專利名稱：奶牛輔助選育與牛場管理自動化的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本項(xiàng)發(fā)明“奶牛輔助選育與牛場管理自動化”屬于現(xiàn)代奶牛場信息自動化與管理控制領(lǐng)域。
二、技術(shù)背景近幾年，我國奶牛業(yè)發(fā)展快速，但是生產(chǎn)效率和奶牛生產(chǎn)性能同發(fā)達(dá)畜牧業(yè)國家相比仍然存在較大差距，原因之一在于奶牛養(yǎng)殖的快速發(fā)展與奶牛選育與飼養(yǎng)管理水平普遍低下之間的矛盾。具體表現(xiàn)在奶牛品種不良，育種工作缺乏嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和選育方法，且沒有建立完善的聯(lián)合育種機(jī)制；飼養(yǎng)粗放，沒有嚴(yán)格的按照中國奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行飼養(yǎng)，造成生產(chǎn)效益低下；管理水平落后，沒有吸取國外先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)；奶牛飼養(yǎng)者缺乏信息交換的平臺，不能及時了解與掌握先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)與管理方法；大多數(shù)奶牛場仍采用手工搜集、整理、統(tǒng)計和匯總信息，方法落后，效率低，且沒有及時地對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘與分析。硬件水平低下，奶牛的選育與飼養(yǎng)管理主要是人工完成，標(biāo)準(zhǔn)化與自動化程度很低。如何提高奶牛的飼養(yǎng)管理水平，已成為發(fā)展我國奶牛業(yè)亟待解決的問題。
隨著奶牛業(yè)科技的不斷發(fā)展，奶牛場生產(chǎn)管理方式必然要從傳統(tǒng)型向現(xiàn)代型轉(zhuǎn)變。奶牛場信息的自動化管理，已成為奶牛生產(chǎn)現(xiàn)代化管理的重要標(biāo)志。一方面，由于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)自動化所需的硬件的價格不斷下降；另一方面，信息技術(shù)的迅速發(fā)展大大降低了軟件的開發(fā)成本和上網(wǎng)費(fèi)用，這些都使信息自動化管理系統(tǒng)應(yīng)用于奶牛生產(chǎn)成為可能。近幾年，國內(nèi)奶牛場管理自動化的呼聲越來越高，但是，大多奶牛場自動化管理的焦點(diǎn)都集中在管理軟件上，真正和硬件相結(jié)合的并不多。
國外奶牛場管理軟件發(fā)展較早且比較成熟，和硬件結(jié)合的也比較緊密，例如FSDCIP，DAIRYCHUMP，GMATE，DAIRYPLAN等等，但普遍存在下列問題國外與國內(nèi)在飼養(yǎng)管理模式上存在差異，國外已經(jīng)開發(fā)的這些軟件，大多不適應(yīng)我國奶業(yè)生產(chǎn)的需要；缺乏提示功能；國外的管理軟件大多和相關(guān)硬件結(jié)合緊密，而國內(nèi)自動化硬件使用的很少，所以很難發(fā)揮其重要的功能，不能實(shí)現(xiàn)資源共享，即信息的自動收集與管理；軟件的界面操作不是很友好，大多沒有漢化，使用十分不便；接口能力差，很難對軟件進(jìn)行二次開發(fā)和更改；售價高，售后服務(wù)不很完善。
國內(nèi)軟件發(fā)展也比較迅速，從朱益民用DBASE語言研制出奶牛信息專用數(shù)據(jù)庫(1983)以來，又不斷有新的出現(xiàn)，如陳德全建立的奶牛生產(chǎn)信息電腦管理系統(tǒng)(1991)，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)種公牛站開發(fā)的奶牛生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)(陸漢希等，1998)，北京奶牛中心開發(fā)的MDFMS現(xiàn)代牛場管理系統(tǒng)(李友，1998)，上海益民公司開發(fā)的DAIRYSTAR2000等系統(tǒng)。這些軟件雖各有特點(diǎn)，但亦存在下列缺陷而很少在奶牛生產(chǎn)上應(yīng)用版本較老，有些軟件基于DOS開發(fā)，隨著操作系統(tǒng)的發(fā)展基本已遭淘汰；軟件編制缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各自為政，獨(dú)成一家，不適合大多數(shù)奶牛場飼養(yǎng)與管理的需要；系統(tǒng)擴(kuò)展比較困難；網(wǎng)絡(luò)功能差，沒有集成網(wǎng)絡(luò)功能；沒有提供同硬件的接口，也沒有在硬件水平上實(shí)現(xiàn)真正的自動化。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中牛場管理系統(tǒng)操作系統(tǒng)落后，軟件編制缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)功能差等缺陷，提供一種奶牛輔助選育與牛場自動化控制方法，開發(fā)一個集奶牛育種分析系統(tǒng)、牧場管理自動控制系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)于一身的綜合服務(wù)體系，不僅可以規(guī)范奶牛的選育與生產(chǎn)者的飼養(yǎng)管理，提高生產(chǎn)效率，還可以通過Internet實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的資源共享，為奶牛生產(chǎn)者搭建一個選種、選育與管理的電子商務(wù)平臺。
技術(shù)方案 一種奶牛輔助選育與牛場自動化管理系統(tǒng)的控制方法，軟件設(shè)計包括核心模塊，繁殖育種模塊，飼料營養(yǎng)模塊，實(shí)時控制模塊，疾病防治與保健模塊，奶牛評測模塊，每一基本功能模塊采用了三層結(jié)構(gòu)即數(shù)據(jù)庫部分、服務(wù)端程序和客戶端程序，設(shè)計了基于WinCE的智能手機(jī)和PDA(掌上電腦)版本用于數(shù)據(jù)的采集。本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程如下1、條形碼的自動識別——當(dāng)帶有條形碼的牛走進(jìn)讀卡器的時候，讀卡器首先讀取條形碼的信息——條形碼的信息由讀卡器讀入后，交給識別器，識別器將條形碼信息存儲在存儲器中——接下來控制器中固化的硬件接口程序從存儲器中讀取條形碼信息，將條形碼信息轉(zhuǎn)換為奶牛的牛號——然后控制器程序?qū)⒛膛５呐Ｌ枺瑐鬟f給系統(tǒng)軟件的核心模塊同實(shí)時控制模塊的接口程序——核心模塊獲得奶牛的牛號，根據(jù)牛號獲得奶牛相關(guān)的基本資料，核心模塊將這些基本資料由接口程序再交給控制器——控制器獲得奶?；举Y料后，將存儲器中原來的條形碼信息清除，將奶牛的基本資料存入存儲器中，完成奶牛的識別過程2、奶牛線性外貌評分自動化——通過奶牛的自動識別獲得的奶牛的基本資料，存儲在識別器的存儲器中——數(shù)碼相機(jī)通過對奶牛進(jìn)行不同方位的照相，獲得奶牛體型外貌的各個方位的照片——數(shù)碼相機(jī)將獲得的照片，以數(shù)字的形式傳遞給圖像處理器——圖像處理器將獲得的數(shù)字圖像信息存儲在自己的存儲器中，控制芯片中的程序從存儲器中讀取數(shù)字圖像，并提取體型外貌的特征值——圖像處理器將獲得的特征值存儲在另一個存儲器中——同時圖像處理器，還將讀取識別系統(tǒng)中識別器的存儲器中存儲的奶?；举Y料，獲得奶牛號
——圖像處理器將獲得的奶牛號同存儲器中的體型外貌特征值一起，通過它同繁殖育種模塊的接口，提交給繁殖育種模塊——繁殖育種模塊獲得奶牛號和體型外貌特征值后，將特征值同體型外貌的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，獲得該奶牛的體型外貌評分3、飼料計量控制——通過奶牛的自動識別獲得的奶牛的基本資料，存儲在識別器的存儲器中——飼料控制器的控制芯片中的程序，首先從識別器的存儲芯片中讀取奶牛的基本資料，將奶牛的基本資料存入飼料控制器的存儲芯片中——控制芯片中的程序，從奶牛的基本資料中獲得奶牛的生理狀態(tài)，將奶牛的生理狀態(tài)，通過它同飼料配方模塊的接口，提交給飼料配方模塊——飼料配方模塊獲得奶牛的生理狀態(tài)后，根據(jù)奶牛所處的不同的生理狀態(tài)，給出不同的飼料配方和飼料的使用量——由飼料配方模塊將飼料配方和飼料的使用量，通過飼料配方模塊和飼料控制器模塊的接口，提交給飼料控制器——飼料控制器獲得飼料配方和飼料用量后，將存儲器中的奶?；举Y料清空，將飼料配方和飼料的使用量存入存儲器中——飼料控制器根據(jù)從存儲器中讀取的飼料配方和飼料用量，對飼料計量裝置進(jìn)行設(shè)置，完成對飼料的控制通過以上相互關(guān)聯(lián)的硬件設(shè)備，加上系統(tǒng)軟件作為核心支持，最終實(shí)現(xiàn)了奶牛輔助選育與現(xiàn)代奶牛場信息管理的自動化控制，實(shí)現(xiàn)奶牛生產(chǎn)管理部分自動化控制。
四、應(yīng)用效果本發(fā)明奶牛輔助選育與現(xiàn)代奶牛場信息管理和自動化控制管理系統(tǒng)已在無錫、張家港和南京等地8個奶牛場開始使用。使用后奶牛場場主反應(yīng)該管理系統(tǒng)性能穩(wěn)定、功能齊全、使用方便、操作簡單，可顯著提高奶牛場管理和生產(chǎn)效率，即使對于沒有計算機(jī)基礎(chǔ)的普通奶牛飼養(yǎng)者，也能即學(xué)即會，效果很好。
本管理系統(tǒng)的軟件設(shè)計以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代奶牛場網(wǎng)絡(luò)化、智能化為目標(biāo)，隨著軟件各種功能的實(shí)現(xiàn)，可用于以奶業(yè)集團(tuán)(公司)(或以奶牛育種部門)為中心，以Intranet為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，將各應(yīng)用點(diǎn)上的局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)互聯(lián)起來。達(dá)到信息暢通、信息共享，形成一個動態(tài)的交互式的信息服務(wù)體系。通過Internet將生產(chǎn)、選育與管理集為一體，構(gòu)建一個奶業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的信息平臺。
奶牛場管理軟件是奶牛生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)化、智能化的基礎(chǔ)，但要更好的實(shí)現(xiàn)奶牛生產(chǎn)現(xiàn)代化，在相關(guān)設(shè)施建設(shè)的基礎(chǔ)上，使用本發(fā)明提供的奶牛輔助選育與現(xiàn)代奶牛場信息管理的自動化控制管理系統(tǒng)，便于全國或地區(qū)奶牛協(xié)會組織專家，以奶牛場管理軟件為基礎(chǔ)，建立健全奶牛行業(yè)嚴(yán)格測定上報制度，最終實(shí)現(xiàn)全國或地區(qū)范圍內(nèi)的聯(lián)合育種。
由于我國奶牛生產(chǎn)者素質(zhì)比較低，因此在很大程度上阻礙了信息技術(shù)在奶牛生產(chǎn)中的應(yīng)用，使用本發(fā)明提供的奶牛輔助選育與現(xiàn)代奶牛場信息管理的自動化控制管理系統(tǒng)，便于政府支持，對基層人員進(jìn)行培訓(xùn)，推廣軟件。由政府牽頭建立地區(qū)或全國范圍內(nèi)的奶牛信息網(wǎng)站，以管理軟件為終端，為奶牛生產(chǎn)者搭建一個選種、選育與管理的電子商務(wù)平臺。
五

圖1 軟件基本構(gòu)架圖2 軟件運(yùn)行基本框架3 軟件的模塊組織形式圖4 條形碼身份識別系統(tǒng)圖5 線性外貌評分系統(tǒng)圖6 飼料計量控制系統(tǒng)六具體實(shí)施方式
本發(fā)明為一種奶牛輔助選育與牛場管理自動化的控制方法，包括1、設(shè)計軟件的基本構(gòu)架每一基本功能模塊采用了三層結(jié)構(gòu)即數(shù)據(jù)庫部分、服務(wù)端程序和客戶端程序，設(shè)計了基于WinCE的智能手機(jī)和PDA(掌上電腦)版本用于數(shù)據(jù)的采集；電子檔案管理以WHFF(World Holstein Friesian Federation)電子標(biāo)準(zhǔn)委員會規(guī)定的電子文檔規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)。
2、設(shè)計軟件基本功能模塊(1)核心模塊a、具有同實(shí)時控制模塊中的奶牛識別系統(tǒng)信息交互的接口，可以接收實(shí)時控制模塊識別的奶牛信息，通過奶牛信息的識別調(diào)出相關(guān)的奶牛資料。
b、信息管理系統(tǒng)，包括牛場的創(chuàng)建、牛群基本信息的登記、配種記錄、產(chǎn)奶記錄、妊娠記錄、分娩記錄、新生?；厩闆r、犢牛培育情況等等。
c、參數(shù)設(shè)定與計算公式的設(shè)定，以國際或國家統(tǒng)一制定的現(xiàn)行管理規(guī)范為基礎(chǔ)，定制符合自己奶牛場情況的標(biāo)準(zhǔn)，包括配種、妊娠、分娩等的時間控制，飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)中的各種營養(yǎng)成分的設(shè)定等等。
d、奶牛事件提醒、任務(wù)通知和工作報告功能，每天系統(tǒng)都會給牛場管理者一個任務(wù)列表，飼養(yǎng)員可以按照任務(wù)列表進(jìn)行操作，包括初配預(yù)測、發(fā)情提示、轉(zhuǎn)入產(chǎn)房、預(yù)產(chǎn)、產(chǎn)后配種、妊娠檢查、斷奶、轉(zhuǎn)出產(chǎn)房、干奶、稱重等，完成后注銷任務(wù)，系統(tǒng)自動記錄完成信息，修改奶牛生理狀態(tài)，最后生成工作報告，進(jìn)行打印。
e、基本統(tǒng)計和報表打印，能夠完成奶?；拘畔⒌慕y(tǒng)計、分析和匯總功能，并對統(tǒng)計結(jié)果進(jìn)行打印。
f、同時還實(shí)現(xiàn)同其他相關(guān)模塊(如繁殖育種模塊、飼料營養(yǎng)模塊、疾病保健模塊、奶牛決策模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊等)交互信息的接口，將奶牛的相關(guān)的基本資料提交給其他模塊完成任務(wù)，也可以接收由其它模塊反饋回來的信息。
(2)繁殖育種模塊a、人工授精和妊娠檢查，針對每頭奶牛的人工授精情況和妊娠檢查情況做記錄。
b、精液庫的管理，包括精液庫的進(jìn)、銷、存系統(tǒng)，以及對精液來源做記錄。
c、繁殖規(guī)劃，可以針對牛場的具體情況，做出繁殖計劃，指導(dǎo)繁殖配種的選擇。
d、核心牛群的選擇，根據(jù)配種計劃和奶牛育種值的估計，選擇出牛場的核心牛群，作為選種選育的基礎(chǔ)。
e、近交測定，在配種前可以對牛的近交系數(shù)做出估計，防止近交。
f、實(shí)現(xiàn)了同核心模塊信息交互的接口，從核心模塊獲得奶牛的基本資料，完成繁殖育種工作后，將信息反饋給核心模塊。
(3)飼料營養(yǎng)模塊a、飼料庫的進(jìn)、存、銷的管理。
b、通過同核心模塊的接口，獲得奶牛的基本資料，得到其所處生理階段，根據(jù)這些資料，決定飼養(yǎng)需求，提供特定的營養(yǎng)需要。
c、針對奶牛場所得到的飼料原料進(jìn)行營養(yǎng)成分的設(shè)定，作為日糧配合的基礎(chǔ)。
d、日糧配合，根據(jù)飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和牛場所能得到的原料，配合價格較低的日糧配合方案，降低成本。
(4)實(shí)時控制模塊a、擴(kuò)展系統(tǒng)的備用模塊，用來向?qū)崟r設(shè)備提供接口的程序。
b、通過實(shí)現(xiàn)對相關(guān)硬件(條形碼識別器、自動的飼料控制、數(shù)碼照相機(jī)等)的接口(硬件部分有詳述)完成牛號的識別，飼料計量的控制，線性外貌的自動識別。
c、實(shí)現(xiàn)了同其他模塊(例如核心模塊、飼料配方模塊、繁殖育種模塊等)的接口，可以將實(shí)時控制系統(tǒng)獲得的信息提交給其他模塊，也可以從其他模塊獲得相關(guān)的信息。
(5)疾病防治與保健模塊a、獸醫(yī)庫進(jìn)、銷、存管理包括獸藥的來源，購買時間、購買價格、使用情況和庫存情況等做詳細(xì)的記錄。
b、免疫、檢疫系統(tǒng)可以制定牛群的免疫、檢疫計劃，通知管理人員按計劃實(shí)施。
c、獸醫(yī)臨床管理用于獸醫(yī)對疾病牛群進(jìn)行管理，包括疾病的類型，治療方法，治療效果等等，具有對疾病進(jìn)行預(yù)測的功能。
(6)奶牛評測模塊a、奶牛的外貌線性評分系統(tǒng)不僅可計算出部位及整體線性評分，而且還可計算牛的各性狀、部位及整體評分的重復(fù)力(REP)、遺傳傳遞力(ETA)、標(biāo)準(zhǔn)化傳遞力(STA)等，還可打印出各牛的線性外貌柱型圖。
b、種公(母)牛育種值的估計針對大型奶牛場采用最佳線性無偏估計法(BLUP)估計牛群的育種值。
c、產(chǎn)奶量的評估根據(jù)奶牛的產(chǎn)奶量，繪制奶牛的泌乳曲線。
d、實(shí)現(xiàn)了同核心模塊信息交互的接口，從核心模塊中獲得奶牛的相關(guān)資料，并將評測的結(jié)果返回給核心模塊。
(7)決策咨詢模塊根據(jù)奶牛場的各種數(shù)據(jù)，分析奶牛場可能存在的問題，提出改進(jìn)建議；對奶牛生產(chǎn)效率等進(jìn)行回歸分析，找出影響奶牛生產(chǎn)率的因素；對奶牛的生產(chǎn)性能進(jìn)行預(yù)測，提出淘汰建議；(8)網(wǎng)絡(luò)模塊a、數(shù)據(jù)上傳功能通過同繁殖育種模塊的信息交互接口，獲得優(yōu)秀種牛資料，將資料上傳至Internet，進(jìn)行奶牛的聯(lián)合育種。
b、數(shù)據(jù)下載功能可以將所需要的數(shù)據(jù)資料，下載到本地。
c、供求信息的發(fā)布可以將供求信息發(fā)布到Internet，實(shí)現(xiàn)電子商務(wù)。
各個功能模塊之間，既相互獨(dú)立，又通過各個模塊間的信息交互接口相互聯(lián)系。通過模塊接口間的信息傳遞，各個模塊相互協(xié)調(diào)配合，最終實(shí)現(xiàn)了從牛只的出生、飼養(yǎng)、發(fā)情、配種、妊娠、產(chǎn)犢、泌乳及淘汰的綜合全面的系統(tǒng)管理，也通過網(wǎng)絡(luò)模塊實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)資源共享。
3、支持硬件的設(shè)計與安裝1)條形碼的自動識別系統(tǒng)(見圖4)a、基本的硬件組成(1)條形碼奶牛場的所有奶牛，從進(jìn)場的第一天起就有一個唯一的條形碼作為其身份的識別。
(2)掃描器(讀卡器)讀取奶牛的條形碼，將條形碼傳給識別設(shè)備，由識別設(shè)備提交給系統(tǒng)軟件，系統(tǒng)軟件調(diào)出奶牛的資料，完成奶牛的識別過程。
(3)識別設(shè)備(控制器)它本身是一個單片機(jī)結(jié)構(gòu)的芯片，里面固化了一段用來和核心模塊的實(shí)時控制接口程序通信的程序。
b、通過條形碼自動識別系統(tǒng)完成識別的基本步驟(1)條形碼采用市場上通用的條形碼。
(2)掃描器(讀卡器)采用和條形碼配套的掃描器。
(3)識別器具有特殊的要求。它本身是一個單片機(jī)結(jié)構(gòu)的芯片，包括一塊控制器和一塊存儲器，同硬件的接口程序就固化在控制器中，存儲器用來存儲數(shù)據(jù)。完成任務(wù)的步驟包括——當(dāng)帶有條形碼的牛走進(jìn)讀卡器的時候，讀卡器首先讀取條形碼的信息——條形碼的信息由讀卡器讀入后，交給識別器，識別器將條形碼信息存儲在存儲器中——接下來控制器中固化的硬件接口程序從存儲器中讀取條形碼信息，將條形碼信息轉(zhuǎn)換為奶牛的牛號——然后控制器程序?qū)⒛膛５呐Ｌ?，傳遞給系統(tǒng)軟件的核心模塊同實(shí)時控制模塊的接口程序——核心模塊獲得奶牛的牛號，根據(jù)牛號獲得奶牛相關(guān)的基本資料，核心模塊將這些基本資料由接口程序再交給控制器——控制器獲得奶牛基本資料后，將存儲器中原來的條形碼信息清除，將奶牛的基本資料存入存儲器中，完成奶牛的識別過程2)飼料計量控制系統(tǒng)(見圖5)
飼料計量控制系統(tǒng)，與條形碼身份識別系統(tǒng)配合，根據(jù)管理軟件提供的各個奶牛所需的飼料配方和飼料量，實(shí)時對每個奶牛的飼喂進(jìn)行控制，提供不同的飼料配方和飼料量。
a、基本的硬件組成(1)飼料計量裝置能夠靈敏的反應(yīng)出投放飼料的重量，能夠精確的根據(jù)控制器提供的信息提供投喂量。
(2)飼料控制器一個單片機(jī)結(jié)構(gòu)的芯片，能夠?qū)崟r的接受系統(tǒng)軟件的指令，控制哪個飼料配方的閥門打開，以及什么時候關(guān)閉；在完成飼料投喂工作后，還要向系統(tǒng)軟件反饋信息，以免重復(fù)投料。
b、控制過程(1)飼料計量裝置采用市場上靈敏度在1克的飼料計量器即可。
(2)飼料控制器也是一塊單片機(jī)結(jié)構(gòu)的芯片。包括一塊固化入程序的控制芯片，和一個用于存儲的存儲芯片。實(shí)現(xiàn)功能的步驟如下——通過奶牛的自動識別系統(tǒng)獲得的奶牛的基本資料，存儲在識別器的存儲器中——飼料控制器的控制芯片中的程序，首先從識別器的存儲芯片中讀取奶牛的基本資料，將奶牛的基本資料存入飼料控制器的存儲芯片中——控制芯片中的程序，從奶牛的基本資料中獲得奶牛的生理狀態(tài)，將奶牛的生理狀態(tài)，通過它同飼料配方模塊的接口，提交給飼料配方模塊——飼料配方模塊獲得奶牛的生理狀態(tài)后，根據(jù)奶牛所處的不同的生理狀態(tài)，給出不同的飼料配方和飼料的使用量——由飼料配方模塊將飼料配方和飼料的使用量，通過飼料配方模塊和飼料控制器模塊的接口，提交給飼料控制器——飼料控制器獲得飼料配方和飼料用量后，將存儲器中的奶?；举Y料清空，將飼料配方和飼料的使用量存入存儲器中——飼料控制器根據(jù)從存儲器中讀取的飼料配方和飼料用量，對飼料計量裝置進(jìn)行設(shè)置，完成對飼料的控制3)奶牛線性外貌評分自動化系統(tǒng)奶牛線性外貌評分自動化系統(tǒng)主要通過數(shù)碼照相設(shè)備，獲得奶牛的體形外貌資料，然后通過一定的設(shè)備提交給管理系統(tǒng)，在管理系統(tǒng)中已經(jīng)具有確定等級的評分標(biāo)準(zhǔn)圖片，通過程序?qū)⑺@資料與標(biāo)準(zhǔn)圖片進(jìn)行對比，獲得奶牛的線性外貌評分。
a、基本的硬件組成(1)數(shù)碼照相機(jī)完成奶牛線性外貌的原始資料即奶牛照片。
(2)圖像處理器完成奶牛線性外貌評測照片的初始化操作。
b、控制過程(1)數(shù)碼相機(jī)150萬像素或以上的數(shù)碼相機(jī)。
(2)圖像處理器為一個單片機(jī)機(jī)構(gòu)的芯片組，包括一塊控制芯片和兩塊存儲芯片，能夠從照片中提取線性外貌評分所需要的各種特征值。實(shí)現(xiàn)過程如下
——通過奶牛的自動識別系統(tǒng)獲得的奶牛的基本資料，存儲在識別器的存儲器中——數(shù)碼相機(jī)通過對奶牛進(jìn)行不同方位的照相，獲得奶牛體型外貌的各個方位的照片——數(shù)碼相機(jī)將獲得的照片，以數(shù)字的形式傳遞給圖像處理器——圖像處理器將獲得的數(shù)字圖像信息存儲在自己的存儲器中，控制芯片中的程序從存儲器中讀取數(shù)字圖像，并提取體型外貌的特征值，比如體高，體寬等等——圖像處理器將獲得的特征值存儲在另一個存儲器中——同時圖像處理器，還將讀取識別系統(tǒng)中識別器的存儲器中存儲的奶牛基本資料，獲得奶牛號——圖像處理器將獲得的奶牛號同存儲器中的體型外貌特征值一起，通過它同繁殖育種模塊的接口，提交給繁殖育種模塊——繁殖育種模塊獲得奶牛號和體型外貌特征值后，將特征值同體型外貌的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，獲得該奶牛的體型外貌評分系統(tǒng)軟件的安裝對系統(tǒng)軟硬件的要求是● CPU在奔騰II以上● 內(nèi)存64MB以上● 2G以上硬盤● Windows98或以上windows系統(tǒng)操作系統(tǒng)通過以上三個相互關(guān)聯(lián)的硬件設(shè)備，加上系統(tǒng)軟件作為核心支持，最終實(shí)現(xiàn)了，現(xiàn)代奶牛場信息管理與控制的自動化。
權(quán)利要求
一種奶牛輔助選育與牛場自動化管理系統(tǒng)的控制方法，軟件設(shè)計包括核心模塊，繁殖育種模塊，飼料營養(yǎng)模塊，實(shí)時控制模塊，疾病防治與保健模塊，奶牛評測模塊，每一基本功能模塊采用了三層結(jié)構(gòu)即數(shù)據(jù)庫部分、服務(wù)端程序和客戶端程序，設(shè)計了基于WinCE的智能手機(jī)和PDA掌上電腦版本用于數(shù)據(jù)的采集，其特征在于1、條形碼的自動識別——當(dāng)帶有條形碼的牛走進(jìn)讀卡器的時候，讀卡器首先讀取條形碼的信息——條形碼的信息由讀卡器讀入后，交給識別器，識別器將條形碼信息存儲在存儲器中——接下來控制器中固化的硬件接口程序從存儲器中讀取條形碼信息，將條形碼信息轉(zhuǎn)換為奶牛的牛號——然后控制器程序?qū)⒛膛５呐Ｌ?，傳遞給系統(tǒng)軟件的核心模塊同實(shí)時控制模塊的接口程序——核心模塊獲得奶牛的牛號，根據(jù)牛號獲得奶牛相關(guān)的基本資料，核心模塊將這些基本資料由接口程序再交給控制器——控制器獲得奶?；举Y料后，將存儲器中原來的條形碼信息清除，將奶牛的基本資料存入存儲器中，完成奶牛的識別過程2、奶牛線性外貌評分自動化——通過奶牛的自動識別獲得的奶牛的基本資料，存儲在識別器的存儲器中——數(shù)碼相機(jī)通過對奶牛進(jìn)行不同方位的照相，獲得奶牛體型外貌的各個方位的照片——數(shù)碼相機(jī)將獲得的照片，以數(shù)字的形式傳遞給圖像處理器——圖像處理器將獲得的數(shù)字圖像信息存儲在自己的存儲器中，控制芯片中的程序從存儲器中讀取數(shù)字圖像，并提取體型外貌的特征值——圖像處理器將獲得的特征值存儲在另一個存儲器中——同時圖像處理器，還將讀取識別系統(tǒng)中識別器的存儲器中存儲的奶?；举Y料，獲得奶牛號——圖像處理器將獲得的奶牛號同存儲器中的體型外貌特征值一起，通過它同繁殖育種模塊的接口，提交給繁殖育種模塊——繁殖育種模塊獲得奶牛號和體型外貌特征值后，將特征值同體型外貌的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，獲得該奶牛的體型外貌評分3、飼料計量控制——通過奶牛的自動識別獲得的奶牛的基本資料，存儲在識別器的存儲器中——飼料控制器的控制芯片中的程序，首先從識別器的存儲芯片中讀取奶牛的基本資料，將奶牛的基本資料存入飼料控制器的存儲芯片中——控制芯片中的程序，從奶牛的基本資料中獲得奶牛的生理狀態(tài)，將奶牛的生理狀態(tài)，通過它同飼料配方模塊的接口，提交給飼料配方模塊——飼料配方模塊獲得奶牛的生理狀態(tài)后，根據(jù)奶牛所處的不同的生理狀態(tài)，給出不同的飼料配方和飼料的使用量——由飼料配方模塊將飼料配方和飼料的使用量，通過飼料配方模塊和飼料控制器模塊的接口，提交給飼料控制器——飼料控制器獲得飼料配方和飼料用量后，將存儲器中的奶?；举Y料清空，將飼料配方和飼料的使用量存入存儲器中——飼料控制器根據(jù)從存儲器中讀取的飼料配方和飼料用量，對飼料計量裝置進(jìn)行設(shè)置，完成對飼料的控制通過以上相互關(guān)聯(lián)的硬件設(shè)備，加上系統(tǒng)軟件作為核心支持，最終實(shí)現(xiàn)了奶牛輔助選育與現(xiàn)代奶牛場信息管理的自動化，實(shí)現(xiàn)奶牛生產(chǎn)管理部分自動化控制。
全文摘要
本項(xiàng)發(fā)明屬于現(xiàn)代奶牛場信息自動化與管理控制領(lǐng)域，整體采用模塊化設(shè)計的思想，將現(xiàn)行的奶牛選育與飼養(yǎng)管理標(biāo)準(zhǔn)溶入其中，并將系統(tǒng)軟件內(nèi)嵌入相關(guān)硬件，實(shí)現(xiàn)奶牛場牛群的自動識別、線性外貌評定、飼料控制的自動化控制。包括信息自動采集、牧場自動管理、奶牛檔案管理、飼料配方、育種分析和網(wǎng)絡(luò)，并將相關(guān)硬件與系統(tǒng)管理軟件緊密結(jié)合。它既能夠適應(yīng)現(xiàn)代化奶牛的選育與牛場飼養(yǎng)管理要求，又能夠規(guī)范奶牛生產(chǎn)者的管理，提高生產(chǎn)效率。同時，它還可以通過軟件的網(wǎng)絡(luò)模塊實(shí)現(xiàn)了奶牛信息在Internet上的資源共享，為奶牛生產(chǎn)者搭建一個選種、選育與管理的電子商務(wù)平臺。
文檔編號G06F19/00GK1545051SQ200310106278
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月13日
發(fā)明者王根林, 周磊, 閻玉琴, 韓兆玉 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)