[發明專利]基于多源數據的畜禽養殖環境異常監測及報警系統

在審

• 申請號: 202310107276.9
• 申請日: 2023-02-14
• 公開（公告）號: CN115876258A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 徐震;徐響;朱海強;孟文峰
• 申請（專利權）人: 山東大佳機械有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01D7/02
• 代理公司: 濟寧仁禮信知識產權代理事務所(普通合伙) 37383
• 代理人: 周建軍

本發明涉及數據處理技術領域，具體涉及基于多源數據的畜禽養殖環境異常監測及報警系統，該系統包括：數據采集單元，用于獲取畜禽養殖環境的溫度和每類有害氣體的氣體含量以及畜禽的灰度圖像；溫度檢測單元，用于根據溫度獲取溫度異常指標，根據灰度圖像中畜禽分布獲取聚集值，根據聚集值與溫度異常指標獲取溫度判斷指標；有害氣體含量檢測單元，用于將氣體含量超過氣體超標閾值的有害氣體作為目標氣體，由目標氣體獲取超出指標；根據相鄰采樣時刻下的氣體含量差異獲取氣體變化指標；根據超出指標與氣體變化指標獲取氣體異常指標；異常監測及報警單元，用于結合溫度判斷指標與氣體異常指標對畜禽養殖環境進行異常監測及報警，使得監測更準確。

技術領域

本發明涉及數據處理技術領域，具體涉及基于多源數據的畜禽養殖環境異常監測及報警系統。

背景技術

畜禽養殖環境對畜禽養殖的重要性已被國內外大量的科學研究和生產實踐所證實，尤其是封閉式的畜禽養殖環境，光照有限且溫度、濕度等波動比較大，有害氣體不容易散發，這些均對畜禽的生長、繁殖造成了很大的影響。畜禽養殖環境內的環境質量已經上升為影響畜禽健康狀態、生產性能的首要問題。

現有技術通過傳感器對空氣溫度、濕度以及氨氣濃度等多種畜禽養殖環境指標參數進行實時自動監測，將獲取的監測數據與正常閾值進行比較，當畜禽養殖環境的監測數據發生異常時發送報警信號至移動智能終端，但每類傳感器獲得的監測數據是獨立的，即不同的環境指標參數對應的監測數據之間沒有聯系，僅根據某一類監測數據異常就產生報警信號，會存在報警信號出現偏差的情況，對工作人員產生誤導。

發明內容

為了解決監測數據不準確而導致報警信號出現偏差的技術問題，本發明的目的在于提供基于多源數據的畜禽養殖環境異常監測及報警系統，所采用的技術方案具體如下：

本發明實施例中提供了基于多源數據的畜禽養殖環境異常監測及報警系統，該系統包括以下：

數據采集單元，用于獲取當前采樣時刻下畜禽養殖環境的溫度和每類有害氣體的氣體含量以及畜禽的灰度圖像；

溫度檢測單元，用于根據溫度獲取溫度異常指標；將灰度圖像輸入語義分割網絡中獲取畜禽頭部圖像，對畜禽頭部圖像進行邊緣檢測獲取邊緣線，根據邊緣線的輪廓信息獲得畜禽數量，將灰度圖像劃分為至少兩個區域，統計每個區域中包含的畜禽數量得到聚集值；根據聚集值與溫度異常指標獲取溫度判斷指標；

有害氣體含量檢測單元，用于獲取氣體含量超過對應類有害氣體的氣體超標閾值的有害氣體作為目標氣體，根據目標氣體的氣體含量與對應類有害氣體的氣體超標閾值的差值獲取超出指標；根據當前采樣時刻與其相鄰采樣時刻下的同一類有害氣體的氣體含量差異獲取氣體變化指標；根據超出指標與氣體變化指標獲取氣體異常指標；

異常監測及報警單元，用于結合溫度判斷指標與氣體異常指標對畜禽養殖環境進行異常監測及報警。

進一步的，所述溫度檢測單元中根據邊緣線的輪廓信息獲得畜禽數量的方法，包括：

將畜禽頭部對應的閉合邊緣線作為目標邊緣線，從目標邊緣線的質心一分為二，將每個目標邊緣線劃分為左邊緣線與右邊緣線，獲取左邊緣線、右邊緣線以及其他邊緣線的輪廓相似度，基于輪廓相似度對左邊緣線、右邊緣線和其他邊緣線進行聚類得到聚類簇，計算每個聚類簇的輪廓相似度均值，將兩個輪廓相似度均值之間的差異最小所對應的兩個聚類簇作為目標聚類簇，獲取每個目標聚類簇中邊緣線的數量，當數量相等時，將任意一個目標聚類簇中邊緣線的數量作為畜禽數量；當數量不相等時，將最大的目標聚類簇中邊緣線的數量作為畜禽數量。

進一步的，所述溫度檢測單元中獲取畜禽頭部對應的閉合邊緣線的方法，包括：

通過K-means聚類算法根據邊緣線中的閉合邊緣線長度對閉合邊緣線進行聚類獲得聚類簇，計算聚類簇中的閉合邊緣線長度均值，獲取最大的閉合邊緣線長度均值對應的聚類簇作為畜禽頭部聚類簇，將畜禽頭部聚類簇中的閉合邊緣線作為畜禽頭部對應的閉合邊緣線。

進一步的，所述溫度檢測單元中統計每個區域中包含的畜禽數量得到聚集值的方法，包括：