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基于可穿戴声压传感器和LoRa网络的奶牛反刍监测系统研究

发布时间:2020-05-23 13:40
【摘要】:随着牧场中奶牛数量显著增加,加大了牧场生产中的工作量,靠人工完成牛奶生产、奶牛繁殖以及疾病预防基本上不太可能,急需利用机械化和信息化手段来完成这些工作。因此,本文研究了基于可穿戴声压传感器和LoRa网络的奶牛反刍监测系统,实现低成本,低功耗,高精度监测奶牛反刍行为,及时获取奶牛身体健康情况,减少牧场人员工作压力,提升牧场工作效率。首先,对奶牛反刍机理进行分析,包括压力式反刍检测、基于3D传感器的反刍检测、ART-MSR奶牛反刍检测,综合分析,选取声音作为奶牛反刍的检测方法。其次,对奶牛反刍监测进行系统设计。使用MEMS低功耗可穿戴声压传感器MP23AB02B采集奶牛反刍声音,反刍检测标签通过LoRa无线广域低功耗网络向基站发送采集的数据,基站通过串口把信息发送到上位机,牧场工作人员就能通过PC端查看或监控。最后,设计奶牛反刍声音识别算法,使用MATLAB对采集到的信息进行分析,通过快速傅立叶变换分析频域信息,得到奶牛反刍声音频率位于600Hz到1.2KHz,从而区分反刍和非反刍信号,方便通过时域进一步分析反刍信号;通过短时平均幅度函数分析反刍信号的时域信息,对反刍过程的下咽,上翻,以及下咽与上翻的间隔这三个特殊阶段的短时平均幅度进行特征提取,可以识别一次反刍过程。这三个特征连续识别保证了识别的准确性。识别了一次反刍后,通过两次反刍间隔的时间在一定的阈值内,进行二次识别,从而判断奶牛的反刍时间,确定奶牛的健康状态。
【图文】:

原理图,颞窝,奶牛,振动频率


内蒙古大学硕士学位论文升牧场的工作效率。因此,基于可穿戴声压传感器和 LoRa 网络的奶牛反实际意义。2.2 主流反刍检测机理式奶牛反刍检测在采食、反刍或吞咽时,其眼角偏上方的颞窝部会随着奶牛的采食行为的或者吞咽)做出不同规律的振动。经初步研究发现,奶牛在采食时的咀嚼时的咀嚼频率与次数不同,,其在采食时的吞咽频率与次数和反刍时的吞咽,因此奶牛的颞窝部的振动频率会因采食、反刍和吞咽的改变而发生改反刍过程中颞窝部的振动频率原理图。其脉冲的频率较低,周期较长,因咀嚼运动暂时停止,其颞窝部的振动就暂时停止。

奶牛,压力式,采食,颞窝


其颞窝部的振动就暂时停止。图 2.1 奶牛在反刍过程中颞窝部的振动频率l vibration frequency schematic of temporal fassa for the pro的检测仪,可以检测出奶牛在采食过程中的咀嚼次录其采食规律。由于同一头奶牛在某一生长期内,过测量奶牛的吞咽次数,即可得到奶牛吞下食团的奶牛的采食量。另外,奶牛采食时吞咽食团的个数,又可以通过检测其反刍时的吞咽次数获得。缺点
【学位授予单位】:内蒙古大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:S823;TP212

【参考文献】

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本文编号:2677440

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