[发明专利]母猪发情远程自动监测系统和方法

权利要求书

1.一种母猪发情远程自动监测系统，其特征在于：系统包括数据采集单元、路由节点单元、协调节点单元、数据处理单元和终端展示单元；

数据采集单元包括：处理器模块，用于对数据采集单元的各个模块进行管理；电源管理模块，用于为数据采集单元的各个模块提供电力；复位电路，用于在系统运行异常时对系统进行复位；活动量传感器，用于采集母猪的活动量；体温传感器，用于采集母猪的体温；温湿度传感器，用于采集猪舍内部环境的温湿度；RFID标签，设置于每一个母猪个体上，用于对母猪进行标识及存储母猪信息；以及RFID读写模块，用于读取RFID标签来识别母猪个体；RS232接口电路，用于转换数据采集单元的通信电压；

数据采集单元将所采集的信息发送给就近的路由节点单元；

路由节点单元包括：处理器模块，用于对路由节点单元的各个模块进行管理，接收和汇总数据采集单元传送的数据；电源管理模块，用于为路由节点单元的各个模块提供电力；复位电路，用于在系统运行异常时对系统进行复位；RS232串口转换电路用于转换数据采集单元的通信电压；

路由节点单元接收附近多个数据采集单元的监测数据，同时将这些数据集中发送给协调节点单元；

协调节点单元包括：处理器模块，用于对协调节点单元的各个模块进行管理，汇总所有路由节点单元传送的数据；电源管理模块，用于为协调节点单元的各个模块提供电力；复位电路，用于在系统运行异常时对系统进行复位；RS232串口转换电路用于转换数据采集单元的通信电压；

协调节点单元汇总所有路由节点单元的监测数据，同时将所有的数据集中发送给数据处理单元；

数据处理单元安装在上位机中，接收协调节点传来的数据，并对所采集到的数据进行预处理、发情分析和生成监测结果。然后将结果通过无线网络发送给终端展示单元。

终端展示单元用来接收和展示数据处理单元发来的监测结果信息。

2.根据权利要求1所述母猪发情远程自动监测系统，其特征在于：数据采集单元、路由节点单元和协调节点单元通过无线网络进行通信与数据传输。在猪场中多个数据采集单元、多个路由节点单元与一个协调节点单元共同构建了一个无线传感网络。

3.根据权利要求1所述母猪发情远程自动监测系统，其特征在于：通过无线网络能够同时监测多个猪舍的发情情况，并进行集中展示。

4.根据权利要求1所述母猪发情远程自动监测系统，其特征在于：终端展示单元为远程的可移动设备，进而能够实现系统的远程监测。

5.根据权利要求1所述母猪发情远程自动监测系统，其特征在于：数据采集单元和路由节点单元带有存储功能，当达到存储阈值时集中发送数据给协调节点单元，这一改进能够防止网络堵塞。

6.一种母猪发情远程自动监测方法，其特征在于：数据采集、数据预处理、数据分析、结果输出。

数据采集，将一天划分为6个时间区段，利用数据采集单元采集相关信息：活动量传感器采集母猪的活动量；体温传感器采集母猪的体温信息；温湿度传感器采集猪舍内部环境的温湿度；RFID读写模块识别母猪个体。数据采集单元每隔十分钟上传一次采集到的数据给就近的路由节点单元。协调节点单元汇总所有路由节点单元上传的数据并发送给数据处理单元。

数据预处理，在上位机中数据处理单元首先对每个时间区段内的原始数据进行预处理，提取出有用的数据。计算出母猪的活动量变化的差值、相对偏离程度、体温平均值、环境温度平均值等。

数据分析，在上位机中数据处理单元以预处理后得到的数据作为影响因素，通过模型分析判断母猪是否发情。分别使用线性最小二乘估计和logistic回归分析方法建立两个不同的发情判断模型进行分析、判断。

结果输出，在上位机中的数据处理单元将分析和判断的结果发送给终端展示单元，安装在远程便携设备中的终端展示单元对监测结果进行展示，使得用户通过便携设备能够远程监测整个猪场的发情情况。

7.根据权利要求6所述母猪发情远程自动监测方法，其特征在于：通过母猪的活动量，辅助以母猪近身体温度和环境温度来判断和识别母猪是否发情。

8.根据权利要求6所述母猪发情远程自动监测方法，其特征在于：通过系统构建的无线传感网络，同时采集多个猪舍内的发情监测数据。

9.根据权利要求6所述母猪发情远程自动监测方法，其特征在于：利用远程的可移动设备对监测结果进行统一展示。

10.根据权利要求6所述母猪发情远程自动监测方法，其特征在于：利用线性最小二乘法和基于logistic回归分析法对预处理后的数据进行分析。分析母猪体温和环境温度的平均值，母猪每个时段活动量的平均值、偏离值和相对增加量。