[發明專利]一種基于無線傳感器網絡的牛舍環境溫度檢測系統

有效

• 申請號: 201710334087.X
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107155932B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 馬從國;周恒瑞;田正國;鮑文超;竇雨;董浩
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: A01K29/00
• 分類號: A01K29/00;A01K1/00
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 李鋒

本發明公開了一種基于無線傳感器網絡的牛舍環境溫度檢測系統，其特征在于：所述溫度檢測系統由基于無線傳感器網絡的牛舍環境參數采集平臺和牛舍環境多點溫度融合模型兩部分組成，基于無線傳感器網絡的牛舍環境參數采集平臺實現對牛舍環境溫度檢測、調節和監控，牛舍環境多點溫度融合模型基于牛舍環境多個檢測點溫度傳感器的溫度Vague值的相似度矩陣和距離矩陣求得的相似度融合權重、距離融合權重和博弈論組合權重實現對牛舍環境多點溫度融合，提高牛舍環境溫度融合精確度、可靠性和魯棒性；本發明有效解決了現有牛舍監控系統沒有根據牛舍環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，對牛舍環境的溫度進行檢測，從而極大的影響牛舍環境溫度檢測的問題。

技術領域

本發明涉及農業牲畜養殖自動化裝備的技術領域，具體涉及一種基于無線傳感器網絡的牛舍環境溫度檢測系統。

背景技術

牛舍環境溫度在環境因素中最重要,也是導致熱應激的最重要因素,隨著環境溫度升高,肉牛體溫升高,干物質采食量(DMI)下降,高溫持續,DMI下降幅度增加。環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,肉牛體溫與環境溫差減少,體內熱量散發困難,不能及時把多余的熱量散發,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生變化,因此其采食量減少,且在溫度高的環境中,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生。夏季持續的高溫高濕環境對奶牛的生產性能會產生嚴重影響，當環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境因素(如濕度、養殖密度)的交互影響,從而導致其受到嚴峻的熱環境挑戰,引起熱應激反應,造成奶牛業巨大的經濟損失。泌乳奶牛正常體溫為38.5-39.3℃,適宜的環境溫度范圍是5-25℃。如果溫度超過動物溫度適中區的上限,因動物本身不再有降低其體溫的能力而進入熱應激狀態。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。必須改善牛舍環境的小氣候調控條件從根本上解決這一問題,借助環境改善和營養措施,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境參數測控系統的研究，關偉等研制了牛舍飼養環境溫度控制系統，李喜武等研制了牛舍環境及自動供料控制系統，曾成研制了基于嵌入式的牛舍環境參數監控系統，宗文平等研制了基于PLC的奶牛牛舍環境參數監測系統，但是這些系統都沒有根據牛舍環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，對牛舍環境的溫度進行檢測，從而極大的影響牛舍環境溫度的檢測。

發明內容