專利名稱：一種精細智能化養(yǎng)豬設備的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及智能化養(yǎng)殖領域，尤其涉及一套信息技術(shù)應用和計算機視覺圖像 處理的精細智能化養(yǎng)豬設備。
背景技術(shù)：
近些年，品種多樣化、功能專業(yè)化、規(guī)模大型化、定量精確化、控制自動化、管理技 術(shù)數(shù)字信息化和注意環(huán)境可持續(xù)發(fā)展是國際上發(fā)達國家的養(yǎng)豬業(yè)主要發(fā)展方向。借助計算 機處理數(shù)字信息和自動控制方向，尚處于探討和試驗研究階段；而數(shù)字化精細養(yǎng)豬技術(shù)研 究是當今畜牧業(yè)發(fā)展研究的熱點之一。對養(yǎng)豬業(yè)來說，主要以養(yǎng)豬生產(chǎn)流程中各個環(huán)節(jié)為 研究或控制對象，針對品種、繁育、飼料、飼養(yǎng)、防疫、設備、環(huán)境、工藝等環(huán)節(jié)，大范圍地應用 計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)和相關的生物技術(shù)，實現(xiàn)了飼養(yǎng)全程的數(shù)字化、科學 化、精細化和優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)化。目前養(yǎng)豬設備主要在向機械自動化方向發(fā)展，譬如房舍環(huán)境控制 自動化、濕料自動飼喂線等研究；尚未實現(xiàn)智能化管理。圖像處理在控制和監(jiān)測方向的研究 是非常廣泛的，但應用畜牧業(yè)也并不多；而且現(xiàn)在非常流行的應用于機器人視覺的全方位 視覺傳感器的應用非常少，因此利用全方位視覺傳感器開發(fā)一套信息技術(shù)應用和計算機視 覺圖像處理的精細智能化養(yǎng)豬系統(tǒng)及裝置是非常必要的。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種精細智能化養(yǎng)豬設備，以實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)和保證養(yǎng) 豬良好地生活環(huán)境，促進豬的良好的生長和發(fā)育；實時監(jiān)測豬的生長狀態(tài)，實現(xiàn)飼養(yǎng)全程的 數(shù)字化、科學化、精細化和優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)化和預防病疫，具有非常重要的實用意義。本實用新型的技術(shù)方案一種精細智能化養(yǎng)豬設備，包括豬舍、攝像機、全方位 視覺傳感器、溫度調(diào)節(jié)器、控制電腦、濕度調(diào)節(jié)器、進食調(diào)節(jié)器、無線發(fā)射器、程序控制器、濕 度傳感器、溫度傳感器、機架、三腳架、無線電、綜合管理系統(tǒng)中心，其中視覺傳感器、溫度傳 感器和濕度傳感器均通過機架安裝于豬舍內(nèi)，其中機架上還設置有包括處理模塊和儲存模 塊的控制電腦和控制部分內(nèi)的程序控制器，所述控制電腦經(jīng)無線發(fā)射器接入綜合管理系統(tǒng) 中心，所述視覺傳感器采用的是全方位視覺傳感器，固定在三腳架上安裝的機架上，所述三 腳架位于豬舍中央位置；所述溫度傳感器和所述濕度傳感器分別安裝于機架下方，所述控 制部分包括程序控制器，所述程序控制器連接有控制電腦、無線發(fā)射器和PCL繼電器，其中 控制電腦上連接程序控制器中的驅(qū)動模塊，其中驅(qū)動模塊包括驅(qū)動無線發(fā)射器與通過PCL 繼電器連接的溫度調(diào)節(jié)器、濕度調(diào)節(jié)器和進食調(diào)節(jié)器。在本實用新型中，通過視覺傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器采集豬舍的圖像數(shù) 據(jù)、溫度和濕度數(shù)據(jù)，并將其存儲入數(shù)據(jù)庫；所述數(shù)據(jù)庫包括豬的生長發(fā)育數(shù)據(jù)庫、習性活 動數(shù)據(jù)庫和生病異常數(shù)據(jù)庫，所述生長發(fā)育數(shù)據(jù)庫是指豬生長發(fā)育與食物配方模型；所述 習性活動數(shù)據(jù)庫指豬平常不同的活動狀態(tài)表示不同的需求的數(shù)據(jù)庫，包括進食需求、生理 要求及心理煩躁不安；所述生病異常數(shù)據(jù)庫是豬即將生病或已經(jīng)生病顏色、行動變化的數(shù)據(jù)庫；綜合豬的生長發(fā)育數(shù)據(jù)庫、習性活動數(shù)據(jù)庫和生病異常數(shù)據(jù)庫，導入計算機生成養(yǎng)豬 專家中心。本實用新型的工作原理詳細如下采用全方位視覺傳感器采集數(shù)據(jù)，建立一種包 括綜合豬的生長發(fā)育數(shù)據(jù)庫、習性活動數(shù)據(jù)庫和生病異常的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理中心；通過安 裝于豬舍內(nèi)的全方位視覺傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器分別采集豬的活動狀態(tài)數(shù)據(jù)和 豬舍的環(huán)境數(shù)據(jù)，實施對豬舍的現(xiàn)場監(jiān)測，包括豬舍的環(huán)境條件及豬的狀態(tài)，從環(huán)境數(shù)據(jù)中 提取數(shù)據(jù)特征，通過無線網(wǎng)絡傳輸，輸入控制電腦中，整理數(shù)據(jù)后，PCL程序控制器觸發(fā)無線 發(fā)射器(已加入連接控制線)；綜合管理系統(tǒng)中心收到數(shù)據(jù)后，進行解析處理，通過無線網(wǎng) 絡反饋給控制電腦；沒有異常的情況下，控制電腦發(fā)布指令驅(qū)動程序控制器來控制PCL繼 電器1)到喂食時間，通過PCL繼電器控制進食開關進行喂養(yǎng)；2)豬舍環(huán)境高于或低于適 度溫度(一般豬舍的適宜溫度標準，哺乳仔豬為25°C 30°C，生長豬20°C 23°C，成年豬 15°C 18°C )是，通過PCL繼電器控制溫度調(diào)節(jié)開關，降低或升高溫度，直至溫度達到適度 溫度，然后再通過PCL繼電器關閉溫度調(diào)節(jié)開關；3)豬舍環(huán)境高于或低于適度濕度(一般 豬舍的相對濕度控制在50% 70%為宜)，通過PCL繼電器控制濕度調(diào)節(jié)開關，加熱通風 或噴水霧，直至適度達到適度濕度，然后再通過PCL繼電器關閉濕度調(diào)節(jié)開關。如有異常情 況，綜合管理系統(tǒng)中心進行病情診斷并通知控制電腦報警通知飼養(yǎng)員人工進行處理，來實 現(xiàn)全自動化、精細化完成整個養(yǎng)豬系統(tǒng)的工作。本實用新型所述精細智能化養(yǎng)豬方法及系統(tǒng)利用全方位視覺傳感器采集數(shù)據(jù)建 立養(yǎng)豬專家中心，再實時采集現(xiàn)場控制電腦發(fā)來的數(shù)據(jù)，進行解析處理，反饋給控制電腦發(fā) 布進食或調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù)命令或診斷病情的存在來實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)和保證養(yǎng)豬良好地生活環(huán) 境，促進豬的良好的生長和發(fā)育；實時監(jiān)測豬的生長狀態(tài)，實現(xiàn)飼養(yǎng)全程的數(shù)字化、科學化、 精細化和優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)化和預防病疫。有益效果本實用新型實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)和保證養(yǎng)豬良好地生活環(huán)境，促進豬的良好的生長和發(fā) 育；實時監(jiān)測豬的生長狀態(tài)，實現(xiàn)飼養(yǎng)全程的數(shù)字化、科學化、精細化和優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)化和預防 病疫，具有非常重要的實用意義。

圖1是本實用新型裝置構(gòu)成示意圖；圖2是本實用新型中心生成流程圖；圖3是本實用新型工作原理圖；圖中，1豬舍、2攝像機、3.全方位視覺傳感器、4溫度調(diào)節(jié)器、5控制電腦、6濕度調(diào) 節(jié)器、7進食調(diào)節(jié)器、8無線發(fā)射器、9程序控制器、10濕度傳感器、11溫度傳感器、12機架、 13三腳架、14無線電、15綜合管理系統(tǒng)中心。
具體實施方式
為了使本實用新型的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、工作流程、使用方法達成目的與功效易 于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本實用新型。如圖1、圖2、圖3所示，本實施例所述精細智能化養(yǎng)豬系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)生成部分、綜合管理系統(tǒng)中心及控制部分1)數(shù)據(jù)采集在20X20_m的成年豬舍1中，采用視覺傳感器、空氣溫度傳感器 (DX-ST) 10和空氣濕度傳感器11分別采集相關數(shù)據(jù)，所述視覺傳感器是指采用全方位視覺 傳感器，通過機架12固定在三腳架13上，所述三腳架13固定在豬舍1的中央位置；所述全 方位視覺傳感器是由普通攝像機2和雙曲線曲面及附件組合3組合而成，利用全方位視覺 傳感器采集豬的活動數(shù)據(jù)、顏色數(shù)據(jù)和發(fā)育數(shù)據(jù)；所述溫度傳感器10安裝在機架12下方， 采集環(huán)境的溫度數(shù)據(jù)；所述濕度傳感器11安裝在機架12下方，采集環(huán)境的濕度數(shù)據(jù)。所述 數(shù)據(jù)處理是指上述傳感器采集的所有數(shù)據(jù)輸入控制電腦5提取圖像特征數(shù)據(jù)，所述控制電 腦5固定在機架12上，作為現(xiàn)場豬舍1的控制中心。2)數(shù)據(jù)儲存將圖像處理提取的特征數(shù)據(jù)和溫度、濕度數(shù)據(jù)儲存到現(xiàn)場控制電腦 5中。3)數(shù)據(jù)輸送將儲存在控制電腦5的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡14傳輸?shù)骄C合管理系統(tǒng) 中心15 ；也通過無線網(wǎng)絡14將綜合管理系統(tǒng)中心15的命令數(shù)據(jù)傳輸回控制電腦5。所述 無線網(wǎng)絡14的無線發(fā)射器8與PCL程序控制器9相連，并接受程序控制器9的指令，開、關 無線發(fā)射器8。所述綜合管理系統(tǒng)中心15實現(xiàn)的是結(jié)合數(shù)據(jù)庫生成部分將現(xiàn)場電腦5發(fā)回的 數(shù)據(jù)進行解析處理，反饋進食或調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù)命令或診斷病情的存在；所述數(shù)據(jù)庫生成包 括豬的生長發(fā)育數(shù)據(jù)庫、習性活動數(shù)據(jù)庫和生病異常的數(shù)據(jù)庫生成，在分析已經(jīng)經(jīng)過科學 家研究整理成的現(xiàn)有的通過普通相機生成的包括生長發(fā)育、習性活動和病情診斷數(shù)據(jù)庫數(shù) 據(jù)的基礎上，采用全方位視覺傳感器重新采集數(shù)據(jù)，全方位視覺傳感器一次采集360°范圍 的圖像，簡化普通相機須融合圖像的復雜過程，并且采集圖像不需移動視覺傳感器，并且在 一個豬舍只需一臺，比使用普通相機簡單，低成本和高運算速度。提取全方位相機生成的 相應圖像特征，建立一種與普通相機圖像特征數(shù)據(jù)不同的數(shù)據(jù)庫；所述生長發(fā)育數(shù)據(jù)庫生 成是指建立豬生長發(fā)育與食物配方模型，調(diào)整進食量和配方；所述習性活動數(shù)據(jù)庫生成指 建立豬平常不同的活動狀態(tài)表示不同的需求的數(shù)據(jù)庫，包括進食需求、生理要求及心理煩 躁不安；所述生病異常數(shù)據(jù)庫生成是建立豬即將生病或已經(jīng)生病顏色、行動變化的數(shù)據(jù)庫； 綜合豬的生長發(fā)育數(shù)據(jù)庫、習性活動數(shù)據(jù)庫和生病異常的數(shù)據(jù)庫，導入計算機生成養(yǎng)豬專 家中心。所述養(yǎng)豬專家中心的具體生成過程包括以下步驟1)整理已有的生長發(fā)育、習性活動和病情診斷數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，并分類輸入計算機生 成文件保存；2)根據(jù)保存的生成文件按順序用全方位視覺傳感器(攝像機2和曲面及附件組合 3)從高處對豬群進行時序間隔的圖像采集，圖像直接輸入計算機5中；3)根據(jù)不同的病情采集RGB不同彩色圖像，提取紅、綠、藍顏色的像素點數(shù)據(jù)，生 成豬生病顏色診斷數(shù)據(jù)庫；4)根據(jù)不同生長發(fā)育階段的豬群，采集RGB彩色圖像后，圖像平滑后使用圖像邊 緣分割，圖像二值化后，對分割區(qū)域描述數(shù)據(jù)生成生長發(fā)育的基本數(shù)據(jù)庫；結(jié)合生長發(fā)育與 食物配方模型，建立豬生長發(fā)育與食物配方模型，調(diào)整進食量和配方數(shù)據(jù)庫；5)根據(jù)豬不同的習性活動(包括普通狀態(tài)、進食需求、生理需求和和生病狀態(tài))，采集RGB彩色圖像后，采用小波算法算出光流運動，根據(jù)光流變化概率的不同數(shù)據(jù)建立習 性活動數(shù)據(jù)庫；6)生病顏色診斷數(shù)據(jù)庫和生病狀態(tài)生成的活動數(shù)據(jù)庫綜合建立生病異常數(shù)據(jù)庫。養(yǎng)豬專家中心即為綜合管理系統(tǒng)中心15，通過無線網(wǎng)絡14連接各個現(xiàn)場養(yǎng)豬廠 1，接收來自現(xiàn)場的控制電腦5發(fā)回的數(shù)據(jù)，進行解析處理，反饋給控制電腦5發(fā)布進食或調(diào) 節(jié)環(huán)境參數(shù)命令或診斷病情的存在。所述控制部分包括程序控制器9 ；所述程序控制器9固定在機架12上，一端與控 制電腦5連接，另一端與無線發(fā)射器8、通過PCL繼電器連接固定于豬舍一端墻上的溫度調(diào) 節(jié)器4、濕度調(diào)節(jié)器6、進食調(diào)節(jié)器7 ；溫度調(diào)節(jié)器4與加熱裝置空調(diào)連接，濕度調(diào)節(jié)器6控制 安裝在墻上的風扇和電動噴水裝置；接收控制電腦5的命令并控制無線發(fā)射器8、通過PCL 繼電器控制溫度調(diào)節(jié)器4、濕度調(diào)節(jié)器6、進食調(diào)節(jié)器7的開和關，實現(xiàn)豬舍1環(huán)境的有效管 理和科學進食。當控制電腦5未收到綜合管理系統(tǒng)中心15的異常消息是，控制電腦5按喂 食時間安排在上午8:30，中午12:30和下午6:30發(fā)布指令驅(qū)動程序控制器9和PCL繼電 打開進食開關約10分鐘進行喂養(yǎng)；當溫度傳感器測量豬舍環(huán)境高于18°C或低于15°C時，通 過PCL繼電器控制溫度調(diào)節(jié)開關，降低或升高溫度，直至溫度達到范圍15°C 18°C，然后再 通過PCL繼電器關閉溫度調(diào)節(jié)開關；當濕度傳感器測量豬舍環(huán)境相對濕度高于70%時，通 過pCL繼電器控制濕度調(diào)節(jié)開關，打開風扇通風；當濕度傳感器測量豬舍環(huán)境相對濕度低 于50%時，通過PCL繼電器控制濕度調(diào)節(jié)開關，打開電動噴水裝置進行噴水霧；直至豬舍相 對濕度達到50% 70%，然后再通過PCL繼電器關閉濕度調(diào)節(jié)開關。當控制電腦5收到綜 合管理系統(tǒng)中心15的異常消息是，綜合管理系統(tǒng)中心進行病情診斷并通知控制電腦發(fā)聲 報警通知飼養(yǎng)員人工進行處理。出錯率在3. 8%以下，較好地完成養(yǎng)豬的精細化作業(yè)。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行 業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述 的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還 會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型 要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求一種精細智能化養(yǎng)豬設備，包括豬舍、攝像機、全方位視覺傳感器、溫度調(diào)節(jié)器、控制電腦、濕度調(diào)節(jié)器、進食調(diào)節(jié)器、無線發(fā)射器、程序控制器、濕度傳感器、溫度傳感器、機架、三腳架、無線電、綜合管理系統(tǒng)中心，其特征在于，所述的視覺傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器通過機架安裝于豬舍內(nèi)，所述視覺傳感器采用的是全方位視覺傳感器，固定在三腳架上安裝的機架上，所述三腳架位于豬舍中央位置，所述溫度傳感器和所述濕度傳感器分別安裝于機架下方，所述控制部分包括程序控制器，所述程序控制器連接有控制電腦、無線發(fā)射器和PCL繼電器，控制電腦上連接程序控制器中的驅(qū)動模塊，驅(qū)動模塊包括驅(qū)動無線發(fā)射器與通過PCL繼電器連接的溫度調(diào)節(jié)器、濕度調(diào)節(jié)器和進食調(diào)節(jié)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1一種精細智能化養(yǎng)豬設備，其特征在于，所述的機架上還設置有包 括處理模塊和儲存模塊的控制電腦和控制部分內(nèi)的程序控制器，所述控制電腦經(jīng)無線發(fā)射 器接入綜合管理系統(tǒng)中心。
專利摘要一種精細智能化養(yǎng)豬設備，通過設置在各個豬舍內(nèi)的采集裝置對豬舍進行實時數(shù)據(jù)采集，并將該實時數(shù)據(jù)輸入已生成的養(yǎng)豬專家中心，由綜合管理系統(tǒng)中心對數(shù)據(jù)進行解析處理，得出處理結(jié)果，通過位于各個豬舍的控制電腦發(fā)出控制指令，驅(qū)動相應的驅(qū)動模塊進行相關操作。本實用新型保證了豬良好地的養(yǎng)殖環(huán)境，促進豬的良好的生長和發(fā)育；能夠?qū)崟r監(jiān)測豬的生長狀態(tài)，實現(xiàn)了飼養(yǎng)全程的數(shù)字化、科學化、精細化和優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)化和預防病疫，具有非常重要的實用意義。
文檔編號A01K1/00GK201718290SQ201020189008
公開日2011年1月26日 申請日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者吳飛, 戴思慧, 李旭, 李明, 湯峰, 潘景富 申請人:湖南農(nóng)業(yè)大學