CN204047553U - 一种奶牛发情自动监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种奶牛发情自动监测装置，包括终端采集装置、中继器、数据接收/转换单元和上位机，所述终端采集装置包括信息检测模块、微处理器模块、无线发射模块、辅助电路及电源；所述信息检测模块包括加速度传感器、角度传感器、压力传感器；所述终端采集装置安装在保护壳内，所述保护壳包括保护盖和粘贴面。本实用新型模块化程度高、操作简单、维护方便、体积小、功耗低，可节省大量的人力资源，实现对奶牛活动状况实时监测，提高了对奶牛发情预测的准确性。

Description

一种奶牛发情自动监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种电子监测设备，具体涉及一种奶牛发情自动监测装置。

背景技术

奶牛处于发情期时会有三个方面的发情表现：第一，奶牛的活动量会增加，主要表现在奶牛的走步步数会增加；第二，奶牛会有爬跨行为；第三，奶牛的体温会有所升高。通过测量这三个方面的信息都能检测出奶牛是否处于发情状态。

奶牛大多数发情发生在傍晚、夜间或者清晨。研究表明大约70％的爬跨行为发生在傍晚7点到第二天凌晨7点之间。发情结束后的10-15小时内，卵子才从卵巢中释放出来，没有受精的卵子仅仅能存活6-12小时。奶牛在开始发情后12小时左右配种的受胎率最高，因而确定发情开始的时间对于提高奶牛的受胎率极为重要。如果错过了配种时间，将会减少产奶量，增加兽医兽药成本，影响经济效益。

目前生产中基本采用人工观察的方法进行奶牛发情的初步诊断，然后经过直肠检查对初步诊断发情的牛只进行确诊。人工观察方法依靠发情牛只接受其他牛只爬跨后站立不动(站立发情症状)进行初步诊断，由于其他牛只爬跨发情牛只的时间无法确定，牛只的发情时间亦无法确定。人工观察方法还容易出现遗漏观察，一是部分牛只有隐性发情现象，二是不能保证所有发情牛只都能被观察到。一项对370头牛人工观察发情诊断的统计结果表明，发情牛只出现站立发情症状的比例为90％左右，对于有站立发情症状的牛只，通过技术人员每天巡视一次，在早、中或晚巡视的检出率分别为53％、9％和26％，而每天早中晚各巡视一次的总检出率可以达到88％。因此，在要求技术人员每天巡视3次的情况下，检出率最高可以达到80％(0.9×0.88)左右，有20％的发情牛不能检出。在牛群较大或技术人员责任心不强的情况下，检出率更低。

目前也也有很多奶牛发情自动监测装置,但是一般多是在通过在奶牛脚踝上安装计步器,通过监测奶牛的走步活动量来判断奶牛是否发情,这种装置可以监测奶牛处于静止、慢走或快走等状态，但不能准确监测奶牛是否处于爬跨状态。例如公布号为CN102100185A的专利申请，公布了一种奶牛发情监控系统，通过在奶牛脚踝上安装加速度检测单元来获得奶牛走步信息，并结合预设程序分析奶牛的当前状态，由于奶牛的爬跨状态是通过对走步信息的分析间接获得，存在一定的误差，而且只能监测奶牛爬跨他牛(主动爬跨)的行为，监测不了奶牛被他牛爬跨(被动爬跨)的行为。而授权公告号为CN202354206U的实用新型专利公布了一种奶牛发情爬跨监测纸，通过在奶牛尾巴根部粘贴监测纸，当奶牛发生爬跨行为时，监测纸上的涂料会被蹭掉，以此来判断奶牛是否发情爬跨，这种方法可以直接监测奶牛是否处于爬跨状态，但是这种方法只能监测奶牛被他牛爬跨(被动爬跨)的行为，不能监测奶牛爬跨他牛(主动爬跨)的行为，而且试纸上涂料磨蹭还可能有其他的意外情况，在夜间也不好观察涂料是否被磨蹭，所以这种方法存在一定的误差和弊端。

准确的发情诊断是提高奶牛繁殖率的重要技术环节，准确监测奶牛发情状况，实时提示育种人员开展奶牛繁殖和保健工作，可减少人员观察的误差，节约劳动力，降低奶牛空怀期时间及饲养成本，快速提高牧场繁殖水平。

实用新型内容

本实用新型提供了一种监测奶牛发情的设备，通过粘贴在奶牛尾骨肌肉的终端采集装置对奶牛活动量和爬跨进行数据记录；通过终端采集装置与上位机系统的连接对奶牛相关信息进行无线传输，实现对奶牛发情期的监测，克服了已有技术存在的不足，操作简单。

本实用新型技术方案如下：一种奶牛发情自动监测装置，包括终端采集装置、中继器、数据接收/转换单元和上位机，所述终端采集装置包括信息检测模块、微处理器模块、无线发射模块、辅助电路及电源；所述信息检测模块包括加速度传感器、角度传感器、压力传感器；所述微处理器模块用来对传感器采集的信号进行分析和预处理，所述无线发射模块用于发送微处理器模块的信息，信息经过中继器后通过数据接收/转换单元传输到上位机上。

优选的，所述辅助电路中设置了一个振荡检测电路，振荡检测电路的功能是配合无线发射模块完成采集信息的发送，无线发射模块处于工作模式时电流消耗是比较大的，然而信息采集系统的信息发送并不是时时进行的，信息采集首先存储在微处理器模块中，当需要发送时才进行信息的传输；无线发射模块平时被置于掉电模式状态，当振荡检测电路检测到振荡握手信号后，先把微处理器CPU唤醒，CPU控制通信模块从掉电模式进入工作模式，接着完成信息的传输，信息发送完成后，CPU立即又把无线发射模块置于掉电模式状态。

所述微处理器模块采用低功耗单片机；

所述加速度传感器采集奶牛静止、慢走、快走等活动量；

所述角度传感器可以感知奶牛爬跨他牛的行为；

所述压力传感器可以感知奶牛被他牛爬跨的行为；

所述终端采集装置上设置指示灯，显示装置是否处于工作状态；

所述中继器使用可根据奶牛场实际范围设置，小型奶牛场可以不设置中继器；

所述终端采集装置安装在保护壳内，所述保护壳包括保护盖和粘贴面，所述保护盖材料为防水、高强度的塑料或聚丙烯或聚碳酸酯；所述粘贴面材质为软合成树脂，粘贴面底部涂覆粘合剂，所述粘贴面可更换；

所述终端采集装置单元粘贴在奶牛的尾骨肌肉上。

当有爬跨行为发生时，角度传感器或压力传感器将被触发并记录，微处理器模块通过对信号的分析和处理来确定是否有主动爬跨或被动爬跨的行为，并根据两种行为的持续时间或两种行为之间的相关性来判断爬跨行为的有效或无效。如果爬跨行为有效，则无线发射模块将发送相关信息：奶牛身份号码，爬跨类型，爬跨发生的时间及持续的时间等。为了降低功耗，在平时的无线发射模块不工作，仅在有效的爬跨发生时，无线发射模块才会工作。上位机接收、存储并分析相关数据，并设置报警机制，可以实时监控奶牛发情期。

有益效果：(1)本实用新型节省大量的人力资源，实现对奶牛活动状况实时监测，提高了对奶牛发情预测的准确性。(2)本实用新型模块化程度高、操作简单、维护方便、体积小、功耗低，在保证传输数据可靠的基础上，简化了电路，降低了成本，并具有较好的扩展性。(3)本实用新型检测数据的误差不超过3％，完全满足实际生产需要。(4)中继器的使用可以增加大型奶牛场中无线数据传播的距离和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为终端采集装置结构示意图；

其中1-终端采集装置 2-中继器 3-数据接收/转换单元 4-上位机 11-信息检测模块 12-微处理器模块 13-辅助电路 14-电源 15-无线发射模块 16-加速度传感器 17-角度传感器18-压力传感器。

具体实施方式

实施例1

某奶牛场的189头奶牛，其中育成牛95头，经产牛94头尾骨肌肉上粘贴本实用新型装置，包括终端采集装置1、数据接收/转换单元3和上位机4，所述终端采集装置1包括信息检测模块11、微处理器模块12、无线发射模块15、辅助电路13及电源14；所述信息检测模块11包括加速度传感器16、角度传感器17、压力传感器18；所述微处理器模块12用来对传感器采集的信号进行分析和预处理，所述无线发射模块15用于发送微处理器模块12的信息，信息通过数据接收/转换单元传输到上位机4上。

所述微处理器模块12采用低功耗单片机；

所述辅助电路13设置振荡检测电路；

所述加速度传感器16采集奶牛静止、慢走、快走等活动量；

所述角度传感器17可以感知奶牛爬跨他牛的行为；

所述压力传感器18可以感知奶牛被他牛爬跨的行为；

所述终端采集装置1上设置指示灯，显示装置是否处于工作状态；

所述终端采集装置1安装在保护壳内，所述保护壳包括保护盖和粘贴面，所述保护盖材料为防水、高强度的塑料，所述粘贴面材质为软合成树脂，粘贴面底部涂覆粘合剂，所述粘贴面可更换。

当上位机监测到奶牛发情并发出警报后，人工受精员在输精前通过直肠检查确诊发情后，进行人工受精。将本实用新型装置和直肠检查两种方法进行发情鉴定，并将得到的结果进行对比，本实用新型装置共检测到82头育成牛发情，直肠检测82头育成牛里面确诊81头发情，准确率达到98.7％；本实用新型装置共检测到79头经产牛发情，直肠检测79头经产牛里面确诊77头发情，准确率达到97.4％，详见表1。

表1本实用新型装置监测发情的准确率

实施例2

在某奶牛场，将奶牛分为A、B两组，每组均有14-16月龄，体重达到35％的育成牛200头，以及刚生产后的经产牛200头，其中A组奶牛没有佩戴本实用新型装置，仍通过传统的人工观察检测的方法，B组奶牛尾骨肌肉上粘贴本实用新型监测装置，包括终端采集装置1、中继器2、数据接收/转换单元3和上位机4，所述终端采集装置1包括信息检测模块11、微处理器模块12、无线发射模块15、辅助电路13及电源14；所述信息检测模块11包括加速度传感器16、角度传感器17、压力传感器18；所述微处理器模块12用来对传感器采集的信号进行分析和预处理，所述无线发射模块15用于发送微处理器模块12的信息，信息经过中继器1后通过数据接收/转换单元传输到上位机4上。

所述加速度传感器16采集奶牛静止、慢走、快走等活动量；

所述角度传感器17可以感知奶牛爬跨他牛的行为；

所述压力传感器18可以感知奶牛被他牛爬跨的行为；

所述终端采集装置1上设置指示灯，显示装置是否处于工作状态；

所述终端采集装置1安装在保护壳内，所述保护壳包括保护盖和粘贴面，所述保护盖材料为防水、高强度的聚碳酸酯；所述粘贴面材质为软合成树脂，粘贴面底部涂覆粘合剂，所述粘贴面可更换。

经过比较，B组安装系统后奶牛的妊娠率提高了，冻精消耗量、激素使用量、空怀天数下降及人力成本下降，可以减少60％的同期排卵处理支出，减少了25％的激素使用量，情期受胎率从35％左右提高到45％以上，21日妊娠率从16％提高到了28％。

Claims (6)

1.一种奶牛发情自动监测装置，包括终端采集装置、中继器、数据接收/转换单元和上位机，其特征在于，所述终端采集装置包括信息检测模块、微处理器模块、无线发射模块、辅助电路及电源；所述信息检测模块包括加速度传感器、角度传感器、压力传感器；所述终端采集装置安装在保护壳内，所述保护壳包括保护盖和粘贴面。

2.根据权利要求1所述的一种奶牛发情自动监测装置，其特征在于，所述辅助电路中设置了一个振荡检测电路。

3.根据权利要求1所述的一种奶牛发情自动监测装置，其特征在于，所述微处理器模块采用低功耗的单片机。

4.根据权利要求1所述的一种奶牛发情自动监测装置，其特征在于，所述保护盖材料为防水、高强度的塑料或聚丙烯或聚碳酸酯。

5.根据权利要求1所述的一种奶牛发情自动监测装置，其特征在于，所述粘贴面材质为软合成树脂，粘贴面底部涂覆粘合剂。

6.根据权利要求1所述的一种奶牛发情自动监测装置，其特征在于，所述终端采集装置单元粘贴在奶牛的尾骨肌肉上。