完善，而且各体征参数只能与相应的标准参数表格进行比较，无法综合考虑动物的各个参数进行分类；(2)由于通过简单的参数对比进行分类，没有综合考虑各个参数之间的影响，会导致分类结果可靠性差，另外分类结果没有形成闭环反馈，无法对分类方法持续进行完善；(3)动物的体征参数只是用于即时动物分类，没有得到有效管理保存，无法为后续的分类提供参考。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种自动采集动物养殖数据、自动对动物进行分类的动物智能分类系统及方法。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种动物智能分类系统，包括身份电子标签、无线数据采集单元、云平台、智能门控单元和动物分类通道，其中，
身份电子标签，佩戴在养殖动物身上，存储养殖动物身份识别标识；
无线数据采集单元，与电子标签脚环信号连接，采集动物养殖数据；
云平台，与无线数据采集单元网络连接，针对每一只动物存储其养殖期间采集的养殖数据并建立该类动物分类算法；此外，根据智能门控单元的动物分类请求，查找其身份识别标识相对应的养殖数据，并将养殖数据代入动物分类算法，得到该身份识别标识相对应动物的分类结果，将分类结果反馈给智能门控单元；
动物分类通道包括一进入通道、若干出口通道和若干出口通道门，进入通道和若干出口通道分别连通，连通处设置有出口通道门，出口通道门与智能门控单元信号连接；
智能门控单元，与云平台网络连接，一方面，读取养殖动物佩戴的身份电子标签上存储的身份识别标识，并向云平台发送动物分类请求和身份识别标识；第二方面，针对每一个出口通道门对应设置一个动物分类结果，根据云平台反馈的该动物的分类结果控制相应出口通道门开启。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括身份电子标签生成单元，与云平台网络连接，通过身份电子标签生成单元向云平台申请身份识别标识，云平台生成全平台唯一的身份识别标识并发送给身份电子标签生成单元，身份电子标签生成单元将身份识别标识信息存储在身份电子标签上。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述无线数据采集单元包括网关和多个数据采集传感器，数据采集传感器感应识别身份电子标签上存储的身份识别标识信息，并采集动物养殖数据，多个数据采集传感器与网关无线通信连接，网关与云平台网络通信连接。进一步优选的，多个数据采集传感器通过Lora或Zigebee无线通信协议与网关连接。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括移动终端，与云平台网络连接，一方面，其读取养殖动物佩戴的身份电子标签上存储的身份识别标识，并向云平台发送动物分类请求和身份识别标识；云平台根据移动终端的动物分类请求，查找其身份识别标识相对应的养殖数据，并将养殖数据代入动物分类算法，得到该身份识别标识相对应动物的分类结果，将分类结果反馈给移动终端；移动终端可供输入分类结果评判并发送给云平台。
第二方面，本发明提供了一种动物智能分类方法，包括以下步骤，
S1，通过身份电子标签生成单元向云平台申请身份识别标识，云平台生成全平台唯一的身份识别标识并发送给身份电子标签生成单元，身份电子标签生成单元将身份识别标识信息存储在身份电子标签上，将身份电子标签，佩戴在养殖动物身上；
S2，通过无线数据采集单元采集动物养殖数据并上传至云平台，云平台与无线数据采集单元网络连接，针对每一只动物存储其养殖期间采集的养殖数据并建立该类动物分类算法；
S3，将养殖动物驱赶进入动物分类通道的进入通道内，智能门控单元读取养殖动物佩戴的身份电子标签上存储的身份识别标识，并向云平台发送动物分类请求和身份识别标识；云平台查找其身份识别标识相对应的养殖数据，并将养殖数据代入动物分类算法，得到该身份识别标识相对应动物的分类结果，将分类结果反馈给智能门控单元；
S4，智能门控单元针对每一个出口通道门对应设置一个动物分类结果，根据云平台反馈的该动物的分类结果控制相应出口通道门开启，同时保持其余分类结果所对应的出口通道门处于关闭状态，动物自动进入开启的出口通道门内，完成分类。
在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S2中采集的动物养殖数据包括动物体重、体温或图像。
在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S3中动物的分类结果包括健康、不健康、养殖未成熟和养殖成熟。
在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S3中的动物分类算法包括以下过程：
a)云平台存储有动物的体重、体温参考曲线；
b)云平台存储有动物患有各类疾病时的外形显著特征图像；
c)云平台存储有动物成熟时的体重评判标准；
d)云平台采集每只动物每天的体重、体温以及图像数据，并绘制动物养殖期间的体重、体温曲线；
e)将每只动物每天的体重与动物成熟时的体重评判标准进行对比，若达到成熟的评判标准，则判断该动物分类结果为养殖成熟，否则分类结果为养殖未成熟；
f)将每只动物的体重、体温曲线与体重、体温参考曲线进行比对，并将每只动物每天采集的图像数据与动物患有各类疾病时的外形显著特征图像进行比对，若动物的体重、体温曲线与体重、体温参考曲线不匹配，或者动物的图像包含有疾病特征图像时，判断该动物分类结果为不健康，否则分类结果为健康。
进一步优选的，养殖人员通过移动终端扫描各分类区域内的部分动物身份电子标签从云平台获取动物的分类结果，并评判分类结果，将评判结果通过移动终端反馈给云平台，云平台根据评判结果，对动物的体重、体温参数曲线进行调整。
本发明的动物智能分类系统及方法相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)通过给养殖动物佩戴身份电子标签，采用无线数据采集单元采集动物养殖数据并上传至云平台，并建立该类动物分类算法，进一步通过智能门控单元检测单个动物所佩戴身份电子标签，从云平台获取该动物的分类结果，并控制相对应的出口通道门开启，让动物自动进入分类好的区域；
(2)通过移动终端对动物分类算法进行评判，以此完善动物分类的算法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明动物智能分类系统的框架图；
图2为本发明动物分类通道的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明的动物智能分类系统，包括身份电子标签1、无线数据采集单元2、云平台3、智能门控单元4、动物分类通道5、身份电子标签生成单元6
身份电子标签1，佩戴在养殖动物身上，存储养殖动物身份识别标识。可采用RFID或其它无线电子感应标签，具体可针对动物的不同，制作成脚环或者项圈，便于佩戴和取下。身份电子标签1一般在动物入栏时开始佩戴，在出栏时取下，便于回收利用。
无线数据采集单元2，与电子标签脚环5信号连接，采集动物养殖数据。具体的，所述无线数据采集单元2包括网关和多个数据采集传感器，数据采集传感器感应识别身份电子标签1上存储的身份识别标识信息，并采集动物养殖数据，多个数据采集传感器与网关无线通信连接，网关与云平台3网络通信连接。动物养殖数据包括动物体重、体温或图像等，根据不同的养殖数据获取需求，可配置不同的数据采集传感器。具体的，多个数据采集传感器通过Lora或Zigebee无线通信协议与网关连接，网关与云平台3可通过4G通信连接。
云平台3，与无线数据采集单元2网络连接。一方面，生成身份识别标识。身份电子标签生成单元6与云平台3网络连接，通过身份电子标签生成单元6向云平台3申请身份识别标识，云平台3生成全平台唯一的身份识别标识并发送给身份电子标签生成单元6，身份电子标签生成单元6将身份识别标识信息存储在身份电子标签1上。此外，云平台3针对每一只动物存储其养殖期间采集的养殖数据并建立该类动物分类算法。为了方便对动物分类算法进行修正，移动终端7，与云平台3网络连接，一方面，其读取养殖动物佩戴的身份电子标签1上存储的身份识别标识，并向云平台3发送动物分类请求和身份识别标识；云平台3根据移动终端7的动物分类请求，查找其身份识别标识相对应的养殖数据，并将养殖数据代入动物分类算法，得到该身份识别标识相对应动物的分类结果，将分类结果反馈给移动终端7；移动终端7可供输入分类结果评判并发送给云平台3。通过人工的方式，动物分类结果进行抽样评判，并将评判结果反馈给云平台3，便于动物分类算法进行修正。
动物分类通道5，如图2所示，包括一进入通道51、若干出口通道52和若干出口通道门53，进入通道51和若干出口通道52分别连通，连通处设置有出口通道门53，出口通道门53与智能门控单元4信号连接。如此，针对现实的动物分类结果数量，设置与之相对应的出口通道门53和出口通道52，动物由进入通道51进入，开启与之吻合的动物分类结果所对应的出口通道门53，并关闭其他出口通道门53，动物自动进入划分好的区域内。
智能门控单元4，与云平台3网络连接，一方面，读取养殖动物佩戴的身份电子标签1上存储的身份识别标识，并向云平台3发送动物分类请求和身份识别标识；云平台3根据智能门控单元4的动物分类请求，查找其身份识别标识相对应的养殖数据，并将养殖数据代入动物分类算法，得到该身份识别标识相对应动物的分类结果，将分类结果反馈给智能门控单元4；智能门控单元4针对每一个出口通道门53对应设置一个动物分类结果，根据云平台3反馈的该动物的分类结果控制相应出口通道门53开启。
以下结合具体实施例，介绍本发明的动物智能分类方法。
实施例1
S1，通过身份电子标签生成单元6向云平台3申请身份识别标识，云平台3生成全平台唯一的身份识别标识并发送给身份电子标签生成单元6，身份电子标签生成单元6将身份识别标识信息存储在身份电子标签1上，将身份电子标签1佩戴在养殖动物身上；
S2，通过无线数据采集单元2采集动物体重、体温以及图像数据上传至云平台3，云平台3与无线数据采集单元2网络连接，针对每一只动物存储其养殖期间采集的养殖数据并建立该类动物分类算法，具体算法如下：
a)云平台3存储有动物的体重、体温参考曲线；
b)云平台3存储有动物患有各类疾病时的外形显著特征图像；
c)云平台3存储有动物成熟时的体重评判标准；
d)云平台3采集每只动物每天的体重、体温以及图像数据，并绘制动物养殖期间的体重、体温曲线；
e)将每只动物每天的体重与动物成熟时的体重评判标准进行对比，若达到成熟的评判标准，则判断该动物分类结果为养殖成熟，否则分类结果为养殖未成熟；
f)将每只动物的体重、体温曲线与体重、体温参考曲线进行比对，并将每只动物每天采集的图像数据与动物患有各类疾病时的外形显著特征图像进行比对，若动物的体重、体温曲线与体重、体温参考曲线不匹配，或者动物的图像包含有疾病特征图像时，判断该动物分类结果为不健康，否则分类结果为健康。
具体的，为了方便优化分类算法，使之更加精准，养殖人员通过移动终端扫描各分类区域内的部分动物身份电子标签1从云平台3获取动物的分类结果，并评判分类结果，将评判结果通过移动终端反馈给云平台3，云平台3根据评判结果，对动物的体重、体温参数曲线进行调整。
S3，将养殖动物驱赶进入动物分类通道5的进入通道51内，智能门控单元4读取养殖动物佩戴的身份电子标签1上存储的身份识别标识，并向云平台3发送动物分类请求和身份识别标识；云平台3查找其身份识别标识相对应的养殖数据，并将养殖数据代入动物分类算法，得到该身份识别标识相对应动物的分类结果，将分类结果反馈给智能门控单元4；
S4，智能门控单元4针对每一个出口通道门53对应设置一个动物分类结果，根据云平台3反馈的该动物的分类结果控制相应出口通道门53开启，同时保持其余分类结果所对应的出口通道门53处于关闭状态，动物自动进入开启的出口通道门53内，完成分类。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种动物智能分类系统，其特征在于：包括身份电子标签(1)、无线数据采集单元(2)、云平台(3)、智能门控单元(4)和动物分类通道(5)，其中，
身份电子标签(1)，佩戴在养殖动物身上，存储养殖动物身份识别标识；
无线数据采集单元(2)，与电子标签脚环信号连接，采集动物养殖数据；
云平台(3)，与无线数据采集单元(2)网络连接，针对每一只动物存储其养殖期间采集的养殖数据并建立该类动物分类算法；此外，根据智能门控单元(4)的动物分类请求，查找其身份识别标识相对应的养殖数据，并将养殖数据代入动物分类算法，得到该身份识别标识相对应动物的分类结果，将分类结果反馈给智能门控单元(4)；
动物分类通道(5)包括一进入通道(51)、若干出口通道(52)和若干出口通道门(53)，进入通道(51)和若干出口通道(52)分别连通，连通处设置有出口通道门(53)，出口通道门(53)与智能门控单元(4)信号连接；
智能门控单元(4)，与云平台(3)网络连接，一方面，读取养殖动物佩戴的身份电子标签(1)上存储的身份识别标识，并向云平台(3)发送动物分类请求和身份识别标识；第二方面，针对每一个出口通道门(53)对应设置一个动物分类结果，根据云平台(3)反馈的该动物的分类结果控制相应出口通道门(53)开启；
还包括身份电子标签生成单元(6)，与云平台(3)网络连接，通过身份电子标签生成单元(6)向云平台(3)申请身份识别标识，云平台(3)生成全平台唯一的身份识别标识并发送给身份电子标签生成单元(6)，身份电子标签生成单元(6)将身份识别标识信息存储在身份电子标签(1)上；
还包括移动终端(7)，与云平台(3)网络连接，一方面，其读取养殖动物佩戴的身份电子标签(1)上存储的身份识别标识，并向云平台(3)发送动物分类请求和身份识别标识；云平台(3)根据移动终端(7)的动物分类请求，查找其身份识别标识相对应的养殖数据，并将养殖数据代入动物分类算法，得到该身份识别标识相对应动物的分类结果，将分类结果反馈给移动终端(7)；移动终端(7)可供输入分类结果评判并发送给云平台(3)；
云平台(3)存储有动物的体重、体温参考曲线、动物患有各类疾病时的外形显著特征图像以及动物成熟时的体重评判标准；
养殖人员通过移动终端扫描各分类区域内的部分动物身份电子标签(1)，从云平台(3)获取动物的分类结果，并评判分类结果，将评判结果通过移动终端反馈给云平台(3)，云平台(3)根据评判结果，对动物的体重、体温参数曲线进行调整。
2.如权利要求1所述的动物智能分类系统，其特征在于：所述无线数据采集单元(2)包括网关和多个数据采集传感器，数据采集传感器感应识别身份电子标签(1)上存储的身份识别标识信息，并采集动物养殖数据，多个数据采集传感器与网关无线通信连接，网关与云平台(3)网络通信连接。
3.如权利要求2所述的动物智能分类系统，其特征在于：多个数据采集传感器通过Lora或Zigebee无线通信协议与网关连接。
4.一种动物智能分类方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1，通过身份电子标签生成单元(6)向云平台(3)申请身份识别标识，云平台(3)生成全平台唯一的身份识别标识并发送给身份电子标签生成单元(6)，身份电子标签生成单元(6)将身份识别标识信息存储在身份电子标签(1)上，将身份电子标签(1)佩戴在养殖动物身上；
S2，通过无线数据采集单元(2)采集动物养殖数据并上传至云平台(3)，云平台(3)与无线数据采集单元(2)网络连接，针对每一只动物存储其养殖期间采集的养殖数据并建立该类动物分类算法；
S3，将养殖动物驱赶进入动物分类通道(5)的进入通道(51)内，智能门控单元(4)读取养殖动物佩戴的身份电子标签(1)上存储的身份识别标识，并向云平台(3)发送动物分类请求和身份识别标识；云平台(3)查找其身份识别标识相对应的养殖数据，并将养殖数据代入动物分类算法，得到该身份识别标识相对应动物的分类结果，将分类结果反馈给智能门控单元(4)；
S4，智能门控单元(4)针对每一个出口通道门(53)对应设置一个动物分类结果，根据云平台(3)反馈的该动物的分类结果控制相应出口通道门(53)开启，同时保持其余分类结果所对应的出口通道门(53)处于关闭状态，动物自动进入开启的出口通道门(53)内，完成分类；
步骤S2中采集的动物养殖数据包括动物体重、体温和图像；
步骤S3中的动物分类算法包括以下过程：
a)云平台(3)存储有动物的体重、体温参考曲线；
b)云平台(3)存储有动物患有各类疾病时的外形显著特征图像；
c)云平台(3)存储有动物成熟时的体重评判标准；
d)云平台(3)采集每只动物每天的体重、体温以及图像数据，并绘制动物养殖期间的体重、体温曲线；
e)将每只动物每天的体重与动物成熟时的体重评判标准进行对比，若达到成熟的评判标准，则判断该动物分类结果为养殖成熟，否则分类结果为养殖未成熟；
f)将每只动物的体重、体温曲线与体重、体温参考曲线进行比对，并将每只动物每天采集的图像数据与动物患有各类疾病时的外形显著特征图像进行比对，若动物的体重、体温曲线与体重、体温参考曲线不匹配，或者动物的图像包含有疾病特征图像时，判断该动物分类结果为不健康，否则分类结果为健康；
养殖人员通过移动终端扫描各分类区域内的部分动物身份电子标签(1)，从云平台(3)获取动物的分类结果，并评判分类结果，将评判结果通过移动终端反馈给云平台(3)，云平台(3)根据评判结果，对动物的体重、体温参数曲线进行调整。
5.如权利要求4所述的动物智能分类方法，其特征在于：步骤S3中动物的分类结果包括健康、不健康、养殖未成熟和养殖成熟。
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