[发明专利]畜禽养殖过程海量数据自动处理方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于计算机数字技术在设施农业中的应用领域，具体涉及一种畜禽养殖过程海量数据自动处理方法及系统。

背景技术

现代畜禽生产不再只局限于以经济利益为目标，针对动物健康和福利、食品安全和质量、畜牧业可持续发展、畜牧业对环境影响等方面的研究及关注度正在不断提高。在肉类需求不断增长的情况下，畜禽饲养过程中如何确保动物福利，减少环境影响，生产出安全的畜禽产品是当前畜禽生产的研究热点。

然而，目前畜禽养殖过程存在如下几个问题：依靠专家观察畜禽行为进行动物福利评价所需成本高，且因观察时间短，具有主观性，所以不同专家的结论可能会不同；辨别和避免饲养风险的解决方案需要庞大生产数据的支撑，但数据的收集几乎是依赖于手工方式，手工收集数据已无法适应大规模商业养殖的需求；目前较为普及的视频自动监控方案只解决了实时监控的目的，但无法提供多年的历史数据及自动的溯源查询功能；畜禽的福利状态会通过体态行为(图像)和音频信息体现，二者具有同步相关性，但长期视频存储成本太高。同时，一天中畜禽的活动频繁度是与它的饲养工艺相关的，例如蛋鸡在进食时最活跃，而在夜间几乎没动静，采集频率需随之而变化，传统的不间断采集方式不仅浪费存储空间，而且对后续的数据处理，数据查询造成麻烦。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决以上问题，本发明针对畜禽养殖过程的海量生产数据：包括环境信息、图像信息、音频信息，提供一种畜禽养殖过程海量数据自动处理方法及系统，既可同步采集和保存各类数据，又可减少存储空间、降低存储成本、加速查询速度和同步还原及展示多源信息。本发明还可为将来进一步的畜禽行为识别及数据挖掘提供数据支撑，也可作为畜禽生产监测与产品质量可追溯平台的补充，进一步提高安全生产的可信度。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种畜禽养殖过程海量数据自动处理系统，包括：

采集模块，其包括：环境变量采集模块和图像音频同步采集模块，分别用于采集环境变量数据和图像音频数据；

数据处理/存储模块，用于对所述采集模块采集的数据进行处理并存储，其包括：数据库和文件系统；

数据同步还原模块，用于对所述数据处理/存储模块进行同步数据调度；

查询及展示模块，用于接受用户查询某一时刻或时间段的数据的请求，并提交给所述数据同步还原模块；所述数据同步还原模块返回结果后，供用户查看。

优选地，所述环境变量采集模块定期自动采集包括温度、湿度、二氧化碳、氨气、风速及光照传感器的数据，以采集时间为索引存入数据库。

优选地，所述图像音频同步采集模块获取的图像及音频数据压缩处理后以媒体文件形式存储到文件系统，且相关描述信息被同步存储到数据库中。

优选地，所述图像音频同步采集模块采用分时变频的采集模式，图像音频的采集频率随畜禽活动频繁度变化。

优选地，音频连续采集，图像间隔抓拍，音频和图像压缩后有序分开保存。

优选地，采集阶段，在连续采集音频的同时，每隔2秒抓拍一张图片，进一步大幅度地缩减所需的存储空间。

优选地，每次采集的音频和图像数据文件以时间戳命名，压缩后被分别保存到文件系统对应存储路径。

优选地，夜间21点至凌晨5点每1小时采集1分钟；白天在关键活动时间点每1分钟采集20秒数据；白天非关键时间点每10分钟采集1分钟数据。

优选地，所述查询及展示模块为web查询及展示模块，能够通过时间同步查询及展示各个采集时刻和时间段内音频、图像和环境参数。

本发明还提供一种利用上述的系统的畜禽养殖过程海量数据自动处理方法，包括步骤：

S1：生产时间戳；

S2：采集模块初始化；

S3：同步采集音视频数据；

S4：判断定时器线程时间是否到；若是，则生成视频文件并关闭采集模块，否则回到步骤S3；

S5：对视频文件中的音频文件压缩保存，并间隔抽取图像压缩保存；

S6：生产同步播放音频和视频所需xml文档；

S7：采集记录写入数据库；

S8：删除视频文件。

(三)有益效果

1、所采用的数据库与文件系统有机结合的存储模式加快了海量数据同步检索的速度。系统将环境信息及媒体采集的索引信息保存到数据库，而音频和图像数据则被有规律地以文件形式保存，既利用了数据库处理结构化数据的优势，又兼顾了文件系统处理非结构化音视频数据的优势。