CN117034971A - 畜牧巡检系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及畜牧养殖技术领域，公开了一种畜牧巡检系统及方法，以解决在生态化养殖时，牲畜需要在室内外活动而存在的巡查和监管不到位，或巡查监管的成本较高的问题；包括室内端、室外端、服务器端和牲畜端；牲畜端包括RFID有源电子标签，所述RFID有源电子标签存储有牲畜的唯一识别码；室内端包括第一采集单元和第二采集单元，所述第一采集单元用于采集牲畜的体态信息，所述第二采集单元用于牲畜居住环境信息采集；服务器端包括存储单元和处理单元，所述存储单元用于采集的牲畜体态信息和居住环境信息存储，所述处理单元根据体态信息和居住环节信息对牲畜进行分析；室外端包括多个RFID远程阅读器，用于获取唯一识别码及与相近RFID远程阅读器的读取距离。
Description
技术领域
本发明涉及畜牧养殖技术领域，具体涉及一种畜牧巡检系统及方法。
背景技术
生态养殖是生态畜牧业的重要组成部分，生态畜牧业以生态养殖为核心，即运用生态系统生态位原理，在良好生态环境条件下、通过使用生态技术等措施，逐步改善养殖环境条件，按照特定的养殖模式进行养殖，投放无公害饲料，目标是生产出无公害绿色食品和有机食品。生态养殖也包括放牧和圈养结合方式的养殖。
目前在进行针对于室内养殖的方式而言，由于动物都比较集中，活动范围小便于监督；如申请号为CN202020105034.8的实用新型公开的养殖巡检系统，其在养殖场所的顶部设置滑轨和可以在滑轨上巡回的小车，并在小车上安装摄像头对养殖区域进行拍摄，实现对养殖场所内的监控。
此系统在进行生态养殖时并不实用，其一，生态养殖时需要定时将养殖的动物进行室外放养，在室外放养时，动物活动范围并非固定，且动物也并非一直处于运动状态，采用轨道和小车配合监控可能存在视野盲点；其二，动物在室外活动范围较大，轨道及小车因为成本限制无法进行大范围铺设。
发明内容
本方案提供了一种畜牧巡检系统，应用于放牧和圈养相结合的养殖方式，以解决在生态化养殖时，牲畜需要在室内外活动而存在的巡查和监管不到位，或巡查监管的成本较高的问题。
本方案提供了一种畜牧巡检系统，包括室内端、室外端、服务器端和牲畜端；牲畜端包括设置在牲畜身上的RFID有源电子标签，所述RFID有源电子标签存储有牲畜的唯一识别码；室内端包括设置在室内养殖区的第一采集单元和第二采集单元，所述第一采集单元用于根据所述唯一识别码采集牲畜的体态信息，所述第二采集单元用于根据唯一识别码进行牲畜居住环境信息采集；服务器端包括存储单元和处理单元，所述存储单元用于按照唯一识别码对采集的牲畜体态信息和居住环境信息进行存储，所述处理单元根据体态信息和居住环节信息对牲畜的生长发育情况进行判断；室外端包括覆盖整个室外养殖场所的多个可远程读取有源RFID电子标签的第一RFID阅读器，所述第一RFID阅读器可获取牲畜RFID有源电子标签的唯一识别码及与第一RFID阅读器的距离。
本方案的原理及优点是：在采用放牧和圈养相结合的养殖方式进行养殖时，需要频繁进行牲畜在室内外的转移，以便于牲畜有足够的活动空间或觅食空间。在采用此种方式进行养殖时，由于牲畜处于活动的状态，且在室内外的空间会出现频繁变更，不便于养殖者对牲畜的生长和发育情况进行观察。
实际应用时，本申请所提供的一种畜牧巡检系统，在牲畜的身体上固定有源RFID电子标签，其中有源RFID电子标签内存储有牲畜的唯一识别码，室内端的第一采集单元和第二采集单元采集牲畜的体态信息和牲畜居住的环境信息并按照唯一识别码将采集到的信息分类存储到服务器端的存储单元，再由处理单元对存储单元所存储的体态信息和环境信息进行分析处理，养殖主根据处理单元的分析数据能够快速的判断出牲畜的生长和发育情况，便于对牲畜的生长和发育情况进行针对性处理；此外，通过设置的RFID阅读器能够获取牲畜离阅读器的距离，通过对多个阅读器的距离分析能够较为精确的判断出牲畜的位置，与现有的采用GPS定位方式，无需频繁充电，体积更小，成本也更低，能够在保证一定精度的基础上实现定位。
作为一种改进，还包括录入单元，所述录入单元用于数据采集要求、数据传输要求和数据处理要求录入，所述数据采集要求包括数据采集频率要求和数据采集时间要求；本改进的有益效果是：在实际进行信息采集时，由于牲畜的个体数量较大，若都要进行分析的话，涉及的分析计算量较大，需要较好的传输设备和处理设备，成本较高，通过录入单元对数据采集、传输和处理要求的限定，可以降低对设备的要求，降低成本。
作为一种改进，所述第一采集单元所采集的体态信息包括牲畜的轮廓图像，所述第一采集单元设置于室内端的出口处，在室内端的出口处还设置有第二RFID阅读器；本改进的有益效果是：在牲畜从室内端的出口进入室外端时，第二RFID阅读器识别牲畜的有源电子标签，第一采集单元根据唯一识别码采集牲畜的轮廓图像，图像采集精确迅速。
作为一种改进，所述存储单元内还存储有室外端的电子地图，所述电子地图包括第一RFID阅读器的所在位置的坐标，多个第一RFID阅读器将室外端进行区域分割，所述分析处理单元还可通过多个第一RFID阅读器与RFID有源电子标签的信号传输对牲畜进行定位；本改进的有益效果在于：目前在进行牲畜定位时，大多采用的是GPS定位，虽然能够保证精度但是其成本高耗电大，需要频繁充电较为麻烦；而采用第一RFID阅读器与有源RFID电子标签配合，无需多次充电，简单方便，能在降低能耗的基础上保证定位精度。
作为一种改进，所述分析单元还用于在设定时间内，对各个区域内各牲畜的位置进行分析，若某一区域内的牲畜运动速度超过设定阈值则发出报警；本改进的有益效果在于：当牲畜在室外端活动时，可能会受到野兽或者其他突发事件的惊扰，若在某一区域内的牲畜快速的大范围移动，便进行报警，通过报警可能快速的知道可能存在情况的所在位置，便于定位和检查。
作为一种改进，还包括移动端，所述移动端用于从服务器端获取牲畜的定位信息和报警信息；本改进的有益效果在于：采用移动端获取报警信息，便于携带也便于实时得获取可能出现险情的区域。
本发明还提供了一种畜牧巡检方法，采用上述的畜牧巡检系统进行畜牧巡检，包括以下步骤：
S1、根据牲畜的种类、性别和年龄段进行分类，并设置唯一识别码存储到有源RFID电子标签内，然后将有源RFID电子标签固定到对应牲畜的身体上；
S2、牲畜数据采集；牲畜处于室内端，第二采集单元按照数据采集要求根据唯一识别码采集牲畜的居住环境信息，并上传到服务器端的存储单元，再经由处理单元对牲畜的健康情况进行分析；牲畜进入室外端时，第一采集单元根据唯一识别码采集牲畜的体态信息，并上传到服务器端的存储单元按照唯一识别码进行分类存储，再经由处理单元对其生长情况进行分析；
S3、在室外端时，设置的多个第一RFID阅读器同时读取RFID有源电子标签发出的信号，并上传到服务器端，由处理单元对牲畜所处位置进行判断。
作为一种改进，在步骤S3中，在对牲畜进行位置分析时，还包括对牲畜的移动速度进行分析，若移动牲畜的移动速度超过预设值，发出报警。
附图说明
图1为本发明实施例1的畜牧巡检系统结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例基本如附图1所示：
本发明提供了一种畜牧巡检系统，其由室内端、室外端、服务器端和牲畜端组成。
其中本发明的牲畜端为需要进行放牧和圈养相结合养殖的牲畜，具体可以是猪、牛或羊等，本实施例中以羊为例，实施时，在羊的耳朵进行穿孔并固定RFID有源电子标签，其中采用RFID有源电子标签，其工作时间可达一年以上，可以在羊的整个生长周期使用，无需在养殖期间进行电源更换或充电等工作，还可循环使用，降低成本；具体的，RFID有源电子标签存储有每只羊对应的唯一识别码。
实施时，室内端包括第一采集单元和第二采集单元，具体的，第一采集单元由第二RFID阅读器和第一摄像头组成，实施时，第二RFID阅读器和第一摄像头安装在室内端的出口处，在羊从圈内去往圈外时，分别由第二RFID阅读器和第一摄像头采集路过羊的唯一识别码信息和图像信息，具体的所采集的图像信息包括羊的俯视图像、侧视图像和正视图像，图像信息采集完成后上传到服务器端的存储单元按照唯一识别码存储，实施时，存储单元为硬盘；具体的，为了羊的图像信息采集方便，将出口设置为仅能一次仅能通过一只羊的多个出口，避免多只羊重叠造成干扰。
在进行羊的生长发育情况分析时，还包括对比图像获取，具体为采集多只在不同阶段正常生长羊的俯视图像、侧视图像和正视图像，并对所获取的图像进行灰度化处理，再提取灰度化处理图像的轮廓，最后将多只正常生长羊的轮廓图像进行拟合，并计算正常生长羊在不同时期各个视图轮廓的相似度区间；当获得新的图像时，将羊的各个轮廓图像与对比图像进行比较，若在相似度区间内则为正常，若相似度在正常羊的相似度区间之外则将对应羊的唯一识别码进行标记，然后发送到养殖户；在正常情况下，养殖的同种类的羊在正常生长时，其身体的轮廓图像在相同阶段具有较大相似度，若与正常的轮廓相对比时，相似度与正常相似度区间相差较大则可能是其生长出现了问题，具体问题包括偏瘦等其呈现的轮廓并不相同，需要采取不同的喂养方式。在实际喂养时，由于所养殖的羊数量较大，可能无法关注到部分羊的生长存在问题，若不及时采取措施则可能会造成损失，本实施例中通过轮廓图像和对比图像的比较，能够及时将可能存在差异的羊进行区分，便于养殖户对生长异常的羊筛选出来。
其中第二采集单元为设置在室内的第三RFID阅读器和第二摄像头组成，与第一采集单元相似的是，第二摄像头用于采集羊在圈内的环境信息和羊在圈内的生活图像，第三RFID阅读器用于读取羊的识别码信息；第二摄像头所采集的图像也传递到服务器端按照唯一识别码存储，实施时，第二摄像头为多个可旋转摄像头，设置于养殖区域的顶部，视野更佳，通过获取居住信息和居住环境信息，可判断出羊的是否发情等；实施时，还可在室内端即羊圈的圈壁设置拾音器，采集声音信息并按照唯一识别码存储，若获取的声音响度和鸣叫时间大于设定的阈值发出提醒。
实施时，室外端为多个可远程读取RFID电子标签的第一RFID阅读器组成，具体的，多个第一RFID阅读器将室外放牧的区域进行网格化分割，具体的，服务器端存储有放牧区域的电子地图，且第一RFID阅读器的位置坐标被记录在电子地图中；在进行室外放牧时羊处于网格之间，第一RFID阅读器向四周发射读写信号，网格中羊身上固定的RFID有源电子标签在接收到读写信号向第一RFID阅读器发射回波，每一第一RFID阅读器均可接受在其阅读范围所有发射回波中的唯一识别码及其发射回波强度，并将发射回波强度数据按照唯一识别码存储到存储单元，其中仅保留强度最大的三个回波强度数据发送到存储单元进行存储；实施时，服务器端的处理单元根据第一RFID阅读器坐标和收到的发射回波的强度计算出对应唯一识别码羊的所在位置，具体可采用基于RSSI的定位算法进行羊所在区域的坐标计算，实现较为精确定位；实施时，第一RFID阅读器的阅读频率为1-3分钟/次，本实例中为2分钟/次，服务器端的处理单元还用于羊的位置分析，若两次采集时，羊的位置变化超过正常速度，则可能该区域出现异常，如出现猛兽或者其他惊扰，此时发出报警。
实施时，还包括移动端，其中移动端为手机或者平板，移动端与服务器端通讯连接，通过移动端可查询每只羊所在的位置和运动情况，也可接收报警信号，便于及时的对出现异常的区域进行排查。
实施时，服务器端还包括录入单元，具体的录入单元可以为键盘、鼠标或者其他通讯接口，录入单元用于数据采集要求、数据传输要求和数据处理要求输入；在实际养殖中，不同性别、处于不同年龄段的羊被养殖户所关注的重点并不相同，通过录入单元的设置，能够减小数据采集量；如针对于小羊羔，养殖户所关心的是其是否正常生长，在图像采集时，仅需定期的采集羊羔在设定时间各个角度的视图，并分析其成长情况；针对于母羊，通常关注的是其发情、交配及繁殖的情况，因此仅需关注母羊在室内端时的活动图像和居住环境的图像；因此，通过录入单元进行输入数据采集要求、数据传输要求和数据处理要求，可以减小数据传输量和处理量，降低对服务器端的要求和配置，减少成本。
本实施例还提供了一种畜牧巡检方法，具体的采用上述的畜牧巡检系统进行畜牧巡检，具体包括以下步骤：
S1、对牲畜进行分类，并设置唯一识别码；其中牲畜分类依据是按照牲畜的性别，所在的年龄区间进行分类，其中牲畜的分类信息存储到服务器端，若牲畜售卖后则直接批量覆盖，无需再设置新的识别码，简单方便。即在本实施中，通过唯一识别码可获取服务器中对应羊的年龄、性别等信息，具体唯一识别码存储到有源RFID电子标签中。
S2、牲畜信息采集；包括步骤S2.1、当牲畜处于室内端时，采集牲畜的居住环境信息上传到存储单元进行存储，其中居住环境信息包括食槽图像和牲畜休息的图像，通过食槽图像能够判断出牲畜的饮食情况，牲畜的休息图像能够判断出其健康情况；在本实例中，母羊在发情时会长时间无法入睡即跪地休息时间大大减小，其二食量会减少，而处理端通过对居住环境分析便可得知牲畜的健康情况；步骤S2.2；牲畜进入室外端时，第一采集单元根据唯一识别码采集牲畜的体态信息，并上传到服务器端的存储单元按照唯一识别码进行分类存储，再经由处理单元对其生长情况进行分析；其中，体态信息包括羊的俯视图像、侧视图像和正视图像；处理单元对图像进行处理提取羊的轮廓信息和尺寸信息，通过轮廓信息和尺寸信息和正常羊的图像数据进行对比，可以判断出羊是否正常生长。
S3、在室外端时，设置的多个第一RFID阅读器同时读取有源RFID电子标签发出的信号，并上传到服务器端，由处理单元对牲畜所处位置进行判断；具体的，在网格四周的第一RFID阅读器获取羊身上RFID有源电子标签的信号中的信号强度和唯一识别码，并按照唯一识别码判断将强度最大的三个值按照唯一识别码发送到服务器端进行处理，服务器端的处理单元或者处理器可根据强度计算出唯一识别码所在位置，对羊进行定位；具体实施时，羊在户外可能会遇到突发情况获猛兽袭击，可在根据相近时间段进行位置判断，若位置差异不符合正常速度则发出报警，并发送到移动端，提醒养殖户进行处理。
本方案所提供的畜牧巡检系统，能够快速的对羊的生长情况和活动情况进行巡查监管，简单方便。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (8)
1.一种畜牧巡检系统，其特征在于：包括室内端、室外端、服务器端和牲畜端；牲畜端包括设置在牲畜身上的RFID有源电子标签，所述RFID有源电子标签存储有牲畜的唯一识别码；室内端包括设置在室内养殖区的第一采集单元和第二采集单元，所述第一采集单元用于按照所述唯一识别码多次采集牲畜的体态信息，所述第二采集单元用于按照唯一识别码进行牲畜居住环境信息采集；服务器端包括存储单元和处理单元，所述存储单元用于按照唯一识别码对多次采集的牲畜体态信息和居住环境信息进行存储，所述处理单元根据体态信息和居住环节信息对牲畜的生长和发育情况进行分析；室外端包括覆盖整个室外养殖场所的多个可远程读取有源RFID电子标签的第一RFID阅读器，所述第一RFID阅读器可获取牲畜RFID有源电子标签的唯一识别码及与第一RFID阅读器的距离。
2.根据权利要求1所述的畜牧巡检系统，其特征在于：还包括录入单元，所述录入单元用于数据采集要求、数据传输要求和数据处理要求录入，所述数据采集要求包括数据采集频率要求和数据采集时间要求。
3.根据权利要求1所述的畜牧巡检系统，其特征在于：所述第一采集单元所采集的体态信息包括牲畜的轮廓图像，所述第一采集单元设置于室内端的出口处，在室内端的出口处还设置有第二RFID阅读器。
4.根据权利要求1所述的畜牧巡检系统，其特征在于：所述存储单元内还存储有室外端的电子地图，所述电子地图包括第一RFID阅读器的所在位置的坐标，多个第一RFID阅读器将室外端进行区域分割，所述分析处理单元还可通过多个第一RFID阅读器与RFID有源电子标签的信号传输对牲畜进行定位。
5.根据权利要求4所述的畜牧巡检系统，其特征在于：所述分析单元还用于在设定时间内，对各个区域内各牲畜的位置进行分析，若某一区域内的牲畜运动速度超过设定阈值则发出报警。
6.根据权利要求5所述的畜牧巡检系统，其特征在于：还包括移动端，所述移动端用于从服务器端获取牲畜的定位信息和报警信息。
7.一种畜牧巡检方法，采用如权利要求1-6所述的任一项畜牧巡检系统进行畜牧巡检，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据牲畜的种类、性别和年龄段进行分类，并设置唯一识别码存储到有源RFID电子标签内，然后将有源RFID电子标签固定到对应牲畜的身体上；
S2、牲畜数据采集；牲畜处于室内端，第二采集单元按照数据采集要求根据唯一识别码采集牲畜的居住环境信息，并上传到服务器端的存储单元，再经由处理单元对牲畜的健康情况进行分析；牲畜进入室外端时，第一采集单元根据唯一识别码采集牲畜的体态信息，并上传到服务器端的存储单元按照唯一识别码进行分类存储，再经由处理单元对其生长情况进行分析；
S3、在室外端时，设置的多个第一RFID阅读器同时读取RFID有源电子标签发出的信号，并上传到服务器端，由处理单元对牲畜所处位置进行判断。
8.根据权利要求7所述的畜牧巡检方法，其特征在于：在步骤S3中，在对牲畜进行位置分析时，还包括对牲畜的移动速度进行分析，若移动牲畜的移动速度超过预设值，发出报警。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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