基于不確定性支持向量分類的智能營養(yǎng)配比方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于智能配料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于不確定性支持向量分類的智能 營養(yǎng)配比方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近幾年，我國奶牛養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展迅速，奶牛的日糧結(jié)構(gòu)不僅影響到日糧的成 本、飼料的利用效率，而且最終會影響奶牛本身的健康和乳品質(zhì)，但是，目前，眾多飼養(yǎng)戶仍 停留在經(jīng)驗手工配料階段，不利于奶牛養(yǎng)殖業(yè)綜合競爭能力的提高。另外，奶牛養(yǎng)殖過程與 農(nóng)場管理的復(fù)雜性決定了奶牛配料的特殊性，而傳統(tǒng)的配料系統(tǒng)僅考慮單一目標(biāo)，不能有 效解決奶牛養(yǎng)殖過程的精細(xì)養(yǎng)殖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種基于不確定性支持向量分類的智能營 養(yǎng)配比方法和系統(tǒng)，能夠智能得到符合農(nóng)場現(xiàn)有農(nóng)場資源的最優(yōu)配比的混合飼料，實現(xiàn)奶 牛養(yǎng)殖過程的精細(xì)養(yǎng)殖。
[0004] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0005] 本發(fā)明提供一種基于不確定性支持向量分類的智能營養(yǎng)配比方法，包括以下步 驟：
[0006] S1，數(shù)據(jù)庫中存儲與各只被監(jiān)測奶牛ID分別對應(yīng)的奶牛歷史監(jiān)測信息；所述奶牛 歷史監(jiān)測信息包括奶?；拘畔ⅰ⒛膛v史飼喂信息、奶牛歷史生活環(huán)境信息、奶牛歷史狀 態(tài)信息、生奶品質(zhì)評價指標(biāo)和生奶品質(zhì)的不確定性評價結(jié)果；其中，所述奶牛歷史飼喂信息 包括所飼喂的各營養(yǎng)物質(zhì)配比；生奶品質(zhì)的不確定性評價結(jié)果包括優(yōu)質(zhì)奶質(zhì)和普通奶質(zhì)， 通過以下方法獲得：由若干個專家或者專業(yè)品奶師對于各項評價指標(biāo)分別評價，若各項評 價指標(biāo)的評價結(jié)果均為優(yōu)，則得出所評價的生奶為優(yōu)質(zhì)奶質(zhì)的結(jié)論；否則，得出所評價的生 奶為普通奶質(zhì)的結(jié)論；
[0007] S2,當(dāng)需要確定指定被監(jiān)測奶牛當(dāng)日所需營養(yǎng)物質(zhì)配比時，通過讀卡器讀取固定 在所述指定被監(jiān)測奶牛上的RFID標(biāo)簽，獲得指定被監(jiān)測奶牛ID;同時，采集當(dāng)日奶牛生活 環(huán)境信息和當(dāng)日奶牛狀態(tài)信息；
[0008] 將所述被監(jiān)測奶牛ID、所述當(dāng)日奶牛生活環(huán)境信息和當(dāng)日奶牛狀態(tài)信息發(fā)送到服 務(wù)器；
[0009] S3,所述服務(wù)器讀取數(shù)據(jù)庫，獲得與所述被監(jiān)測奶牛ID對應(yīng)的1天的奶牛歷史監(jiān) 測信息，以1天的奶牛歷史監(jiān)測信息作為訓(xùn)練樣本集、/丨）(-VA、八）}，采用 基于不確定性支持向量機(jī)構(gòu)建被監(jiān)測奶牛的營養(yǎng)需要模型；
[0010] 其中，Xi代表第i天的多維特征向量，多維特征向量的各維度特征值即為奶牛歷史 監(jiān)測信息中的某一具體參數(shù)值；Pi+表示對于第i天的生奶，評價生奶為優(yōu)質(zhì)奶質(zhì)的專家數(shù) 量；pr表示對于第i天的生奶，評價生奶為普通奶質(zhì)的專家數(shù)量；
[0011] S4,將當(dāng)日奶牛生活環(huán)境信息、當(dāng)日奶牛狀態(tài)信息以及初始營養(yǎng)需要配比作為所 述營養(yǎng)需要模型的輸入，通過迭代運算，不斷調(diào)整優(yōu)化初始營養(yǎng)需要配比，最終得到優(yōu)質(zhì)牛 奶的營養(yǎng)需要配比；
[0012] S5,建立多目標(biāo)函數(shù)和約束條件；
[0013] 其中，多目標(biāo)函數(shù)為：
[0014] c〇st-min (最小值）sPA+pa+pa+pa
[0015] Uselmax (最大值）=A11F11X1+A21F21X2+A31F31X3+…+AmlFmlXm
[0016] Use2max (取大值）…+Am2Fm2Xm
[0017] Use3max (取大值）-A13F13X1+A23F23X2+A33F33X3+…+Am3Fm3Xm
[0018] ......
[0019] Usenmax (最大值）…+AmnFmnXm
[0020] 約束條件為：
[0021] Lj^Xj^Hj(i=l,2,
[0022] Xj^Qi(i=l, 2, -,m)
[0023] Xi+X2+X3+…
[0024] A11X1+A21X2+A31X3+--- +AmlXm=Y1
[0025] +Am2Xm-Y2
[0026] A13X1+A23X2+A33X3+... +Am3Xm-Y3
[0027] ......
[0028] AlnX! +A2nX2+A3nX3+? ? ? +AmnXm=Yn
[0029] 其中，Qi，Q2，???％分別為已有的m種飼料的質(zhì)量；
[0030]Pi，P2，…Pm分別為各種飼料的單價；
[0031] An，A12，…Aln ;分別為第一種飼料所包含的各營養(yǎng)物質(zhì)的含量，n為該種飼料所包 含的營養(yǎng)物質(zhì)的數(shù)量；
[0032] A21，A22，…A2n ;分別為第二種飼料所包含的各營養(yǎng)物質(zhì)的含量，n為該種飼料所包 含的營養(yǎng)物質(zhì)的數(shù)量；
[0033] Aml，Am2，…Amn ;分別為第m種飼料所包含的各營養(yǎng)物質(zhì)的含量，n為該種飼料所包 含的營養(yǎng)物質(zhì)的數(shù)量；
[0034] Fn，F(xiàn)12，…Fln ;分別為第一種飼料所包含的各營養(yǎng)物質(zhì)的消化率和利用率，n為該 種飼料所包含的營養(yǎng)物質(zhì)的數(shù)量；
[0035] F21，F(xiàn)22，…F2n ;分別為第二種飼料所包含的各營養(yǎng)物質(zhì)的消化率和利用率，n為該 種飼料所包含的營養(yǎng)物質(zhì)的數(shù)量；
[0036] Fml，F(xiàn)m2，…Fmn ;分別為第m種飼料所包含的各營養(yǎng)物質(zhì)的消化率和利用率，n為該 種飼料所包含的營養(yǎng)物質(zhì)的數(shù)量；
[0037] YpY2，…，Yn分別為奶牛當(dāng)日所需n種營養(yǎng)物質(zhì)的比例；
[0038] Y為奶牛當(dāng)日所需飼料量；
[0039] LpL2,L3，…，Lm分別為m種詞料的最低詞喂限量；
[0040] 氏，H2,H3，…，Hm分別為m種飼料的最高飼喂限量；
[0041] Xi，X2，X3，…，Xm分別為m種飼料當(dāng)日的供應(yīng)量，為輸出值；
[0042]S6,采用極大極小值法對所述多目標(biāo)函數(shù)求解，得到基于現(xiàn)有農(nóng)場資源的當(dāng)日最 優(yōu)m種飼料的供應(yīng)量；
[0043] S7,根據(jù)S6計算得到的m種飼料的供應(yīng)量，使用控制設(shè)備智能識別并稱量組合，得 到滿足需求的混合飼料。
[0044] 優(yōu)選的，S1中，所述奶牛基本信息包括奶牛品種、奶牛年齡、養(yǎng)殖階段、奶牛分娩胎 次和免疫歷史；所述奶牛歷史飼喂信息包括飼喂量以及所飼喂的各營養(yǎng)物質(zhì)配比，其中，所 述營養(yǎng)物質(zhì)配比為蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、碳水化合物含量、礦物質(zhì)含量、維生素含量、水分 含量；所述奶牛歷史生活環(huán)境信息包括溫度、濕度、光照、通風(fēng)狀況、PM2. 5、空氣氧氣含量、 空氣氮氣含量；所述奶牛歷史狀態(tài)信息包括日首次飼喂前體重、首次飼喂前一日累計行走 步數(shù)；所述生奶品質(zhì)評價指標(biāo)包括外觀顏色、組織形態(tài)和滋氣味。
[0045] 優(yōu)選的，S3中，米用基于不確定性支持向量機(jī)構(gòu)建被監(jiān)測奶牛的營養(yǎng)需要模型具 體為：采用徑向基函數(shù)作為核函數(shù)，將非線性問題擴(kuò)展到高位空間線性化處理，進(jìn)而基于 不確定性支持向量機(jī)構(gòu)建被監(jiān)測奶牛的營養(yǎng)需要模型。
[0046] 優(yōu)選的，S4中，所述初始營養(yǎng)需要配比通過以下方法獲得：
[0047] 根據(jù)奶牛營養(yǎng)需要數(shù)據(jù)量或前一天奶牛營養(yǎng)攝入量預(yù)給出初始營養(yǎng)需要配比。 [0048]本發(fā)明還提供一種基于不確定性支持向量分類的智能營養(yǎng)配比系統(tǒng)，包括傳感 層、數(shù)據(jù)傳輸層和數(shù)據(jù)處理層；
[0049] 所述傳感層包括分別固定在各只奶牛上的RFID標(biāo)簽，用于存儲該只奶牛的ID ;
[0050] 所述數(shù)據(jù)傳輸層為由若干個RFID標(biāo)簽所組成的無線傳感網(wǎng)絡(luò)；
[0051] 所述數(shù)據(jù)處理層包括以下模塊：
[0052] 數(shù)據(jù)庫，用于存儲與各只被監(jiān)測奶牛ID分別對應(yīng)的奶牛歷史監(jiān)測信息；所述奶牛 歷史監(jiān)測信息包括奶?；拘畔?、奶牛歷史飼喂信息、奶牛歷史生活環(huán)境信息、奶牛歷史狀 態(tài)信息、生奶品質(zhì)評價指標(biāo)和生奶品質(zhì)的不確定性評價結(jié)果；其中，所述奶牛歷史飼喂信息 包括所飼喂的各營養(yǎng)物質(zhì)配比；生奶品質(zhì)的不確定性評價結(jié)果包括優(yōu)質(zhì)奶質(zhì)和普通奶質(zhì)， 通過以下方法獲得：由若干個專家或者專業(yè)品奶師對于各項評價指標(biāo)分別評價，若各項評 價指標(biāo)的評價結(jié)果均為優(yōu)，則得出所評價的生奶為優(yōu)質(zhì)奶質(zhì)的結(jié)論；否則，得出所評價的生 奶為普通奶質(zhì)的結(jié)論；
[0053] 營養(yǎng)需要模型構(gòu)建模塊，用于獲得與所述被