CN114208714A - 一种项圈式可佩戴的奶牛反刍行为监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种项圈式可佩戴的奶牛反刍行为监测装置，它包括项圈带，项圈带通过项圈带锁扣收尾连接；所述项圈带上设有检测主体，所述检测主体上设有单片机微处理器、GPRS模块、声音传感器、实时计时器、数据存储器、电源和微型摄像头；所述项圈带上设有压力传感器；所述单片机微处理器、GPRS模块、声音传感器、实时计时器、数据存储器、微型摄像头和压力传感器均与电源电连接；所述声音传感器、实时计时器、微型摄像头和压力传感器均与数据存储器电连接，所述数据存储器与单片机微处理器电连接，所述单片机微处理器与GPRS模块电连接。
Description
技术领域
本发明属于智慧养殖技术领域，具体涉及一种项圈式可佩戴的奶牛反刍行为监测装置。
背景技术
草食家畜匆忙采食后将未消化的食物从瘤胃逆呕至口腔经再次咀嚼粉碎，混入唾液之后再吞咽进入胃中的行为称为反刍行为。反刍有利于奶牛把饲料嚼碎，增加唾液的分泌量，以维持瘤胃的酸碱平衡和正常功能，且可提高瘤胃氮循环的效率。奶牛采食时将草料初步咀嚼，并混入唾液吞进瘤胃，经浸泡、软化，待休息时再进行反刍。反刍包括逆呕、再咀嚼、再混入唾液和再吞咽4个步骤。
牛一天内的反刍时间的变动范围为1.5h～10.5h，但主要集中于5h～9h或4h～8h之间。正常情况下，成年奶牛每天反刍大约8h，分4～24个阶段，每个阶段持续10～60min。有研究报道，海福特母牛反刍周期的持续时间为1min～100min，平均34min；黑白花奶牛的反刍周期时间的平均时间为26.5min，反刍周期为15.6次。然而奶牛生理健康状况一旦发生变化，其反刍行为也随之改变。如果反刍时间或反刍次数减少，表明奶牛瘤胃功能或生理状态异常。若奶牛反刍在30次以下而且无力，则为前胃弛缓；如反刍停止，则多为瘤胃积食、瘤胃鼓气或创伤性网胃炎。反刍时间受多种因素影响，当奶牛遭受热应激时，反刍活动显著减少而当奶牛有炎症反应时，反刍时间也显著缩短，在产犊以及发情期间反刍行为也会受到影响。不同种类疾病对奶牛反刍时间的影响结果各不相同，消化道类疾病对奶牛反刍时间影响最显著，其次是繁殖类疾病，再次是乳房炎和肺炎等炎症反应，之后是乳房外伤和肢蹄疾病，而酮病对反刍时间的影响最小。
用智能化系统来监测奶牛反刍行为，对于提升牧场的现代化管理水平、增加经济效益具有重要意义。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种项圈式可佩戴的奶牛反刍行为监测装置。
为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
所述项圈式可佩戴的奶牛反刍行为监测装置包括项圈带（10），项圈带（10）通过项圈带锁扣（11）收尾连接；所述项圈带（10）上设有检测主体（9），所述检测主体（9）上设有单片机微处理器（1）、GPRS模块（2）、声音传感器（3）、实时计时器（5）、数据存储器（6）、电源（7）和微型摄像头（8）；所述项圈带（1）上设有压力传感器（4）；所述单片机微处理器（1）、GPRS模块（2）、声音传感器（3）、实时计时器（5）、数据存储器（6）、微型摄像头（8）和压力传感器（4）均与电源（7）电连接；所述声音传感器（3）、实时计时器（5）、微型摄像头（8）和压力传感器（4）均与数据存储器（6）电连接，所述数据存储器（6）与单片机微处理器（1）电连接，所述单片机微处理器（1）与GPRS模块（2）电连接。
优选地，所述项圈带（10）为弹性项圈带。
优选地，所述项圈带（10）外侧设有防水层。
优选地，所述电源（7）为可充电的微型电池-MS锂可充电池。
下面对本发明作进一步说明：
本发明中，项圈带由弹性材料、防水材料编制而成，在保证项圈可以紧密贴合在奶牛脖颈上面，尤其是压力传感器贴合在咽喉部。既能够保证有效固定装置于咽喉部，但不影响奶牛吞咽及呼吸，减少了应激。
单片机微处理器为低功耗、高运算，适用于奶牛项圈；GPRS模块提供无线长距离数据传输功能，提供TTL串口接口，GPRS模块可以是在设备无网络或WIFI的野外环境下，与服务器进行数据交互。声音传感器用于收集奶牛反刍行为及采食时的声音信号，声音传感器包括声音信号采集模块、采集型号的放大模块、声音信号过滤处理模块。声音传感器根据奶牛舌头卷食饲料及咀嚼、奶牛反刍时咀嚼声音以及奶牛吞咽时的声音，利用不同阶段奶牛咀嚼力度不同、咀嚼时间的不同所产生的声音频率、响度的不同，从而收集不同的声音信号与奶牛采食、反刍行为进行联系，实现奶牛反刍行为的检测，采集的声音信号作为信号A通过GPRS模块进行无线传输的同时在数据储存器上备份，防止数据的丢失。
项圈带上设置了多处压力变化的采集点（压力传感器），咽喉部位的前端有两侧有两处压力信号采集点（收集压力信号A1、A2），咽喉后部两侧同样有两处的压力信号采集点（收集信号牌B1、B2），同时结合实时计时器（实时计时器适用于奶牛采食以及反刍行为开始结束的时间，用于确定奶牛开始反刍的时间、间隔等）对前后两端压力发生变化的时间进行实时反馈并进行备份记录于数据存储器（数据储存器用于压力数据、声音信号数据、视频数据以及时间数据进行储存；收集的各类信号在无线传输到电脑后，为防止数据丢失及错误，传输的信号会在数据贮存期内进行备份）。
微型摄像头用于检测奶牛的采食行为，用于收集奶牛采食行为、奶牛躺卧等视频号，可以实时查看奶牛任何时间点的大体位置以及奶牛的行为。配合校正声音传感器、压力传感器、实时计时器采集的数据（采集的视频信号C作为声音信号A和压力信号B的校正数据），提高声音信号及压力信号对应的奶牛采食或者反刍的准确性及精准性。
电源则用于对各功能模块单元进行供电，采用的是可充电的微型电池-MS锂可充电池，机能能够保证电流的平稳输出，提高项圈的寿命，又可以拆卸、充电。
总之，本发明所述项圈式可佩戴的奶牛反刍行为监测装置将各类的压力信号、声音信号以及视频信号在经过单片机微处理器进行数据处理后在通过GPRS模块传输到终端，在终端进行数据的整理拟合。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中检测主体的结构示意图。
图中：1、单片机微处理器；2、GPRS模块；3、声音传感器；4、压力传感器；5、实时计时器；6、数据存储器；7、电源；8、微型摄像头；9、检测主体；10、项圈带；11、项圈带锁扣。
具体实施例
参见图1，所述项圈式可佩戴的奶牛反刍行为监测装置包括项圈带10，项圈带10通过项圈带锁扣11收尾连接；所述项圈带10上设有检测主体9，所述检测主体9上设有单片机微处理器1、GPRS模块2、声音传感器3、实时计时器5、数据存储器6、电源7和微型摄像头8；所述项圈带1上设有压力传感器4；所述单片机微处理器1、GPRS模块2、声音传感器3、实时计时器5、数据存储器6、微型摄像头8和压力传感器4均与电源7电连接；所述声音传感器3、实时计时器5、微型摄像头8和压力传感器4均与数据存储器6电连接，所述数据存储器6与单片机微处理器1电连接，所述单片机微处理器1与GPRS模块2电连接。
其中，所述项圈带10为弹性项圈带。所述项圈带10外侧设有防水层。所述电源7为可充电的微型电池-MS锂可充电池。
Claims (4)
1.一种项圈式可佩戴的奶牛反刍行为监测装置，其特征在于，所述项圈式可佩戴的奶牛反刍行为监测装置包括项圈带（10），项圈带（10）通过项圈带锁扣（11）收尾连接；所述项圈带（10）上设有检测主体（9），所述检测主体（9）上设有单片机微处理器（1）、GPRS模块（2）、声音传感器（3）、实时计时器（5）、数据存储器（6）、电源（7）和微型摄像头（8）；所述项圈带（1）上设有压力传感器（4）；所述单片机微处理器（1）、GPRS模块（2）、声音传感器（3）、实时计时器（5）、数据存储器（6）、微型摄像头（8）和压力传感器（4）均与电源（7）电连接；所述声音传感器（3）、实时计时器（5）、微型摄像头（8）和压力传感器（4）均与数据存储器（6）电连接，所述数据存储器（6）与单片机微处理器（1）电连接，所述单片机微处理器（1）与GPRS模块（2）电连接。
2.如权利要求1所述的项圈式可佩戴的奶牛反刍行为监测装置，其特征在于，所述项圈带（10）为弹性项圈带。
3.如权利要求2所述的项圈式可佩戴的奶牛反刍行为监测装置，其特征在于，所述项圈带（10）外侧设有防水层。
4.如权利要求1所述的项圈式可佩戴的奶牛反刍行为监测装置，其特征在于，所述电源（7）为可充电的微型电池-MS锂可充电池。
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