[發明專利]一種基于大數據的現代化生豬養殖基地實時監測管理系統

在審

• 申請號: 202010655976.8
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111766827A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 霍祥明
• 申請（專利權）人: 霍祥明
• 主分類號: G05B19/048
• 分類號: G05B19/048;H04N7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于大數據的現代化生豬養殖基地實時監測管理系統，其特征在于：包括監控圖像采集模塊、圖像預處理模塊、區域圖像劃分模塊、聚集密度分析模塊、區域環境參數采集模塊、人工輸入模塊、環境參數分析模塊、區域行為監測模塊、參數數據庫、監控分析平臺、通風執行終端和警報驅散終端，其中圖像預處理模塊與監控圖像采集模塊連接，區域圖像劃分模塊分別與圖像預處理模塊、聚集密度分析模塊、區域環境參數采集模塊和區域行為監測模塊連接，環境參數分析模塊分別與區域環境參數采集模塊、人工輸入模塊和參數數據庫連接，通風執行終端與環境參數分析模塊連接，監控分析平臺分別與區域行為監測模塊和聚集密度分析模塊連接，警報驅散終端與監控分析平臺連接；

所述監控圖像采集模塊，包括攝像頭，用于對生豬養殖基地的豬活動區域進行圖像采集，對采集的圖像進行提高其分辨率，獲取高清圖像，并發送至圖像預處理模塊；

所述圖像預處理模塊，接收監控圖像采集模塊發送的高清圖像，進行信噪比解析，并將解析的圖像信噪比與預設的圖像信噪比閾值進行對比，若接收的高清圖像圖像信噪比小于預設的圖像信噪比閾值，則去除小于預設的圖像信噪比閾值的高清圖像，并發送控制指令至監控圖像采集模塊，控制監控圖像采集模塊繼續對豬活動區域進行圖像拍攝，保留圖像信噪比大于預設的圖像信噪比閾值的圖像，并將大于預設的圖像信噪比閾值的高清圖像發送至區域圖像劃分模塊；

所述區域圖像劃分模塊接收圖像處理模塊發送的大于預設的圖像信噪比閾值的高清圖像，并將接收的高清圖像按照生豬聚集情況，將生豬活動區域劃分為若干聚集子區域圖像，若干聚集子區域按照預設的順序進行編號，依次標記為1,2...i....n，并獲取各聚集子區域的面積，構成聚集子區域面積集合S(s1,s2,...,si,...,sn)，si表示為第i個聚集子區域的面積，區域圖像劃分模塊將聚集子區域面積集合發送至聚集密度分析模塊；

所述聚集密度分析模塊接收圖像處理模塊發送的聚集子區域面積集合，對各聚集子區域中的豬數量進行統計，獲取聚集子區域豬數量集合W(w1,w2,...,wi,...,wn)，wi表示為第i個聚集子區域的豬數量，根據接收的聚集子區域面積集合及密度計算公式，計算各聚集子區域的聚集密度，記為ρi,構建聚集子區域豬聚集密度集合ρ(ρ1,ρ2,...,ρi,...,ρn)，聚集密度分析模塊將聚集子區域豬聚集密度集合發送至監控分析平臺；

所述區域環境參數采集模塊，包括若干溫度采集單元、濕度采集單元和光照強度采集單元，用于對各聚集子區域的地表溫度、地表濕度、光照強度、空氣溫度和空氣濕度進行采集，并將采集的各聚集子區域的環境參數發送至環境參數分析模塊；

所述人工輸入模塊用于人工輸入生豬當前的飼養階段，發送至環境參數分析模塊；

所述參數數據庫用于存儲生豬各飼養階段對應的標準環境參數，存儲豬各種聚集行為對應的行為特征，存儲各級別通風對應的環境質量系數范圍，存儲生豬各飼養階段對應的標準聚集密度，存儲地表溫度、地表濕度、光照強度、空氣溫度和空氣濕度的影響系數；

所述環境參數分析模塊用于接收區域環境參數采集模塊發送的各聚集子區域的環境參數，并接收人工輸入模塊發送的豬當前的飼養階段，提取參數存儲數據庫中生豬當前飼養階段對應的標準環境參數，將接收的各聚集子區域的環境參數與生豬當前飼養階段對應的標準環境參數中的標準地表溫度值、標準地表濕度值、標準光照強度、標準空氣溫度和標準空氣濕度值進行對比，得到各聚集子區域一次環境參數對比差值，在固定時間間隔后重新采集各聚集子區域的環境參數，并將再次采集的環境參數與生豬當前飼養階段對應的標準環境參數進行對比，得到各聚集子區域二次環境參數對比差值，根據各聚集子區域一次環境參數對比差值和二次環境參數對比差值，統計各聚集子區域環境質量系數，同時提取參數數據庫中各級別通風對應的環境質量系數范圍，若統計的環境質量系數處于某一級通風對應的環境質量系數范圍內，則發送該級別通風控制指令至通風執行終端，若統計的環境質量系數小于某一級通風對應的環境質量系數范圍的下限值，則發送比該級別低一級的通風控制指令至通風執行終端，若統計的環境質量系數大于某一級通風對應的環境質量系數范圍的上限值，則發送比該級別高一級的通風控制指令至通風執行終端；

所述通風執行終端用于接收環境參數分析模塊發送的各聚集子區域的通風控制指令，對各聚集子區域進行不同級別的通風；

所述區域行為監測模塊，用于接收區域圖像劃分模塊發送的各聚集子區域圖像，并將接收的各聚集子區域的圖像中的豬群進行聚焦放大，提取各聚集子區域豬群中各只豬的形態子圖像，并對提取的各只豬的形態子圖像進行灰度歸一化處理，將歸一化護理后的各只豬的形態子圖像進行嘴巴、牙齒和鼻子的位置變化進行定位和測量及與其他豬的觸碰方式進行記錄，并將記錄的各只豬的形態子圖像中嘴巴、牙齒和鼻子的形狀特征變化及與其他豬的觸碰方式與參數數據庫中存儲的豬各種聚集行為對應的行為特征進行逐一對比，以確定各聚集區域圖像中豬群中是否存在撕咬行為，同時統計撕咬聚集子區域編號，并發送至監控分析平臺；

所述監控分析平臺接收區域行為監測模塊發送的撕咬聚集子區域編號，同時接收聚集密度分析模塊發送的聚集子區域聚集密度集合，提取撕咬聚集子區域編號對應的聚集密度，對其撕咬行為原因進行分析預測，并發送警報驅散控制指令至警報驅散終端，同時接收警報驅散終端反饋的未成功驅散的撕咬聚集子區域編號，發送至遠程控制中心；

所述警報驅散終端，包括警報器，用于接收監控分析平臺發送的警報驅散控制指令，警報器發出噪聲警報聲驅散豬群。