牛体表温度自动采集系统研发及其与体内温度拟合曲线的研究

发布时间：2017-08-11 22:39

  本文关键词：牛体表温度自动采集系统研发及其与体内温度拟合曲线的研究

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【摘要】：监测牛体温变化,对准确进行牛发情鉴定、妊娠诊断等生理活动预测及疫病监控具有重要意义。目前,已经有关于奶牛体温在发情、妊娠、分娩等繁殖活动中变化规律的初步研究,这些研究为进行精细化的奶牛繁殖管理指明了方向,然而,由于除瘤胃丸、阴道植入、会阴肌肉埋植等少数方法进行奶牛体温检测外,目前尚无大面积推广应用的奶牛体温自动检测装置,所以,奶牛体温监测研究大多采用随机测温方法,无法实现对奶牛体温全天候的不间断监测和对整个繁殖周期的准确跟踪,关于发情、妊娠、分娩等繁殖现象的体温变化规律研究尚缺乏深入的科学研究,无损的奶牛体温自动监测系统研发至关重要。由于奶牛体表被覆浓密厚实的毛发,针对医学建立的非接触式红外测温自动化检测系统,无法应用于奶牛体温监测,需要与体表紧密接触的接触式测温也因无法固定而不能应用于奶牛体表测温。针对尚无快速检测牛体表温度技术的产业实际,本研究利用无线射频技术和接触式温度传感技术,原创性开发了一套奶牛体表温度自动采集系统,整套系统由上位机系统、数据采集装置、数据检测装置3部分组成,希望实现奶牛场奶牛个体体表温度24小时全天候自动检测,该系统经调试、改进后稳定性增加,达到了体表温度自动采集要求;同时,通过比较尾根内侧、颈部和后腿蹄腕部三个不同部位的测定效果,初步建立了后腿蹄腕部固定体表测温技术。最后,采用自行研发的体表测温装置连续3天监测7头西门塔尔牛体表温度变化,每半小时自动测定一次体表温度,同时,每2个小时又采集了各牛只的直肠温度。然后,从数据均衡处理角度,对整点直肠测温数据进行了均值添加,对体表温度半点数据的删除,采用SAS软件进行了一般统计分析,首次揭示了牛体表温度的昼夜变化规律;通过线性和非线性拟合,并兼顾了体表温度和测定时间点两个影响因素,对体表温度和直肠温度进行了拟合分析,得出了最优的体表温度校正公式:Z=36.9940-0.4074lnX/X+0.001421×Y2(Z表示直肠温度,X表示时间点,Y表示体表温度),该公式校正后的体表温度与实际直肠温度平均差0.026℃,最大差值不超过0.2℃,说明本研究开发的自动测温方法经校正后能科学地反应牛体温的真实变化,为进一步研究体表温度与牛生理和疾病过程的关系研究奠定了坚实基础。
【关键词】：牛 系统设计 体表温度 体内温度 拟合曲线
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH811;S823
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 文献综述部分12-20
• 1.1 奶牛精细化繁殖管理的重要性12-13
• 1.2 国外繁殖管理技术的研究进展13-16
• 1.2.1 繁殖管理软件的研究进展13-15
• 1.2.2 自动化在线发情监测方法的研究进展15-16
• 1.3 国内奶牛精细化繁殖管理现状16-18
• 1.3.1 繁殖管理软件的研究进展16-17
• 1.3.2 自动化在线发情监测方法的研究进展17-18
• 1.4 展望18
• 1.5 本课题立题依据18-19
• 1.6 本课题拟解决的问题19-20
• 第二章 牛体温自动采集系统设计20-43
• 2.1 系统总体方案20-22
• 2.2 数据检测装置22-24
• 2.2.1 微处理器22-23
• 2.2.2 温度传感器23-24
• 2.3 数据采集装置24-28
• 2.3.1 STM32F103处理器25-26
• 2.3.2 NRF2401射频模块26-27
• 2.3.3 CAN通讯模块27-28
• 2.4 上位机系统28-34
• 2.4.1CICS软件的硬件环境28
• 2.4.2 CICS软件运行环境28
• 2.4.3 CICS软件适用范围28-29
• 2.4.4 CICS软件特征29
• 2.4.5 CICS软件使用说明29-34
• 2.5 奶牛体温自动采集系统调试与改进34-36
• 2.6 温度探头体表定位与固定方法探索36-41
• 2.6.1 尾根内侧固定37
• 2.6.2 颈部固定37-40
• 2.6.3 腿部蹄腕部固定40-41
• 2.7 讨论41-42
• 2.8 小结42-43
• 第三章 牛体表温度测定及其与体内温度拟合曲线研究43-52
• 3.1 引言43-44
• 3.2 材料方法44-45
• 3.2.1 试验时间地点44
• 3.2.2 试验动物44
• 3.2.3 实验仪器44
• 3.2.4 体表温度和体内温度的采集44
• 3.2.5 数据处理与分析44-45
• 3.3 试验结果与分析45-50
• 3.3.1 牛只个体每天体表温度情况45
• 3.3.2 牛只个体每天直肠温度情况45-46
• 3.3.3 一天之内不同时间点体表温度和直肠温度变化情况46-47
• 3.3.4 体表温度与体内温度SAS线性回归分析47-48
• 3.3.5 曲线拟合及校正方程48-50
• 3.4 讨论50-51
• 3.5 结论51-52
• 第四章 全文结论52-53
• 参考文献53-58
• 致谢58-60
• 作者简历60

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 张长利;王树文;房俊龙;李建泽;;基于ZigBee技术的奶牛体征监测系统设计[A];黑龙江省农业工程学会2011学术年会论文集[C];2011年

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本文编号：658579