CN216118853U - 一种生猪信息智能采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及农业自动化技术领域，更具体地，涉及一种生猪信息智能采集装置，包括：采集平台，包括底板和所述底板四周的围栏，所述底板用于放置待识别生猪，且所述围栏用于限制固定所述待识别生猪；图像采集装置，安装在所述围栏的四周和所述底板上，用于采集所述待识别生猪的猪脸图像和猪身图像，并发送至所述服务器；服务器，与所述图像采集装置连接，用于接收所述待识别生猪的所述猪脸图像和所述猪身图像，识别出所述待识别生猪的身份ID和生成所述待识别生猪的生猪状态信息。

Description

一种生猪信息智能采集装置

技术领域

本实用新型涉及农业自动化技术领域，更具体地，涉及一种生猪信息智能采集装置。

背景技术

生猪作为我国家庭的主要动物蛋白来源，其食品安全一直是关注的重点。目前的生猪身份识别主要依靠耳标，在养殖环节中，生猪的识别、用药和免疫信息记录依靠塑料耳标或者射频耳标，虽然塑料耳标的成本低，但容易被猪啃坏和易污损，所载的二维码很难被扫描，而射频耳标的成本高，也存在容易被猪啃坏的情况，导致不少养殖场的养殖户不愿意使用耳标，耳标的生猪身份和用药、免疫信息记录功能流于形式。

目前的生猪状态检测主要依靠人工，在出栏运输环节中，生猪的产地检疫完全靠人工查验、数据上报，各乡镇的官方兽医等基层工作人员负担重，每天可能查验几千头猪，难以对每头猪实现仔细查验，导致目前仅上报生猪产地检疫的批次信息，加之因为塑料耳标及耳标系统不好用，导致该环节无法识别生猪个体，生猪混批运输普遍；在屠宰环节中，官方兽医人员花费的精力主要在屠宰后检疫环节，导致宰前检疫比较粗糙，相关信息和数据也是人工填报，屠宰前的生猪身份信息没有和产地检疫信息关联，前后数据不对应，导致不支持从屠宰场到养殖场的溯源管理，上线屠宰生猪没有身份核验，存在病死生猪进入屠宰线的情况。

实用新型内容

本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种生猪信息智能采集装置，用于解决生猪身份识别和生猪状态检测的问题。

本实用新型采取的技术方案是，一种生猪信息智能采集装置，包括：

采集平台，包括底板和所述底板四周的围栏，所述底板用于放置待识别生猪，且所述围栏用于限制固定所述待识别生猪；

图像采集装置，安装在所述围栏的四周和所述底板上，用于采集所述待识别生猪的猪脸图像和猪身图像，并发送至所述服务器；

服务器，与所述图像采集装置连接，用于接收所述待识别生猪的所述猪脸图像和所述猪身图像，识别出所述待识别生猪的身份ID和生成生猪的生猪状态信息。

进一步地，所述服务器包括身份识别系统和状态检测系统，

所述图像采集装置与所述身份识别系统连接，用于接收所述待识别生猪的所述猪脸图像和所述猪身图像至所述身份识别系统；

所述身份识别系统与所述状态检测系统连接，用于接收所述待识别生猪的所述猪脸图像和所述猪身图像，确定所述待识别生猪的身份ID，并将所述猪身图像和所述身份ID发送至所述状态检测系统；

所述状态检测系统，用于接收所述待识别生猪的所述猪身图像和所述身份ID，生成所述身份ID对应的生猪状态信息。

进一步地，所述图像采集装置包括3D摄像机和多个平面摄像机，所述3D摄像头安装在所述待识别生猪的脸部前方的所述围栏上，一个所述平面摄像机安装在所述底板上和多个所述平面摄像机安装在所述待识别生猪的猪身四周的所述围栏上。

进一步地，所述底板的下方还设有重量感应器，所述重量感应器与所述状态检测系统连接，用于采集所述待识别生猪的体重数据，将所述体重数据发送至所述状态检测系统；所述状态检测系统与病死猪的状态特征数据库连接，用于接收所述体重数据，确定所述待识别生猪是否为病死猪，将所述病死猪的所述身份ID发送至所述状态特征数据库。

进一步地，所述围栏上还设有测温器，所述测温器与所述状态检测系统连接，用于采集所述待识别生猪的体温数据，将所述体温数据发送至所述状态检测系统；所述状态检测系统与病死猪的状态特征数据库连接，用于接收所述体温数据，确定所述待识别生猪是否为病死猪，将所述病死猪的所述身份ID发送至所述状态特征数据库。

进一步地，所述测温器设有两个，且分别位于所述围栏的两侧边。

进一步地，所述底板下方还设有移动装置，所述移动装置用于运输所述待识别生猪。

进一步地，所述移动装置为万向轮。

进一步地，所述围栏上还设有显示装置，所述显示装置与所述服务器连接，用于显示所述待识别生猪的所述身份ID和所述生猪状态信息。

进一步地，还包括物联网卡，所述物联网卡分别与所述图像采集装置和所述服务器连接，用于将所述猪脸图像和所述猪身图像上传至所述服务器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型一种生猪信息智能采集装置，通过采集平台、图像采集装置和服务器，采集猪脸图像和猪身图像实现待识别生猪的智能化身份识别和状态检测，若识别为未记录的生猪，可以进一步实现对生猪身份信息和状态信息的采集；融合物联网云平台，不仅实现了养殖户、运输企业、屠宰企业等可直接掌握生猪的各项信息；而且监管部门能够对每一头生猪追根溯源，避免病死猪进入屠宰线，保证市场猪肉的健康；免除在生猪身上安装耳标的传统方式，节约了资源，可对生猪信息进行快速识别的基础上避免对生猪造成伤害。

附图说明

图1为本实用新型一种生猪信息智能采集装置的结构图。

图2为本实用新型采集平台的侧视图。

图3为本实用新型采集平台的俯视图。

具体实施方式

本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型解决的痛点为：生猪身份识别、生猪状态检测靠人工。针对各环节痛点主要有：

(1)养殖环节痛点：生猪识别、用药、免疫信息记录靠耳标，塑料耳标不好用，射频耳标成本高。

一次性塑料耳标成本8分钱，直径30mm,中央孔外口径6mm,厚度2mm，所载二维码仅为20mm×20mm。在实际中出现的问题有：塑料耳标容易被猪啃坏，其次是易污损，所载二维码很难被扫描，导致目前不少养殖场、养殖户不愿意用耳标，耳标的生猪身份识别和用药、免疫信息记录功能流于形式。

含RFID的射频耳标成本1块钱，也存在容易被猪啃坏的情况，也仅能一次性使用。目前，耳标系统完全由各地财政负担，如果全部生猪使用射频耳标，耳标成本极高，虽然目前该项技术比较成熟，但因为成本太高难以推广。

(2)出栏运输环节痛点：生猪个体分别难，产地检疫主要靠人工，没有录入生猪个体信息，运输混批，难以满足全流程监管溯源需求。

首先，在产地检疫环节，对于生猪是否健康完全靠人工查验、数据上报，各乡镇的官方兽医等基层工作人员负担重，每天可能查验几千头猪，难以对每头猪实现仔细查验，目前仅上报生猪产地检疫的批次信息。

其次，因为塑料耳标及耳标系统不好用，导致该环节无法识别生猪个体，生猪混批运输普遍。官方兽医法定签发的生猪产地检疫证，仅记录了总头数，以及里面5头猪的耳标号，存在非检疫生猪混入的可能。

(3)屠宰环节痛点：宰前检疫粗糙，前后数据不对应，存在混入病死猪漏洞。

按规定要进行宰前检疫，但实际工作中官方兽医人员主要精力在屠宰后检疫环节，宰前检疫比较粗糙，相关信息和数据也是人工填报。屠宰前的生猪身份信息没有和产地检疫信息关联，前后数据不对应，导致不支持从屠宰场到养殖场的溯源管理。上线屠宰生猪没有身份核验，存在病死生猪进入屠宰线的情况。

其中对于生猪身份识别，现有技术依靠2D平面图像的猪脸识别，识别准确率不高，难以推广应用。因为猪为一胎多生动物，目前业内在育肥猪的脸部识别领域，2D平面图像的猪脸识别在实验室环境准确率可达97％，但在实际应用环境中仅剩80％。

本实用新型一种生猪信息智能采集装置，通过采集平台、图像采集装置和服务器，采集3D猪脸图像和猪身图像实现待识别生猪的智能化身份识别和状态检测，若识别为未记录的生猪，可以进一步实现对生猪身份信息和状态信息的采集；融合物联网云平台，不仅实现了养殖户、运输企业、屠宰企业等可直接掌握生猪的各项信息；而且监管部门能够对每一头生猪追根溯源，避免病死猪进入屠宰线，保证市场猪肉的健康；免除在生猪身上安装耳标的传统方式，节约了资源，可对生猪信息进行快速识别的基础上避免对生猪造成伤害。

实施例

如图1所示，本实施例一种生猪信息智能采集装置，包括：

采集平台100，包括底板110和所述底板四周的围栏120，所述底板110用于放置待识别生猪，且所述围栏120用于限制固定所述待识别生猪；

在本实施例中，如图2、图3所示分别为采集平台100的侧视图和俯视图，采集平台100整体为猪笼式结构，可用于放置一只待识别生猪，其高度、宽度和长度大于生猪的体型，采集平台100包括底板110和安装在底板110上的围栏120，底板110为矩形结构，围栏120间隙排列，且一侧围栏设有开门口，打开供生猪进入采集平台100中。

图像采集装置200，安装在所述围栏120的四周和所述底板110上，用于采集所述待识别生猪的猪脸图像和猪身图像，并发送至所述服务器300；

作为本方案的一种优选实施方式，所述图像采集装置包括3D摄像机210和多个平面摄像机220，所述3D摄像头210安装在所述待识别生猪的脸部前方的所述围栏120上，一个所述平面摄像机220安装在所述底板上和多个所述平面摄像机220安装在所述待识别生猪的猪身四周的所述围栏上。

具体地，3D摄像机是指利用TOF技术或结构光技术的，可进行3维成像的摄像头。其中，TOF(time of flight)，指通过泛光照明器(固态激光器或者LED)发射近红外(～850nm或940nm)的脉冲波，脉冲波遇到物体以后反射回来，被传感器(sensor)收集到。系统通过计算sensor上每个像素脉冲波之间的频率差或时间差，再通过算法得到每个位置的精确3维深度的技术；结构光技术：指通过近红外激光器，将具有一定结构特征的光线投射到被拍摄物体上，再由专门的红外摄像头进行采集，获取被拍摄物体的三维结构。

在本实施例中，图像采集装置200包括一个3D摄像机210和四个平面摄像机220，3D摄像机210安装在待识别生猪的脸部正前方的围栏120上，可采集待识别生猪的3D猪脸图像，一个平面摄像机220安装在底板110上，从下向上拍摄采集待识别生猪的体型图像和猪身下方的图像，三个平面摄像机220安装在猪身后部、左侧、右侧三个方向的围栏120上，环绕式全面拍摄采集待识别生猪的猪身图像。

作为本方案的一种优选实施方式，还包括物联网卡，所述物联网卡分别与图像采集装置200和服务器300连接，用于将所述猪脸图像和所述猪身图像上传至所述服务器300。

作为本方案的一种优选实施方式，还包括PDA，分别与图像采集装置200和所述物联网卡连接，用于将所述猪脸图像和所述猪身图像压缩后发送至所述物联网卡。

具体地，物联网卡是运营商提供的满足智能硬件联网需求和物联网行业对设备联网的管理需求的流量卡物联网卡指的是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简单来说通讯物联网卡就是借助于某种场景的智能设备(手机终端、车载设备等，本实施例采用PDA)通过通信传输网络，来链接人、物(资源)、服务，从而高效实现某种特定需求，是运营商基于物联网公共服务网络，面向物联网用户提供的移动通信接入业务。PDA(Personal Digital Assistant)，又称为掌上电脑，按使用来分类，分为工业级PDA和消费品PDA。工业级PDA主要应用在工业领域，常见的有条码扫描器、RFID读写器、POS机等都可以称作PDA；消费品PDA包括的比较多，智能手机、平板电脑、手持的游戏机等。现在的手机结合了掌上电脑的功能，称为PDA手机，统称为智能手机，本实施例中PDA可采用手机终端也可以采用工业级PDA。

服务器300，与所述图像采集装置200连接，用于接收所述待识别生猪的所述猪脸图像和所述猪身图像，识别出所述待识别生猪的身份ID和生成所述待识别生猪的生猪状态信息。

作为本方案的一种优选实施方式，所述服务器300包括身份识别系统和状态检测系统，

所述图像采集装置200与所述身份识别系统连接，还用于发送所述猪脸图像和所述猪身图像至所述身份识别系统；

所述身份识别系统与所述状态检测系统连接，用于接收所述待识别生猪的所述猪脸图像和所述猪身图像，确定所述待识别生猪的身份ID，并将所述猪身图像和所述身份ID发送至所述状态检测系统；

在本实施例中，采用PDA对采集的猪脸图像和猪身图像数据进行压缩后，通过物联网卡上传到云端部署的身份识别系统和状态检测系统中，其中，身份识别系统通过图像识别技术对3D猪脸图像和猪身图像进行识别，判断待识别生猪的身份是否为已记录生猪，若是则对应识别出已记录的生猪的身份ID，若不是则自动生成新的身份ID，并存储和更新生猪身份特征数据库，至此完成生猪身份的识别和采集，进一步将生猪身份特征数据库对接生猪生产、监管等外部数据库，可直接获取生猪的身份信息，掌握生猪的各项信息。

所述状态检测系统，用于接收所述猪身图像和所述身份ID，生成所述身份ID对应的生猪状态信息。

在本实施例中，病死猪的猪身图像具体为出现弓背和皮下出血等状态特征，状态检测系统通过图像识别技术对猪身图像进行智能化识别，判断猪身是否出现病死猪状态特征，若出现病死猪状态特征则确定所述待识别生猪为病死猪，并将对应的身份ID存储和状态特征数据存储至病死猪状态特征数据库中，若没有出现病死猪的状态特征则根据状态特征数据生成身份ID对应的生猪状态信息，并存储至身份特征数据库，至此完成生猪状态的检测，进一步将病死猪状态特征数据库和生猪身份特征数据库对接生猪生产、监管等外部数据库，可直接获取生猪的状态信息，落实生猪全流程的监管，减少病死猪的流通，避免病死猪肉进入屠宰线，走上餐桌。

作为本方案的一种优选实施方式，所述底板110的下方还设有重量感应器，所述重量感应器与所述状态检测系统连接，用于采集所述待识别生猪的体重数据，将所述体重数据发送至所述状态检测系统；所述状态检测系统与病死猪的状态特征数据库连接，用于接收所述体重数据，确定所述待识别生猪是否为病死猪，将所述病死猪的所述身份ID发送至所述状态特征数据库。

在本实施例中，重量感应器安装在采集平台的底板上，待识别生猪被放置在底板上时，重量感应器会自动识别出待识别生猪的体重数据，其具体结构未在图中示出，重量感应器通过PDA和物联网卡与状态检测系统连接，PDA通过物联网卡将采集到的待识别生猪的体重数据上传至状态检测系统，健康状态下生猪的体重等于大于标准体重，因此状态检测系统通过现有的对比判断技术，将待识别生猪的体重数据与健康生猪的标准体重数据进行对比，若待识别生猪体重数据等于大于健康生猪的标准体重数据，则待识别生猪的体重达标，可进一步判定为健康猪，生成身份ID对应的体重数据并更新至生猪状态信息中；若待识别生猪体重数据小于健康生猪的标准体重数据，则结合其它状态特征数据，进一步判定是否为病死猪，并将身份ID和对应的体重数据发送至病死猪状态特征数据库中。

作为本方案的一种优选实施方式，所述围栏120上还设有测温器400，所述测温器400与所述状态检测系统连接，用于采集所述待识别生猪的体温数据，将所述体温数据发送至所述状态检测系统；所述状态检测系统与病死猪的状态特征数据库连接，用于接收所述体温数据，确定所述待识别生猪是否为病死猪，将所述病死猪的所述身份ID发送至所述状态特征数据库。

在本实施例中，采集平台100上示出了测温器400的安装位置，本实施例分别在猪身左右两侧的围栏安装两个测温器400，具体通过测温器400分别测量待识别生猪的体温数据并求取平均值，测温器400通过PDA和物联网卡与状态检测系统连接，PDA通过物联网卡将采集到的待识别生猪的体温数据上传至状态检测系统，健康状态下生猪的体温固定在某一定值或者在某一定值较小范围内波动，因此状态检测系统根据现有的对比判断技术，将待识别生猪的体温数据与健康生猪的体温数据进行对比，若待识别生猪体温数据等于健康生猪的体温数据，则待识别生猪的体温达标，可进一步判定为健康猪，生成身份ID对应的体温数据并更新至生猪状态信息中；若待识别生猪体温数据小于或大于健康生猪的标准体温数据，则结合其它状态特征数据，进一步判定是否为病死猪，并将身份ID和对应的体温数据发送至病死猪状态特征数据库中。

作为本方案的一种优选实施方式，所述底板110下方还设有移动装置500，所述移动装置500用于运输所述待识别生猪。具体地，所述移动装置500为万向轮。

在本实施例中，采集平台100上示出了移动装置500的结构，移动装置500安装在采集平台100的底板110下方，具体可为万向轮，万向轮使得生猪在屠宰运输过程中实现同步采集信息。

作为本方案的一种优选实施方式，所述围栏120上还设有显示装置600，所述显示装置600与所述服务器300连接，用于显示所述待识别生猪的所述身份ID和所述生猪状态信息。

在本实施例中，采集平台100上示出了显示装置600的安装位置，显示装置600具体可采用显示屏，安装在采集平台100的围栏120上，可显示待识别生猪识别出的身份ID和对应的生猪状态信息，具体可显示生猪的体重数据、体温数据、是否弓背和皮下是否出血等状态特征。

结合上述生猪信息智能采集装置的整体结构，对生猪信息采集智能装置的整个原理流程作详细说明：

首先，将待识别生猪放置入采集平台100内，图像采集装置200中的3D摄像机210对待识别生猪的3D猪脸图像进行拍摄采集，平面摄像机220对猪身图像进行拍摄采集，测温器400对待识别生猪的体温数据进行采集，重量感应器对待识别生猪的体重数据进行采集；

其次，PDA将上述采集到的3D猪脸图像、猪身图像、体温数据和体重数据进行预处理和压缩后经物联网卡上传至服务器300中，服务器包括身份识别系统和状态检测系统；

再次，服务器300中的身份识别系统基于深度学习识别模型提取3D猪脸图像、猪身图像中的身份特征数据，并与生猪身份特征数据库中记录的身份特征数据进行比对，判断是否是已记录生猪个体，若是则识别出已有生猪的身份ID，若不是则生成新的身份ID并存储至生猪身份特征数据库中；

然后，服务器300中的状态检测系统基于深度学习检测模型提取出猪身图像中的状态特征数据，并与病死猪状态特征数据库中的状态特征进行比对，判断是否出现病死状态特征，若是则将待识别生猪的身份ID和对应的状态特征数据存储至病死猪状态特征数据库中，若没有出现病死状态特征，则生成生猪身份ID对应的生猪状态信息；通过体重数据和体温数据进一步与健康生猪的标准体重和标准体温进行比对，判断是否不同于健康猪的标准体重和标准体温，进一步判断是否为病死猪，并对应更新生猪状态信息，至此完成生猪的身份识别和状态检测；最后，将待识别生猪的身份ID和生猪状态信息显示在显示装置600上。

另外地，通过对接养殖、运输、监管等外部信息系统，可将相关生猪信息数据推送至外部信息系统，以实现生产、运输、监管的全流程生猪管理。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生猪信息智能采集装置，其特征在于，包括：

采集平台，包括底板和所述底板四周的围栏，所述底板用于放置待识别生猪，且所述围栏用于限制固定所述待识别生猪；

图像采集装置，安装在所述围栏的四周和所述底板上，用于采集所述待识别生猪的猪脸图像和猪身图像，并发送至服务器；

服务器，与所述图像采集装置连接，用于接收所述待识别生猪的所述猪脸图像和所述猪身图像，识别出所述待识别生猪的身份ID和生成所述待识别生猪的生猪状态信息。

2.根据权利要求1所述的一种生猪信息智能采集装置，其特征在于，所述服务器包括身份识别系统和状态检测系统，

所述图像采集装置与所述身份识别系统连接，还用于发送所述猪脸图像和所述猪身图像至所述身份识别系统；

所述身份识别系统与所述状态检测系统连接，用于接收所述待识别生猪的所述猪脸图像和所述猪身图像，确定所述待识别生猪的身份ID，并将所述猪身图像和所述身份ID发送至所述状态检测系统；

所述状态检测系统，用于接收所述猪身图像和所述身份ID，生成所述身份ID对应的生猪状态信息。

3.根据权利要求1所述的一种生猪信息智能采集装置，其特征在于，所述图像采集装置包括3D摄像机和多个平面摄像机，所述3D摄像头安装在所述待识别生猪的脸部前方的所述围栏上，一个所述平面摄像机安装在所述底板上和多个所述平面摄像机安装在所述待识别生猪的猪身四周的所述围栏上。

4.根据权利要求2所述的一种生猪信息智能采集装置，其特征在于，所述底板的下方还设有重量感应器，所述重量感应器与所述状态检测系统连接，用于采集所述待识别生猪的体重数据，将所述体重数据发送至所述状态检测系统；所述状态检测系统与病死猪的状态特征数据库连接，用于接收所述体重数据，确定所述待识别生猪是否为病死猪，将所述病死猪的所述身份ID发送至所述状态特征数据库。

5.根据权利要求2所述的一种生猪信息智能采集装置，其特征在于，所述围栏上还设有测温器，所述测温器与所述状态检测系统连接，用于采集所述待识别生猪的体温数据，将所述体温数据发送至所述状态检测系统；所述状态检测系统与病死猪的状态特征数据库连接，用于接收所述体温数据，确定所述待识别生猪是否为病死猪，将所述病死猪的所述身份ID 发送至所述状态特征数据库。

6.根据权利要求5所述的一种生猪信息智能采集装置，其特征在于，所述测温器设有两个，且分别位于所述围栏的两侧边。

7.根据权利要求1所述的一种生猪信息智能采集装置，其特征在于，所述底板下方还设有移动装置，所述移动装置用于运输所述待识别生猪。

8.根据权利要求7所述的一种生猪信息智能采集装置，其特征在于，所述移动装置为万向轮。

9.根据权利要求1所述的一种生猪信息智能采集装置，其特征在于，所述围栏上还设有显示装置，所述显示装置与所述服务器连接，用于显示所述待识别生猪的所述身份ID和所述生猪状态信息。

10.根据权利要求1所述的一种生猪信息智能采集装置，其特征在于，还包括物联网卡，所述物联网卡分别与所述图像采集装置和所述服务器连接，用于将所述猪脸图像和所述猪身图像上传至所述服务器。

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