一种监测生猪疾病和分娩的智能穿戴式系统技术方案

本发明专利技术涉及一种监测生猪疾病和分娩的智能穿戴式系统，所述系统包括可穿戴设备，设置于可穿戴设备内部的体征参数传感器，信号采集模块，微控制器模块，无线数据传输模块，云平台，智能分析算法以及远程终端显示界面；体征参数传感器安置在可穿戴设备的正面内侧，通过直接接触测量多体征信号，将数字信号直接传入信号节点处理，无线数据传输模块将采集到的生猪多体征参数信息传输到云平台，在云平台上通过智能算法(局域长短时记忆网络场)实现对生猪的疾病和分娩的监测，并在终端界面实时显示。该云平台上存储了基于前期收集的数据建立生猪穿戴式多体征参数大数据库。该系统降低对人工的依赖，推动生猪养殖过程的规模化、协同化与精细化。化与精细化。化与精细化。

【技术实现步骤摘要】
一种监测生猪疾病和分娩的智能穿戴式系统


[0001]本专利技术涉及一种系统，具体涉及一种监测生猪疾病和分娩的智能穿戴式系统，属于大数 据人工智能


技术介绍

[0002]随着人们生活水平的不断提高，猪肉类食品需求的不断增加，猪肉价格指数在CPI中占 据重要地位，因此生猪养殖产业的发展紧密关系国计民生。在生猪养殖过程中，分娩和疾病 是最为关键的两个环节。一方面，准确、实时地监控并预测生猪分娩时间，可以有效预测生 猪存栏增加数量并据此进行合理的养殖规划，有利于提升生猪养殖的产量与质量。另一方面， 疾病严重危害生猪自身存活率以及猪肉质量，若不及时发现、隔离并加以治疗，很可能引起 大面积生猪疾病与死亡。
[0003]目前我国生猪养殖模式整体较为传统，绝大多数生猪养殖场仍依赖于饲养员的经验积累 与连续观察方式来判断生猪养殖和分娩。这种方式人力负担繁重、工作效率低，容易出现疏 忽并造成损失。此外，人与猪的频繁接触将大幅提升人畜疾病传播风险。近年来，人们对工 作环境要求逐步提升，养殖场常出现饲养员招聘困难的现象。人力资源成本不断增加，从而 造成养猪成本不断升高。成本高和效率低等问题大大制约了生猪养殖业的规模化发展。
[0004]针对于生猪的智能穿戴式监测技术，我国目前仍处于萌芽阶段，而且对于实现生猪多体 征参数信号协同采集并同时抑制噪声干扰的可穿戴设备，以及基于穿戴式体征参数的生猪疾 病和分娩有效判别算法，尚处空白。经调研所知，南京农业大学张宏团队研制出基于心电传 感器及无线射频模块的穿戴式猪用心电监测系统，猪在不同的健康水平、运动状态下的心电 波形和心率都有差异，心电信号可作为猪的行为分析、健康监测的一项重要指标。该系统能 够准确测量猪的心电数据，并能根据心电波形，计算出猪心率，并在服务器端通过计算获取 猪的心率值。此外，睿畜科技公司研制出生猪可穿戴设备，并构建“智能猪联网”，该公司 开发了一套可实时监测生猪生理指数的智能传感系统，通过为生猪佩戴可穿戴测温设备，采 集生猪的体温数据。这些数据会实时上传到云端，经过云端的AI算法模型处理后会输出对猪 生理情况的判断，监测生猪是否处于排卵期，以及是否生病，实现实时监测生猪状态的功能。 该两种技术注重穿戴式设备硬件方面研发，缺点是，所获取体征参数单一，缺少后续的智能 算法分析，若利用不同体征参数存在一定的互补性，通过可靠的多体征参数的采集与分析会 大大增加生猪疾病与分娩监测的有效性及稳定性。另外南京农业大学刘申龙团队，设计了一 种基于三轴加速度传感器和无线传感网络的生猪产前行为特征实时监测系统，该系统能够正 确检测出生猪躺卧、站立、吃料、筑窝等典型行为，通过快速采集和传输母猪运动信息，用 于判断母猪分娩时间。但该系统由于只依赖生猪运动信息，缺乏体征参数，因此无法对生猪 分娩和疾病状态进行高效分析。同样，该技术采用传统的K均值聚类算法作为分类器，无法 应对强噪音干扰，从而大大限制了系统性能。
[0005]技术专利201821117180.1记载了一种佩戴式生猪体征信息监测装置，该装置
中使用 2种数字温度传感器(数字温度传感器I和数字温度传感器II)，分别与微处理器(8)连接， 六轴加速度传感器(6)与微处理器(8)连接,WiFi模组(9)与微处理器(8)连接,所述微处理器 (8)、数字温度传感器I、六轴加速度传感器(6)、WIFi模组(9)集成在电路板(4)的一侧，数 字温度传感器II集成在电路板(4)的另一侧；电源(7)与所述微处理器(8)连接，所述电源(7) 与集成后的电路板(4)封装在外壳(5)内，且在电路板(4)与外壳(5)之间设置隔温层(3)；所 述外壳(5)通过3M医用双面贴片黏附于猪的颈部位置，数字温度传感器I的数字温度传感器 探头1(1)贴附于生猪颈部，数字温度传感器II的数字温度传感器探头II(2)穿过隔温层(3) 及外壳(5)与空气接触。所述佩戴装置通过使用外壳为载体将传感器节点、传输节点和微处理 器集成一体，并使用3M医用双面贴片将外壳粘附于生猪颈部，实现对生猪颈部体温与行为的 实时监测。当生猪的体温或行为异常时监测装置能够及时预警，从而对生猪个体进行隔离和 治疗。所述装置可以帮助饲养员快速准确找到患有疾病的生猪个体，降低猪瘟病、猪流感在 猪群传播的风险。但所述装置仅监测体温一种体征参数，反应的生猪状态信息有限，不适用 生猪分娩状态的监测与判断。此外没有使用高效的算法实现精准预测。因此，专利技术一种面向 生猪的可穿戴多体征参数采集设备对于构建动态数据平台、提升生猪养殖业的数字信息智能 化具有重要意义和应用前景。
[0006]专利技术专利201710272451.4记载了一种猪只健康智能监测方法及其系统。该系统监测方法 的步骤如下，猪只安装上电子耳标，给一只及多只猪只分配不同的ID；记录上述一只及多只 猪只的采食情况和运动情况，将猪只ID、对应猪只的采食情况和运动情况输入数据库；给猪 只的采食情况和运动情况的变化分别设定阈值；对数据库里的数据进行分析，若所采集的猪只 的数据变化大于阈值时，系统会将异常猪只的信息发送至智能显示终端进行报警信息显示。 所述专利技术可根据猪只的运动情况、采食情况、是否咳嗽等来分析猪只是否患病,并能实现每周 7天、每天24小时不间断地自动进行猪只疾病分析和监控。该系统通过监测数据自动进行对 猪只健康状态分析，并能进一步对疾病猪只进行标识，实现猪只监测的自动化，极大地节约 了人力成本。但此种方法依赖于提前设置的数据变化阈值，当阈值设置不当时，会严重影响 猪只疾病分析判断的准确性，而且并没有采集生理参数，很难实现精准预测。目前，我国面 向生猪智能穿戴式监测技术仍处于萌芽阶段，而能够实现生猪多体征参数信号协同采集并同 时抑制噪声干扰的可穿戴设备，以及基于穿戴式体征参数的生猪疾病和分娩有效判别算法尚 处空白。因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术正是针对现有技术中存在的问题，提供一种监测生猪疾病和分娩的智能穿戴式系 统，该技术方案通过生猪可穿戴多体征参数采集设备采集生猪的心电、体温、呼吸多体征参 数信息，通过微控制器模块对所接收到的生猪多体征参数数据进行质量评估，滤波等，然后 通过ZigBee与智能穿戴式设备的连接将采集到的生猪多体征参数信息传输到云平台，实现数 据的远程传输，在云平台中，，与此同时还将构建穿戴式多体征参数动态数据平台。最后， 运用“局域长短时记忆网络(LSTM)场”这一智能算法，实现对生猪疾病、分娩状态高效、实 时的智能监测与判别。生猪疾病和分娩的智能穿戴式监测系统由两方面构成。硬件方面，该 系统包含了生猪可穿戴多体征参数采集设备，并基于该设备，完成生猪穿
戴式多体征参数动 态数据平台的构建；软件方面，该系统包含了“局域LSTM场”这一新技术方法，基于该方法， 能实现对生猪疾病、分娩状态高效、实时的智能监测与判别。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下，一种监测生猪疾病和分娩的智能穿戴式系 统，所述系统包括适合不同生猪体型结构的可穿戴设备，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种监测生猪疾病和分娩的智能穿戴式系统，其特征在于，所述系统包括适合不同生猪体型结构的可穿戴设备，设置于可穿戴设备上的体征参数传感器，信号采集模块，微控制器模块、无线数据传输模块，云平台，智能分析算法以及远程终端显示界面；体征参数传感器安置在可穿戴设备的正面内侧，通过直接接触测量心电，呼吸和温度信号后，将数字信号直接传入信号节点处理，无线数据传输模块实现了数据的远程传输，通过无线数据传输模块将数据远程传输到云平台，在云平台上通过智能算法(局域长短时记忆网络场)实现对生猪的疾病和分娩的监测，并在终端界面实时显示。2.根据权利要求1所述的监测生猪疾病和分娩的智能穿戴式系统，其特征在于，体征参数传感器包括心电参数传感器节点、呼吸参数传感器节点和体温参数传感器节点，其中，使用复用电极的方案来采集心电和呼吸信号，选用温度传感器采集体温信号。3.根据权利要求2所述的监测生猪疾病和分娩的智能穿戴式系统，其特征在于，所述心电和呼吸参数传感器节点选择ADS1292R芯片，选用织物湿性电极实现单导联的心电检测，通过阻抗体积描记法测量生猪胸部阻抗实现呼吸信号的采集；所述体温参数传感器节点采用接触式数字温度传感器DS18B20。4.根据权利要求3所述的监测生猪疾病和分娩的智能穿戴式系统，其特征在于，所述体温参数传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李潍，朱腾飞，张震，柳军，李小雨，宦玮，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：