[发明专利]奶牛数字化行为识别装置

说明书

本发明涉一种奶牛数字化行为识别装置，该识别装置包括：耳标，用于绑定在奶牛耳朵上，实时采集奶牛的行为状态数据；读写器，用于通过射频方式获取所述耳标获取奶牛的行为状态数据，并进行模型转化；云服务器，用于通过无线方式获取所述读写器模型转化后的数据，并对奶牛当前行为是否发情进行智能判断。本发明通过准确地收集奶牛的各项行为状态数据进而生成其行为数据模型，判断奶牛是否处于发情，计算出最佳授精时间，提高个体奶牛的受胎率，缩短产犊间隔，可以广泛应用于奶牛养殖中。

技术领域

本发明是关于一种奶牛数字化行为识别装置，涉及智能牧场技术领域。

背景技术

对于大型奶牛养殖场而言，奶牛的受胎率和产犊间隔是产奶量的决定性因素。但是由于每头奶牛发情时间差异很大。过去，奶牛场主要靠兽医定时巡查牛舍，查看奶牛行为，比如通过采食、休息、爬跨等行为来初判奶牛是否发情。由于存在时间间隔和肉眼观察的覆盖面等原因，奶牛发情揭发率基本在70％以下。

随着嵌入式硬件和传感器技术的快速发展，国内外奶牛场逐渐开始采用电子器件(计步器)来辅助兽医判断奶牛是否发情。计步器通常绑在牛脚踝处或以项圈形式挂于牛脖颈，记录奶牛每小时步数，并通过无线网络传输到PC端，PC端根据步数的变化量结合相应的规则进行发情识别判定。但是，上述数据采集方式集形式单一，以采集牛的行动数据为主，类似计步器功能，而且以此数据判断牛的发情信息，同样存在较大的误差。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够显著提高奶牛发情判断率的奶牛数字化行为识别装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种奶牛数字化行为识别装置，该识别装置包括：

耳标，用于绑定在奶牛耳朵上，实时采集奶牛的行为状态数据；

读写器，用于通过射频方式获取所述耳标采集的奶牛行为状态数据，并进行模型转化；

云服务器，用于通过无线方式获取所述读写器模型转化后的数据，并对奶牛当前行为是否发情进行智能判断。

所述奶牛数字化行为识别装置，进一步地，奶牛的行为状态数据包括采食、休息、活动、反刍和体温特征。

所述奶牛数字化行为识别装置，进一步地，所述耳标包括壳体，所述壳体外侧设置有板载天线，所述壳体内设置有主控制器、射频模块、传感器控制器、加速度传感器和温度传感器，所述射频模块引脚连接所述板载天线；所述加速度传感器用于实时采集奶牛的动作数据，所述温度传感器用于实时采集奶牛的体表温度，所述加速度传感器和温度传感器均连接所述传感器控制器，所述传感器控制器将接收的动作数据和温度数据经滤波、模数转换以及校准补偿计算生成归一化数据并周期性唤醒所述主控制器；所述主控制器唤醒后，读取归一化数据合并所述耳标ID数据打包通过所述射频模块和板载天线发送至所述读写器。

所述奶牛数字化行为识别装置，进一步地，所述读写器包括壳体，所述壳体顶部设置有天线，所述壳体内设置有控制器、射频模块和4G/WIFI透传模块，所述控制器将奶牛的行为状态数据模型转化后通过串口发送至所述4G/WIFI透传模块。

所述奶牛数字化行为识别装置，进一步地，模型转换的具体过程为：将获取的奶牛加速度数据序列作为输入参数，结合历史实验所得出的奶牛各种姿态变化对应的加速度阈值，判断奶牛活动状态：

对于行走状态，加速度先增加后减少直到速度达到最大值，然后以相反的方式加速，直到它再次到达0，并达到稳定的位移和新的位置，持续循环，则判定为行走状态，根据循环次数得出步数；

对于躺卧状态，加速度发生急速增加，减小直至为0，接下来持续在0值处小幅徘徊，则判定为躺卧状态；

对于剧烈活动，默认以一个预设的高阈值来进行判定；