基于物联网的智能母猪发情监测系统开发

　　摘要:随着科学技术的不断发展，猪的发情监测需要多人配合，耗时长，让养殖人捉襟见肘。发现不及时等人员问题，也随之出现。只有用技术代替人工，现代化养殖才可打消后患。本文基于针对母猪发情鉴定进行一系列的研究，通过现如今的人工智能化监测，建立种猪的关键体征参数(如体温、运动时长、进食总量、静卧时长、发情时间等)与母猪发情概率的神经网络模型，并利用该模型对实际检测的母猪行为特征进行验证，实现母猪生理和发情状况的及时检测。弥补了浪费大量人力以及发现不及时的技术难题。

　　关键词:物联网;RFID技术;无线通信技术;传感器;人工智能算法

　　目前中小型生猪饲养企业主要通过人工鉴定母猪发情，耗费大量人力，出现发现不及时的情况，影响产仔率，降低了生产效益。市场上也出现了一系列针对母猪发情检测的设备，但普遍存在价格昂贵、操作复杂等问题，普及率极低。目前为了有效处理这个问题，许多公司也相继推出了关于母猪发情检测的产品及监控系统，但效果并不明显。

　　据资料调查发现，富农养殖设备有限公司发明了一款智能化母猪群养管理系统，[1]该系统的发情监测器不间断监测母猪的发情状况，对于达到系统设置发情指标的母猪进行喷墨标记，实现自动分离;广西小草信息产业有限公司推出了一款智能化生猪养殖管理系统，[2]该系统配置的发情监测器利用“公猪效应”原理24小时不间断监测母猪的发情状况，记录母猪的电子耳牌以及与公猪接触的次数和接触持续时间，将达到预设发情阈值的母猪喷墨标记，自动提醒饲养员或管理人员对该母猪进行发情的人工鉴定。

　　基于以上研究，发情监测系统的结构主要由智能耳标部分以及智能网关两大部分构成，包含温度传感与检测电路、运动传感与检测电路、微处理信号采集存储电路、无线通信电路及其他电路等。

　　1设计概述及目的

　　为了有效解决以上问题，本文拟设计的母猪发情监测系统主要包括以下几个功能:(1)耳标识别:RFID耳标识别系统对猪的身份进行自动扫描识别登记，每只猪都具有唯一的身份码;(2)体温监测:母猪耳朵上的智能耳标能够采集母猪的体温数据，通过猪的体温变化了解猪的发情及其生理状况，通过携带的RFID标签辨别对应的猪的体温同时传输到计算机，计算机保留每只猪的体温测量信息，养殖户能够随时浏览猪的体温变化图，若发现体温超出正常值的猪，系统再调用该头猪的其他生理信息分析判定其是否处于发情状态或发烧状态。

　　(3)运动量监测:猪耳朵上的智能耳标能够采集母猪的运动量数据，通过猪携带的RFID标签识别对应的猪同时传输到计算机，计算机保存每个猪的运动量情况，辅以其他参数指标共同测定该头猪是否处于发情状况;(4)诱引发情监测:对公猪的求偶声响、外激素气息、求偶表现等来刺激母猪的脑垂体，引发母猪排卵、发情、接受交配等行为的发生，这种发情鉴定合乎母猪的天然生理共性，不会给母猪构成任何应激行为。

　　本项目在猪圈指定区域放置模拟公猪求偶声音、激素气味的装置，记载该猪只的电子耳牌以及其在此区域的停留间隔和接触频率并上传到终端，结合体温计运动情况进行综合判定提高准确度;(5)智能提醒:该系统会自动结合猪的各项指标(体温、运动情况以及在模拟公猪区域停留时间和接触频率)进行综合性分析，如果各项数值均达到设定的阈值，将会判定该猪处于发情期，工作系统自动将该母猪进行喷墨标记并同时通过微信或远程报警方式提前提醒工作人员对其进行及时配种。

　　2智能提醒系统模块分析与设计

　　该母猪智能发情监测提醒结构框图如下图所示，主要包括以下几个组成部分:主控芯片:STC89C51。本文采用STC89C51作为主要芯片，该芯片是完全兼容标准8051内核的系统可编程芯片，其最高工作时钟频率为80MHz，片内集成512字节RAM，具有在系统可编程特性且速度快，是高性能、低功耗的CMOS8位微控制器。电源设计:蓄电池或太阳能供电。本设计在芯片上放置太阳能供电装置，通过太阳能为该系统提供电源。安全防护:RFID识别装置和防水装置;传感器部分:红外传感器，速度传感器、温度传感器，距离传感器;警报部分:智能提醒装置，小灯闪烁装置。

　　3总结

　　本设计是制作一个基于STC89C51单片机的研究设计母猪个体生理参数多源感知设备:通过对单片机、传感器、无线传感器网络以及无线传输等技术进行综合应用，以母猪为研究对象，对其个体体温、脉搏、活动量等参数进行检测，并将采集到的信息定时传送至信息处理中心或终端设施，对母猪的生理情况进行监测记录，从而建立母猪个体生理参数数据库，为判别母猪是否处于发情期提供可靠的数据依据。

　　参考文献:

　　[1]张树成.中国猪病的预防与控制技术[C].全球猪业论坛暨2009中国猪业发展大会论文集，2009.

　　[2]亦戈.养猪管理智能化[J].中国畜牧业，2013(1):60-63.

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