[發(fā)明專利]基于無線傳感器網絡的牛舍環(huán)境溫度智能監(jiān)測系統

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710334066.8
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107494320B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發(fā)明（設計）人: 馬從國;陳帥;韓黎;孟凡輝;呂鑫波;洪佳樂
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: A01K29/00
• 分類號: A01K29/00;A01K1/00;G01D21/02;G05B19/042;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 李鋒

本發(fā)明公開了基于無線傳感器網絡的牛舍環(huán)境溫度智能監(jiān)測系統，其特征在于：所述智能監(jiān)測系統由基于無線傳感器網絡的牛舍環(huán)境參數采集與智能預測平臺、牛舍環(huán)境多點溫度融合模型和牛舍環(huán)境溫度智能預測模型三部分組成；本發(fā)明有效解決了現有牛舍監(jiān)控系統沒有根據牛舍環(huán)境溫度變化的非線性、大滯后和牛舍面積大溫度變化復雜等特點，對牛舍環(huán)境的溫度進行檢測與預測，從而極大的影響牛舍環(huán)境溫度監(jiān)控的問題。

技術領域

本發(fā)明涉及農業(yè)牲畜養(yǎng)殖自動化裝備的技術領域，具體涉及基于無線傳感器網絡的牛舍環(huán)境溫度智能監(jiān)測系統。

背景技術

牛舍環(huán)境溫度在環(huán)境因素中最重要,也是導致熱應激的最重要因素,隨著環(huán)境溫度升高,肉牛體溫升高,干物質采食量(DMI)下降,高溫持續(xù),DMI下降幅度增加。環(huán)境溫度對體溫有一個滯后作用,而體溫對采食量也有一個滯后作用, 室內溫度升高后一段時間,鼓膜溫度才開始下降,然后采食量下降。氣溫升高,肉牛體溫與環(huán)境溫差減少,體內熱量散發(fā)困難,不能及時把多余的熱量散發(fā),體溫升高。肉牛的舒適溫度為5-25℃,當溫度大于26℃,肉牛便處于熱應激,在熱應激程度不是很嚴重的情況下,肉牛可以通過熱量平衡機制來調節(jié)體溫使其在正常溫度范圍內變化。試驗結果表明,在7-8月間,肉牛的體質量增長緩慢,有的個體甚至出現負增長。其原因在于肉牛在夏季時消化功能下降,主要是由于鼓膜溫度發(fā)生變化,因此其采食量減少,且在溫度高的環(huán)境中,肉牛增重受到極大限制。因此,一方面要提高肉牛的采食量,另一方面還要保證肉牛在體質量上有所增長,這樣才會避免由于溫度的原因造成肉牛光吃不長的情況發(fā)生。夏季持續(xù)的高溫高濕環(huán)境對奶牛的生產性能會產生嚴重影響，當環(huán)境溫度超過臨界溫度的上限時,奶牛不僅受到高溫的影響,而且還會受到高溫與其它環(huán)境因素(如濕度、養(yǎng)殖密度)的交互影響,從而導致其受到嚴峻的熱環(huán)境挑戰(zhàn),引起熱應激反應, 造成奶牛業(yè)巨大的經濟損失。泌乳奶牛正常體溫為38.5-39.3℃,適宜的環(huán)境溫度范圍是5-25℃。如果溫度超過動物溫度適中區(qū)的上限,因動物本身不再有降低其體溫的能力而進入熱應激狀態(tài)。假定高產奶牛和低產奶牛的散熱機制相同,與低產泌乳奶牛相比,隨著泌乳量、采食量和產熱量的增加,溫度適中區(qū)范圍逐漸下移,高產奶牛更容易受熱應激的影響。泌乳奶牛能產生大量的代謝熱,同時還能從輻射能中積聚額外的熱量，所產生的代謝熱和積聚的熱量,再加上環(huán)境溫度和相對濕度升高,給奶牛帶來了嚴重的熱負擔,產生熱應激,導致機體溫度升高和采食量下降等不良影響,并最終降低奶牛的生產性能。當環(huán)境溫度超過25℃時, 奶牛的采食量開始降低,維持需要增加。如果氣溫超過37.8℃時,采食量將降低 25％以上。熱應激導致奶牛產奶量下降的原因,一方面是因為炎熱,造成奶牛營養(yǎng)物質攝入不足,無法滿足生產需要,進而導致產奶量下降；另一方面是由于熱應激,抑制了甲狀腺的功能,致使腦垂體前葉嗜酸性細胞分泌的生長激素減少,造成產奶量下降。高溫使牛奶質量降低,乳脂、乳蛋白、乳糖及非脂固形物含量均可因高溫而下降。受高溫的影響,奶牛喜精料而厭食粗料,使瘤胃內低級脂肪酸如乙酸與丙酸的比例縮小,從而使乳脂率降低。熱應激對公牛的性欲、射精量和精子密度沒有顯著的影響,但可使精液質量和精子活力顯著降低。夏季高溫使奶牛生理機能發(fā)生變化,免疫球蛋白減少,機體抵抗力下降,病原菌容易生長繁殖并侵害機體,因而腐蹄病、乳房炎、胎衣不下和子宮內膜炎增加,易使奶牛發(fā)生中暑和日射病。熱應激導致奶牛產生非特異性防御應答的生理反應,從而降低產奶性能、繁殖性能和機體免疫能力。必須改善牛舍環(huán)境的小氣候調控條件從根本上解決這一問題,借助環(huán)境改善和營養(yǎng)措施,才能有效預防和治療奶牛熱應激,從而提高奶牛生產的經濟效。國內外學者紛紛開展牛舍小氣候環(huán)境參數測控系統的研究，關偉等研制了牛舍飼養(yǎng)環(huán)境溫度控制系統，李喜武等研制了牛舍環(huán)境及自動供料控制系統，曾成研制了基于嵌入式的牛舍環(huán)境參數監(jiān)控系統，宗文平等研制了基于PLC的奶牛牛舍環(huán)境參數監(jiān)測系統，但是這些系統都沒有根據牛舍環(huán)境溫度變化的非線性、大滯后和牛舍面積大溫度變化復雜等特點，對牛舍環(huán)境的溫度進行監(jiān)測與預測，從而極大的影響牛舍環(huán)境溫度的監(jiān)控。

發(fā)明內容