一種實(shí)現(xiàn)動(dòng)物行為監(jiān)測(cè)的健康指數(shù)評(píng)價(jià)的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)動(dòng)物行為監(jiān)測(cè)的健康指數(shù)評(píng)價(jià)的方法及系統(tǒng)，其方法包括：為每只動(dòng)物佩戴RFID標(biāo)簽，并在動(dòng)物活動(dòng)點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)的RFID標(biāo)簽采集器；獲得每只動(dòng)物的移動(dòng)速度加權(quán)值；獲得每只動(dòng)物的搶食能力加權(quán)值；獲得每只動(dòng)物的活動(dòng)頻率加權(quán)值；獲得每只動(dòng)物的逗留時(shí)間加權(quán)值；活動(dòng)頻率加權(quán)值和逗留時(shí)間加權(quán)值之和；基于所有動(dòng)物的綜合加權(quán)值評(píng)判每只動(dòng)物的健康指數(shù)。本發(fā)明實(shí)施例，系統(tǒng)采用的動(dòng)物行為分析方法簡(jiǎn)單、實(shí)用，更能適應(yīng)大規(guī)模養(yǎng)殖的海量數(shù)據(jù)的采集與分析，加快了系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，縮短了動(dòng)物疫情發(fā)覺(jué)的時(shí)間。
【專利說(shuō)明】—種實(shí)現(xiàn)動(dòng)物行為監(jiān)測(cè)的健康指數(shù)評(píng)價(jià)的方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信息農(nóng)業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種實(shí)現(xiàn)動(dòng)物行為監(jiān)測(cè)的健康指數(shù)評(píng)價(jià)的方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展,我國(guó)的養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)模越來(lái)越大,養(yǎng)殖密度越來(lái)越高。但是對(duì)所養(yǎng)殖的動(dòng)物的身體狀況的觀測(cè)手段依舊停留在養(yǎng)殖人員定期進(jìn)行群體目測(cè)的方式。這種傳統(tǒng)方式無(wú)法對(duì)動(dòng)物個(gè)體的狀況進(jìn)行細(xì)致的觀測(cè)，只能通過(guò)目測(cè)和工作人員的經(jīng)驗(yàn)對(duì)動(dòng)物群體的身體狀況進(jìn)行評(píng)估。這種觀測(cè)方式會(huì)增加進(jìn)行飼料或者養(yǎng)殖方式的改良試驗(yàn)的試驗(yàn)周期。
[0003]以家禽養(yǎng)殖業(yè)為例，從早期的HlNl到近期的H7N9，禽流感一直是家禽養(yǎng)殖業(yè)的夢(mèng)魘。這些禽流感經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致同一養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)大量家禽死亡，其原因除了禽流感病毒致病性強(qiáng)之外，還因?yàn)闊o(wú)法在個(gè)別家禽發(fā)病的初期進(jìn)行疫病的預(yù)警。
[0004]因此需要一種能夠?qū)?dòng)物的健康狀況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的方法，為養(yǎng)殖業(yè)中的動(dòng)物狀況監(jiān)測(cè)、疾病預(yù)警、飼料改良測(cè)試、養(yǎng)殖過(guò)程信息追溯等不同系統(tǒng)提供評(píng)價(jià)依據(jù)。
[0005]動(dòng)物的進(jìn)食、棲息、奔跑等行為是判斷其健康與疾病的重要依據(jù)。近年來(lái)，一些發(fā)達(dá)國(guó)家在對(duì)動(dòng)物行為的研究中取得了一定進(jìn)展。Leroy T和Vranken E用圖像處理技術(shù)分析母雞生長(zhǎng)過(guò)程中各個(gè)狀態(tài)下出現(xiàn)的異常行為，跟蹤母雞生長(zhǎng)過(guò)程，這種方法節(jié)約了時(shí)間，降低了勞動(dòng)力成本。澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織應(yīng)用傳感器網(wǎng)絡(luò)建立智能農(nóng)場(chǎng)，在牛脖子上佩戴全球定位系統(tǒng)GPS和無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的項(xiàng)圈來(lái)記錄相關(guān)環(huán)境和牛的行為特征。Kwong應(yīng)用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)牛群以發(fā)現(xiàn)牛的疾病和跛腳等情況。Nadimi等提出采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)測(cè)量牛頸部的旋轉(zhuǎn)角度和運(yùn)動(dòng)速度，運(yùn)用分類樹來(lái)分類牛的行為。尹令提出了一種應(yīng)用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)奶牛行為特征的數(shù)字化智能系統(tǒng)，用于預(yù)測(cè)奶牛的發(fā)情期和疾病等狀況。
[0006]使用圖像處理技術(shù)對(duì)動(dòng)物行為進(jìn)行監(jiān)測(cè)會(huì)受到圖像處理算法的局限，其準(zhǔn)確性和分辨率不高，特別對(duì)動(dòng)物的id標(biāo)簽碼及快速移動(dòng)小動(dòng)物的識(shí)別受到限制。
[0007]用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能細(xì)致監(jiān)測(cè)動(dòng)物的行為，但是由于養(yǎng)殖生產(chǎn)過(guò)程具有強(qiáng)破壞、高污染等特點(diǎn)，系統(tǒng)應(yīng)用與養(yǎng)殖過(guò)程時(shí)會(huì)有幾個(gè)問(wèn)題:
[0008]I)節(jié)點(diǎn)容易受到動(dòng)物有意識(shí)無(wú)意識(shí)的破壞；
[0009]2)節(jié)點(diǎn)容易受到環(huán)境污染；
[0010]3)節(jié)點(diǎn)的成本較高；
[0011]4)局限于節(jié)點(diǎn)體積，節(jié)點(diǎn)難運(yùn)用于小動(dòng)物。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]鑒于以上無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息采集端存在的問(wèn)題，面對(duì)高污染、強(qiáng)破壞、薄利潤(rùn)的養(yǎng)殖生產(chǎn)特點(diǎn)，本系統(tǒng)能夠避免或減少無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)信息采集端的短處，而發(fā)揚(yáng)后臺(tái)云計(jì)算平臺(tái)的海量數(shù)據(jù)分析的長(zhǎng)處。在采集端用可靠性強(qiáng)的傳感器且只采集較少的最基本信息，而把系統(tǒng)的重心放在后臺(tái)服務(wù)器，比如云計(jì)算服務(wù)器，從較少的采集信息中挖掘盡量多的行為特征信息，依靠云計(jì)算服務(wù)器強(qiáng)大的數(shù)據(jù)挖掘功能分析動(dòng)物行為結(jié)果。
[0013]本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)動(dòng)物行為監(jiān)測(cè)的健康指數(shù)評(píng)價(jià)的方法，包括如下步驟:
[0014]為每只動(dòng)物佩戴RFID標(biāo)簽，并在動(dòng)物活動(dòng)點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)的RFID標(biāo)簽采集器；
[0015]基于RFID采集器和速度行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的移動(dòng)速度，以及對(duì)所有動(dòng)物的移動(dòng)速度基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的移動(dòng)速度加權(quán)值；
[0016]基于RFID采集器和搶食能力行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的搶食能力，以及對(duì)所有的動(dòng)物的搶食能力基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的搶食能力加權(quán)值；
[0017]基于RFID采集器和活動(dòng)頻率行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的活動(dòng)頻率，以及對(duì)所有的動(dòng)物的活動(dòng)頻率基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的活動(dòng)頻率加權(quán)值；
[0018]基于RFID采集器和停留時(shí)間行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的逗留時(shí)間，以及對(duì)所有的動(dòng)物的逗留時(shí)間基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的逗留時(shí)間加權(quán)值；
[0019]計(jì)算每只動(dòng)物的綜合加權(quán)值，所述綜合加權(quán)值為每只動(dòng)物的移動(dòng)速度加權(quán)值、搶食能力加權(quán)值、活動(dòng)頻率加權(quán)值和逗留時(shí)間加權(quán)值之和；
[0020]基于所有動(dòng)物的綜合加權(quán)值評(píng)判每只動(dòng)物的健康指數(shù)。
[0021]所述基于RFID采集器和速度行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的移動(dòng)速度步驟具體為:
[0022]利用最近兩個(gè)RFID采集器的距離與最近兩個(gè)RFID采集器識(shí)別RFID標(biāo)簽的時(shí)間獲得每只動(dòng)物的移動(dòng)速度。
[0023]所述歸一化處理具體為:
[0024]將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布評(píng)分值；
[0025]對(duì)正態(tài)分布評(píng)分值按照指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)公式獲得每只動(dòng)物的綜合評(píng)價(jià)值。
[0026]相應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種實(shí)現(xiàn)動(dòng)物行為監(jiān)測(cè)的健康指數(shù)評(píng)價(jià)的系統(tǒng)，包括:在每只動(dòng)物佩戴的RFID標(biāo)簽，以及在動(dòng)物活動(dòng)點(diǎn)設(shè)置的RFID標(biāo)簽采集器；
[0027]以及移動(dòng)速度加權(quán)值模塊，用于基于RFID采集器和速度行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的移動(dòng)速度，以及對(duì)所有動(dòng)物的移動(dòng)速度基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的移動(dòng)速度加權(quán)值；
[0028]以及搶食能力加權(quán)值模塊，用于基于RFID采集器和搶食能力行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的搶食能力，以及對(duì)所有的動(dòng)物的搶食能力基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的搶食能力加權(quán)值；
[0029]以及活動(dòng)頻率加權(quán)值模塊，用于基于RFID采集器和活動(dòng)頻率行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的活動(dòng)頻率，以及對(duì)所有的動(dòng)物的活動(dòng)頻率基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的活動(dòng)頻率加權(quán)值；
[0030]以及逗留時(shí)間加權(quán)值模塊，用于基于RFID采集器和停留時(shí)間行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的逗留時(shí)間，以及對(duì)所有的動(dòng)物的逗留時(shí)間基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的逗留時(shí)間加權(quán)值；
[0031]綜合加權(quán)值模塊，用于計(jì)算每只動(dòng)物的綜合加權(quán)值，所述綜合加權(quán)值為每只動(dòng)物的移動(dòng)速度加權(quán)值、搶食能力加權(quán)值、活動(dòng)頻率加權(quán)值和逗留時(shí)間加權(quán)值之和；
[0032]健康指數(shù)評(píng)價(jià)模塊，用于基于所有動(dòng)物的綜合加權(quán)值評(píng)判每只動(dòng)物的健康指數(shù)。
[0033]所述移動(dòng)速度加權(quán)值模塊利用最近兩個(gè)RFID采集器的距離與最近兩個(gè)RFID采集器識(shí)別RFID標(biāo)簽的時(shí)間獲得每只動(dòng)物的移動(dòng)速度。
[0034]所述歸一化處理具體為:
[0035]將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布評(píng)分值；
[0036]對(duì)正態(tài)分布評(píng)分值按照指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)公式獲得每只動(dòng)物的綜合評(píng)價(jià)值。
[0037]在本發(fā)明中，采用RFID標(biāo)簽采集器作為動(dòng)物的行為采集終端，只需給動(dòng)物佩戴耳標(biāo)腳環(huán)等，在成本及抗污染等性能上有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)；相比常規(guī)的視頻監(jiān)測(cè)方法，本發(fā)明采用的方法比較視頻方法識(shí)別率低、成本高、技術(shù)難度大。
[0038]本系統(tǒng)盡量簡(jiǎn)約易受損的物聯(lián)網(wǎng)采集端，而充分發(fā)揮后臺(tái)服務(wù)器強(qiáng)大的數(shù)據(jù)挖掘功能，采集最簡(jiǎn)單的兩個(gè)基本數(shù)據(jù)，而用數(shù)據(jù)挖掘方法產(chǎn)生多個(gè)行為特征，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性、降低了系統(tǒng)的成本。系統(tǒng)采用的動(dòng)物行為分析方法簡(jiǎn)單、實(shí)用，更能適應(yīng)大規(guī)模養(yǎng)殖的海量數(shù)據(jù)的采集與分析，加快了系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，縮短了動(dòng)物疫情發(fā)覺(jué)的時(shí)間。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0039]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0040]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的實(shí)現(xiàn)動(dòng)物行為監(jiān)測(cè)的健康指數(shù)評(píng)價(jià)的方法流程圖；
[0041]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的實(shí)現(xiàn)動(dòng)物行為監(jiān)測(cè)的健康指數(shù)評(píng)價(jià)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的實(shí)現(xiàn)肉雞行為監(jiān)測(cè)的健康指數(shù)評(píng)價(jià)的具體應(yīng)用場(chǎng)景示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0043]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0044]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例中的實(shí)現(xiàn)動(dòng)物行為監(jiān)測(cè)的健康指數(shù)評(píng)價(jià)的方法流程圖，包括如下步驟:
[0045]SlOl、為每只動(dòng)物佩戴RFID標(biāo)簽，并在動(dòng)物活動(dòng)點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)的RFID標(biāo)簽采集器；
[0046]S102、基于RFID采集器和速度行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的移動(dòng)速度，以及對(duì)所有動(dòng)物的移動(dòng)速度基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的移動(dòng)速度加權(quán)值；
[0047]本發(fā)明實(shí)施例中利用最近兩個(gè)RFID采集器的距離與最近兩個(gè)RFID采集器識(shí)別RFID標(biāo)簽的時(shí)間獲得每只動(dòng)物的移動(dòng)速度。
[0048]S103、基于RFID采集器和搶食能力行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的搶食能力，以及對(duì)所有的動(dòng)物的搶食能力基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的搶食能力加權(quán)值；
[0049]S104、基于RFID采集器和活動(dòng)頻率行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的活動(dòng)頻率，以及對(duì)所有的動(dòng)物的活動(dòng)頻率基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的活動(dòng)頻率加權(quán)值；
[0050]S105、基于RFID采集器和停留時(shí)間行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的逗留時(shí)間，以及對(duì)所有的動(dòng)物的逗留時(shí)間基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的逗留時(shí)間加權(quán)值；
[0051]S106、計(jì)算每只動(dòng)物的綜合加權(quán)值，所述綜合加權(quán)值為每只動(dòng)物的移動(dòng)速度加權(quán)值、搶食能力加權(quán)值、活動(dòng)頻率加權(quán)值和逗留時(shí)間加權(quán)值之和；
[0052]S107、基于所有動(dòng)物的綜合加權(quán)值評(píng)判每只雞的健康指數(shù)。
[0053]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中的歸一化處理具體為:將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布評(píng)分值；對(duì)正態(tài)分布評(píng)分值按照指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)公式獲得每只動(dòng)物的綜合評(píng)價(jià)值。
[0054]相應(yīng)的，圖2還示出了本發(fā)明實(shí)施例中的實(shí)現(xiàn)動(dòng)物行為監(jiān)測(cè)的健康指數(shù)評(píng)價(jià)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)包括:在每只動(dòng)物佩戴的RFID標(biāo)簽，以及在動(dòng)物活動(dòng)點(diǎn)設(shè)置的RFID標(biāo)簽米集器；
[0055]以及移動(dòng)速度加權(quán)值模塊，用于基于RFID采集器和速度行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的移動(dòng)速度，以及對(duì)所有動(dòng)物的移動(dòng)速度基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的移動(dòng)速度加權(quán)值；
[0056]需要說(shuō)明的是，該移動(dòng)速度加權(quán)值模塊利用最近兩個(gè)RFID采集器的距離與最近兩個(gè)RFID采集器識(shí)別RFID標(biāo)簽的時(shí)間獲得每只動(dòng)物的移動(dòng)速度。
[0057]以及搶食能力加權(quán)值模塊，用于基于RFID采集器和搶食能力行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的搶食能力，以及對(duì)所有的動(dòng)物的搶食能力基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的搶食能力加權(quán)值；
[0058]以及活動(dòng)頻率加權(quán)值模塊，用于基于RFID采集器和活動(dòng)頻率行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的活動(dòng)頻率，以及對(duì)所有的動(dòng)物的活動(dòng)頻率基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的活動(dòng)頻率加權(quán)值；
[0059]以及逗留時(shí)間加權(quán)值模塊，用于基于RFID采集器和停留時(shí)間行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的逗留時(shí)間，以及對(duì)所有的動(dòng)物的逗留時(shí)間基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的逗留時(shí)間加權(quán)值；
[0060]綜合加權(quán)值模塊，用于計(jì)算每只動(dòng)物的綜合加權(quán)值，所述綜合加權(quán)值為每只動(dòng)物的移動(dòng)速度加權(quán)值、搶食能力加權(quán)值、活動(dòng)頻率加權(quán)值和逗留時(shí)間加權(quán)值之和；
[0061]健康指數(shù)評(píng)價(jià)模塊，用于基于所有動(dòng)物的綜合加權(quán)值評(píng)判每只雞的健康指數(shù)。
[0062]需要說(shuō)明的是，動(dòng)物佩戴的RFID標(biāo)簽數(shù)量根據(jù)飼養(yǎng)動(dòng)物的數(shù)量來(lái)決定，每只動(dòng)物上都佩戴有RFID標(biāo)簽，在動(dòng)物活動(dòng)點(diǎn)設(shè)置的RFID標(biāo)簽采集器，一般在雞舍出口、經(jīng)常活動(dòng)區(qū)域等。移動(dòng)速度加權(quán)值模塊、搶食能力加權(quán)值模塊、活動(dòng)頻率加權(quán)值模塊、以及逗留時(shí)間加權(quán)值模塊、綜合加權(quán)值模塊、健康指數(shù)評(píng)價(jià)模塊等運(yùn)行于服務(wù)器中，其可以為服務(wù)器提供相應(yīng)的RFID系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)，由服務(wù)器來(lái)完成相應(yīng)的后臺(tái)處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)物的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)等。
[0063]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中的歸一化處理具體為:將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布評(píng)分值；對(duì)正態(tài)分布評(píng)分值按照指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)公式獲得每只動(dòng)物的綜合評(píng)價(jià)值。
[0064]本發(fā)明主要以放養(yǎng)式養(yǎng)殖的家禽家畜等動(dòng)物行為作為研究對(duì)象，通過(guò)使用RFID、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)動(dòng)物行為評(píng)價(jià)參數(shù)，為動(dòng)物精細(xì)化養(yǎng)殖和疾病預(yù)警系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。為了采集到足量的評(píng)價(jià)參數(shù)并且驗(yàn)證系統(tǒng)的實(shí)用性，本發(fā)明將被部署于江高鎮(zhèn)某養(yǎng)雞場(chǎng)，并進(jìn)行一段時(shí)間的實(shí)地測(cè)試。為了便于比較人工觀察的結(jié)果與系統(tǒng)監(jiān)察的結(jié)果，本實(shí)驗(yàn)選擇小規(guī)模的雞群為實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。系統(tǒng)以養(yǎng)雞場(chǎng)某圍欄的放養(yǎng)式養(yǎng)殖的33只動(dòng)物為具體實(shí)驗(yàn)對(duì)象。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)分析，養(yǎng)雞場(chǎng)內(nèi)的動(dòng)物的日常活動(dòng)具有群體性的同時(shí)也有一定的個(gè)體差異性。白天除了喂食時(shí)間之外，大部分動(dòng)物都會(huì)在幾個(gè)固定的棲息點(diǎn)聚集活動(dòng)。較活躍的動(dòng)物會(huì)在養(yǎng)殖場(chǎng)中到處奔走，而不活躍的動(dòng)物則會(huì)在棲息點(diǎn)很少移動(dòng)。
[0065]大部分放養(yǎng)式養(yǎng)殖的動(dòng)物的活動(dòng)的習(xí)性是除在喂食點(diǎn)進(jìn)食外，常在幾個(gè)較固定的群居棲息地點(diǎn)活動(dòng)。本發(fā)明讓每只動(dòng)物都佩戴RFID標(biāo)簽扎帶，并在幾個(gè)固定棲息點(diǎn)安置RFID標(biāo)簽采集器，采集器以3次/秒的頻率連續(xù)采集到達(dá)該棲息點(diǎn)的動(dòng)物的id編碼(同時(shí)也記錄采集時(shí)刻)，用無(wú)線傳輸節(jié)點(diǎn)即時(shí)上傳采集到的數(shù)據(jù)。
[0066]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中的動(dòng)物為家禽或者家畜等養(yǎng)殖類型物種，比如肉雞、肉鴨、肉豬、肉羊等養(yǎng)殖類型物種，當(dāng)然也不限于此類型。下面將以肉雞為介紹來(lái)詳細(xì)說(shuō)明整個(gè)實(shí)施過(guò)程。
[0067]在本發(fā)明的實(shí)地驗(yàn)證測(cè)試中用于測(cè)試的23只肉雞的腳上被綁上RFID標(biāo)簽?zāi)_環(huán)，并且在養(yǎng)殖場(chǎng)的喂食點(diǎn)安置RFID標(biāo)簽采集器、稱重傳感器和無(wú)線傳輸節(jié)點(diǎn)，以此讀取每只肉雞的id編碼、id到達(dá)時(shí)刻和id對(duì)應(yīng)的體重，進(jìn)而就能分析肉雞個(gè)體體重、搶食時(shí)到達(dá)喂食點(diǎn)的先后順序；在養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)肉雞群的兩個(gè)主要棲息點(diǎn)安置了 RFID標(biāo)簽識(shí)別器，從肉雞的id編碼在兩個(gè)RFID標(biāo)簽采集器的采集點(diǎn)位移時(shí)間及兩個(gè)RFID標(biāo)簽采集器之間距離就能分析出每只肉雞的奔走速度、在采集點(diǎn)間活動(dòng)頻率及在棲息地逗留時(shí)間等行為特征。設(shè)備部署見(jiàn)圖3。
[0068]用肉雞的奔走速度、搶食能力、活動(dòng)頻率、在棲息地逗留時(shí)間四個(gè)行為特征可以即時(shí)發(fā)覺(jué)受傷或者感染疫病的雞，用這四個(gè)行為特征加上肉雞的體重可以在線鑒別肉雞的品值等級(jí)。病弱的肉雞奔走速度慢、搶食能力低、活動(dòng)頻率低、在棲息地逗留時(shí)間長(zhǎng)，用指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)法對(duì)雞的四個(gè)的行為特征數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，可以即時(shí)發(fā)覺(jué)出病態(tài)雞的群體；品質(zhì)等級(jí)高的雞奔走速度快、搶食能力強(qiáng)、活動(dòng)頻率高、在棲息地逗留時(shí)間短，且體重適中，用以上四個(gè)行為特征加上雞的體重進(jìn)行聚類分析，就能挖掘出不同品質(zhì)的肉雞的等級(jí)。
[0069]系統(tǒng)主要由RFID標(biāo)簽識(shí)別器、稱重傳感器、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)以及各個(gè)部分的中間電路組成。其中RFID標(biāo)簽識(shí)別器型號(hào)為JT900A，設(shè)置的掃描周期為300毫秒；稱重傳感器型號(hào)為YZC-1B，綜合誤差≤ ±0.030% ;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)型號(hào)是GAINS3，通信頻率是433MHz。RFID標(biāo)簽扎帶內(nèi)芯片型號(hào)是F43。
[0070]在本發(fā)明的實(shí)地測(cè)試中，兩個(gè)主要棲息地安裝兩個(gè)RFID標(biāo)簽識(shí)別器，在雞舍-活動(dòng)場(chǎng)通道安裝一個(gè)RFID標(biāo)簽識(shí)別器和稱重傳感器，如圖1所示。每只肉雞都佩戴封裝有F43芯片的RFID標(biāo)簽扎帶。棲息點(diǎn)的RFID標(biāo)簽識(shí)別器的采集頻率為3次/秒，這樣系統(tǒng)可以記錄每只肉雞的id編碼及出現(xiàn)的時(shí)刻，通過(guò)軟件的特征函數(shù)計(jì)算就可計(jì)算出每只雞在這一棲息點(diǎn)停留時(shí)間、往返不同棲息地的頻率與奔跑速度(棲息地間距離已知)；喂食點(diǎn)的稱重傳感器和RFID標(biāo)簽識(shí)別器的采樣頻率為3次/秒，它可以提供肉雞的體重，并記錄喂食時(shí)肉雞搶食先后到達(dá)的順序。
[0071] 動(dòng)物行為包括搶食能力、奔走速度、棲息時(shí)間、活動(dòng)頻率等。用RFID采集器采集到的id、采集時(shí)刻及三個(gè)RFID標(biāo)簽識(shí)別器之間的距離建立肉雞的行為特征函數(shù)；用動(dòng)物行為特征數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，可以第一時(shí)間發(fā)覺(jué)疫情的發(fā)生。
[0072](I)奔走速度的行為特征函數(shù)的構(gòu)建
[0073]動(dòng)物的奔走速度可以反映出動(dòng)物的健康狀況和活躍程度。健康狀況良好并且比較活躍的動(dòng)物，在日?；顒?dòng)時(shí)經(jīng)常是快步走或者跑步前進(jìn)；而生病或者不活躍的動(dòng)物的移動(dòng)速度較慢。
[0074]當(dāng)動(dòng)物進(jìn)入RFID標(biāo)簽識(shí)別器的有效識(shí)別區(qū)域時(shí)，RFID標(biāo)簽識(shí)別器就會(huì)采集到這只動(dòng)物的id編碼；當(dāng)動(dòng)物離開(kāi)RFID標(biāo)簽識(shí)別器的有效識(shí)別區(qū)域時(shí)，這只動(dòng)物的id編碼就會(huì)消失。因此一只動(dòng)物的id編碼在一個(gè)RFID標(biāo)簽識(shí)別器消失的時(shí)間與此id編碼在另一個(gè)RFID標(biāo)簽識(shí)別器出現(xiàn)的時(shí)間的時(shí)間差，就可以認(rèn)為是這只動(dòng)物通過(guò)這兩個(gè)RFID標(biāo)簽識(shí)別器之間相鄰距離所需要的時(shí)間。具體公式如下:
[_] V = &(I)
[0076]其中V是動(dòng)物在兩個(gè)RFID標(biāo)簽識(shí)別器之間移動(dòng)的速度，Sr是兩個(gè)RFID標(biāo)簽識(shí)別器之間的距離，tl是動(dòng)物離開(kāi)第一個(gè)RFID標(biāo)簽識(shí)別器的時(shí)間，t2是動(dòng)物進(jìn)入第二個(gè)RFID標(biāo)簽識(shí)別器的時(shí)間。
[0077]由于動(dòng)物并非有目的的從一個(gè)RFID標(biāo)簽識(shí)別器走向另一個(gè)RFID標(biāo)簽識(shí)別器，動(dòng)物在兩個(gè)RFID標(biāo)簽識(shí)別器之間移動(dòng)的時(shí)間差并不一定是直線移動(dòng)的時(shí)間差，因此移動(dòng)時(shí)間大于一定閾值的數(shù)據(jù)就被認(rèn)為是非直線移動(dòng)數(shù)據(jù)而不用于行為特征的計(jì)算。因此選用速度較大的數(shù)據(jù)作為此id編碼的動(dòng)物的奔走速度特征參數(shù)。
[0078](2)動(dòng)物活動(dòng)頻率的行為特征函數(shù)的構(gòu)建
[0079]動(dòng)物的活動(dòng)頻率是其活躍性和健康狀況的重要指標(biāo)之一?；钴S程度較高的動(dòng)物即使有固定的棲息點(diǎn)，也會(huì)經(jīng)常在活動(dòng)場(chǎng)中來(lái)回奔走；而活躍程度較低的動(dòng)物則會(huì)長(zhǎng)時(shí)間停留在同一個(gè)棲息點(diǎn)，不會(huì)經(jīng)常的移動(dòng)。如果動(dòng)物受傷或者患上疾病，其活躍程度就會(huì)大為降低，甚至可能會(huì)一直窩在某個(gè)位置直至死去。如果出現(xiàn)捕食者、強(qiáng)噪音源或者其它會(huì)令動(dòng)物煩躁不安的因素，動(dòng)物的活躍程度則會(huì)大幅上升。由此可見(jiàn)，活動(dòng)頻率除了可以判斷動(dòng)物個(gè)體的優(yōu)劣，還能通過(guò)個(gè)體或群體的活躍程度的變化對(duì)影響動(dòng)物養(yǎng)殖的因素進(jìn)行預(yù)警。
[0080]動(dòng)物進(jìn)入RFID標(biāo)簽識(shí)別器的有效識(shí)別區(qū)域時(shí)，RFID標(biāo)簽識(shí)別器會(huì)一直記錄該動(dòng)物的id編碼直至這只動(dòng)物離開(kāi)有效識(shí)別區(qū)域，這樣一進(jìn)一出可認(rèn)定該動(dòng)物的活動(dòng)次數(shù)增加I次。由于RFID標(biāo)簽識(shí)別器會(huì)因其它動(dòng)物的身體遮擋或者該動(dòng)物處于有效識(shí)別區(qū)域的邊緣位置而無(wú)法實(shí)現(xiàn)id編碼的連續(xù)識(shí)別，因此需要設(shè)置閾值來(lái)消除不連續(xù)的數(shù)據(jù)對(duì)特征函數(shù)的影響。在同一個(gè)RFID標(biāo)簽識(shí)別器中，如果一個(gè)id編碼消失又出現(xiàn)的間隔時(shí)間小于閾值，則可判定這個(gè)id編碼所屬的動(dòng)物只是被干擾而非離開(kāi)了有效識(shí)別區(qū)域。以天為單位對(duì)每一天每只動(dòng)物的活動(dòng)頻率進(jìn)行分析，就能統(tǒng)計(jì)出每只動(dòng)物的活躍程度。通過(guò)對(duì)最新一天的活動(dòng)頻率與過(guò)往的活動(dòng)頻率進(jìn)行對(duì)比，就能發(fā)現(xiàn)活動(dòng)頻率突然升高、降低甚至消失的動(dòng)物的id編號(hào)，讓養(yǎng)殖場(chǎng)工作人員能夠及時(shí)應(yīng)對(duì)疫病等突發(fā)性狀況。
[0081](3)動(dòng)物搶食能力的行為特征函數(shù)的構(gòu)建
[0082]動(dòng)物的進(jìn)食欲望是反映活動(dòng)量和健康狀況的指標(biāo)。在喂食區(qū)和活動(dòng)區(qū)相對(duì)獨(dú)立的養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)，每到飼料投放的時(shí)間，身體健康、活動(dòng)量大的動(dòng)物在飼料投放完畢后會(huì)很快的沖去吃食，并且身強(qiáng)力壯的動(dòng)物會(huì)擠到比較靠前的位置；而身體狀況差或者感染疾病的動(dòng)物則不會(huì)馬上趕往喂食槽，即使有進(jìn)食欲望也會(huì)因?yàn)樯眢w較弱而被擠到后面。
[0083]在喂食區(qū)-活動(dòng)區(qū)之間的通道部署RFID標(biāo)簽識(shí)別器，就可識(shí)別并記錄經(jīng)過(guò)通道的動(dòng)物的id編碼和經(jīng)過(guò)時(shí)間。在養(yǎng)殖場(chǎng)工作人員完成飼料投放后，本發(fā)明以第一個(gè)進(jìn)入通道的id編碼為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，根據(jù)不同時(shí)間段上經(jīng)過(guò)通道的id編碼的數(shù)量，將時(shí)間分為長(zhǎng)度不等的10等份。距離零點(diǎn)最近的時(shí)間段內(nèi)檢測(cè)到的id編碼為最活躍，距離零點(diǎn)最遠(yuǎn)的時(shí)間段內(nèi)監(jiān)測(cè)到的id編碼為最不活躍。
[0084](4)動(dòng)物停留時(shí)間的行為特征函數(shù)的構(gòu)建
[0085]動(dòng)物在RFID標(biāo)簽識(shí)別器的有效識(shí)別區(qū)域內(nèi)停留的時(shí)間也是判斷動(dòng)物活躍程度和健康狀況的因子?；钴S程度較高的動(dòng)物，在棲息點(diǎn)逗留的時(shí)間較短；而活躍程度低或者健康狀況差的動(dòng)物，在棲息點(diǎn)的逗留時(shí)間較長(zhǎng)。
[0086]部分RFID標(biāo)簽識(shí)別器被部署于活動(dòng)場(chǎng)內(nèi)幾個(gè)主要的動(dòng)物棲息點(diǎn)，因此通過(guò)記錄每個(gè)動(dòng)物所屬id編號(hào)進(jìn)入和離開(kāi)這些RFID標(biāo)簽識(shí)別器的有效識(shí)別區(qū)域的時(shí)間，即可計(jì)算出這些動(dòng)物在該區(qū)域內(nèi)逗留的時(shí)間長(zhǎng)度。通過(guò)統(tǒng)計(jì)每天每只動(dòng)物的id編號(hào)在各個(gè)部署于動(dòng)物棲息點(diǎn)的累計(jì)逗留時(shí)間，即可了解到動(dòng)物的活躍程度。如果某只動(dòng)物最近幾天的逗留時(shí)間突然增加，則有可能是這只動(dòng)物受傷或者感染疾病導(dǎo)致活躍程度下降。
[0087]4、動(dòng)物行為數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)法對(duì)動(dòng)物疫情行為的在線監(jiān)察
[0088]對(duì)動(dòng)物行為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲取的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，不僅可以分析出個(gè)體的健康狀況和成長(zhǎng)狀況，還可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)動(dòng)物疫情。本發(fā)明用指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)法對(duì)雞的奔走速度、在棲息地逗留時(shí)間、活動(dòng)頻率、搶食能力進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，可以挖掘出動(dòng)物群體中體弱或者感染疫病的個(gè)體。
[0089]指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)方法是將各評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)量化,得到各評(píng)價(jià)對(duì)象的所有評(píng)價(jià)指標(biāo)的無(wú)量綱的統(tǒng)一得分以后采用指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行指標(biāo)綜合，則可以得到每一動(dòng)物的綜合評(píng)價(jià)值，再根據(jù)綜合評(píng)價(jià)值的高低得出被評(píng)價(jià)動(dòng)物的優(yōu)劣。
[0090]以本發(fā)明的驗(yàn)證測(cè)試為例。首先用用人工方法檢測(cè)，可知有6只肉雞是較明顯強(qiáng)壯健康的，3只是傷病弱小的肉雞，其中I只體重輕體型小，另兩只身體上有明顯的受傷的跡象。6 只強(qiáng)壯的肉雞的 id 編碼是:090A0033、090A0055、090A0059、04160001、090A0037、090A0051 ；3只傷病的雞的id編碼是:070A0061、090A0047、090A0063。在此養(yǎng)殖場(chǎng)部署本發(fā)明后進(jìn)行了 3天的實(shí)地測(cè)試?？偣膊杉?135700條數(shù)據(jù)用做案例分析，部分?jǐn)?shù)據(jù)如表3所示。搶食順序數(shù)值最大的表示最先奔跑到達(dá)喂食槽；在棲息地逗留時(shí)間較短的數(shù)據(jù)表示雞比較活躍；活動(dòng)頻率表示肉雞平均一天進(jìn)出棲息點(diǎn)的次數(shù)，活動(dòng)頻率高的數(shù)據(jù)表示這只雞較活躍。
[0091]表I家禽行為特征值
[0092]

【權(quán)利要求】
1.一種實(shí)現(xiàn)動(dòng)物行為監(jiān)測(cè)的健康指數(shù)評(píng)價(jià)的方法，其特征在于，包括如下步驟: 為每只動(dòng)物佩戴RFID標(biāo)簽，并在動(dòng)物活動(dòng)點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)的RFID標(biāo)簽采集器； 基于RFID采集器和速度行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的移動(dòng)速度，以及對(duì)所有動(dòng)物的移動(dòng)速度基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的移動(dòng)速度加權(quán)值； 基于RFID采集器和搶食能力行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的搶食能力，以及對(duì)所有的動(dòng)物的搶食能力基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的搶食能力加權(quán)值； 基于RFID采集器和活動(dòng)頻率行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的活動(dòng)頻率，以及對(duì)所有的動(dòng)物的活動(dòng)頻率基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的活動(dòng)頻率加權(quán)值； 基于RFID采集器和停留時(shí)間行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的逗留時(shí)間，以及對(duì)所有的動(dòng)物的逗留時(shí)間基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的逗留時(shí)間加權(quán)值； 計(jì)算每只動(dòng)物的綜合加權(quán)值，所述綜合加權(quán)值為每只動(dòng)物的移動(dòng)速度加權(quán)值、搶食能力加權(quán)值、活動(dòng)頻率加權(quán)值和逗留時(shí)間加權(quán)值之和； 基于所有 動(dòng)物的綜合加權(quán)值評(píng)判每只動(dòng)物的健康指數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)動(dòng)物行為監(jiān)測(cè)的健康指數(shù)評(píng)價(jià)的方法，其特征在于，所述基于RFID采集器和速度行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的移動(dòng)速度步驟具體為: 利用最近兩個(gè)RFID采集器的距離與最近兩個(gè)RFID采集器識(shí)別RFID標(biāo)簽的時(shí)間獲得每只動(dòng)物的移動(dòng)速度。
3.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)動(dòng)物行為監(jiān)測(cè)的健康指數(shù)評(píng)價(jià)的方法，其特征在于，所述歸一化處理具體為: 將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布評(píng)分值； 對(duì)正態(tài)分布評(píng)分值按照指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)公式獲得每只動(dòng)物的綜合評(píng)價(jià)值。
4.一種實(shí)現(xiàn)動(dòng)物行為監(jiān)測(cè)的健康指數(shù)評(píng)價(jià)的系統(tǒng)，其特征在于，包括:在每只動(dòng)物佩戴的RFID標(biāo)簽，以及在動(dòng)物活動(dòng)點(diǎn)設(shè)置的RFID標(biāo)簽采集器； 以及移動(dòng)速度加權(quán)值模塊，用于基于RFID采集器和速度行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的移動(dòng)速度，以及對(duì)所有動(dòng)物的移動(dòng)速度基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的移動(dòng)速度加權(quán)值； 以及搶食能力加權(quán)值模塊，用于基于RFID采集器和搶食能力行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的搶食能力，以及對(duì)所有的動(dòng)物的搶食能力基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的搶食能力加權(quán)值； 以及活動(dòng)頻率加權(quán)值模塊，用于基于RFID采集器和活動(dòng)頻率行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的活動(dòng)頻率，以及對(duì)所有的動(dòng)物的活動(dòng)頻率基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的活動(dòng)頻率加權(quán)值； 以及逗留時(shí)間加權(quán)值模塊，用于基于RFID采集器和停留時(shí)間行為特征函數(shù)獲取每只動(dòng)物的逗留時(shí)間，以及對(duì)所有的動(dòng)物的逗留時(shí)間基于歸一化處理，獲得每只動(dòng)物的逗留時(shí)間加權(quán)值； 綜合加權(quán)值模塊，用于計(jì)算每只動(dòng)物的綜合加權(quán)值，所述綜合加權(quán)值為每只動(dòng)物的移動(dòng)速度加權(quán)值、搶食能力加權(quán)值、活動(dòng)頻率加權(quán)值和逗留時(shí)間加權(quán)值之和； 健康指數(shù)評(píng)價(jià)模塊，用于基于所有動(dòng)物的綜合加權(quán)值評(píng)判每只動(dòng)物的健康指數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)動(dòng)物行為監(jiān)測(cè)的健康指數(shù)評(píng)價(jià)的系統(tǒng)，其特征在于，所述移動(dòng)速度加權(quán)值模塊利用最近兩個(gè)RFID采集器的距離與最近兩個(gè)RFID采集器識(shí)別RFID標(biāo)簽的時(shí)間獲得每只動(dòng)物的移動(dòng)速度。
6.如權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)動(dòng)物行為監(jiān)測(cè)的健康指數(shù)評(píng)價(jià)的系統(tǒng)，其特征在于，所述歸一化處理具體為: 將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布評(píng)分值； 對(duì)正態(tài)分布評(píng)分值按照指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)公式獲得每只動(dòng)物的綜合評(píng)價(jià)值。
【文檔編號(hào)】G06K7/00GK104077550SQ201410273554
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】陳聯(lián)誠(chéng), 郭立宏, 段文杰, 張飛揚(yáng) 申請(qǐng)人:胡月明, 廣東友元國(guó)土信息工程有限公司