一种用于家禽自动饲喂与采食行为的监测系统及方法

技术领域

本发明涉及养殖领域，具体为一种用于家禽自动饲喂与采食行为的监测系统。

背景技术

当进行家禽品种选育或家禽生长监测时，需测算家禽的料肉比，当前市面上使用的家禽自动称重系统，称重精度低，一般需要手动辅助称量家禽的体重，且不能适用日龄较小或体重较小的家禽自动称重；而且市面上的家禽自动称重系统一般粗略的将饲喂时的饲料减少量等同于采食量，从而很难得到精确的料肉比；另外，手动辅助称重的方式会导致家禽生长过程中与人的接触，增加了人为干扰因素以及人畜共患病害传染的风险。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的不足，提供了一种用于家禽自动饲喂与采食行为的监测系统，所述监测系统能精确称量家禽的活体重量和实际采食量，并能记录采食时刻、采食时长等信息，将能精确的计算家禽生长过程中的料肉比，能对家禽品种选育或家禽生长过程的异常发现提供帮助，有利于畜牧业的发展；另外，该监测系统的结构较为简单，生产成本较低，能减少饲养人员劳动量和饲料浪费量，降低生产成本，还能减少家禽生长过程与人的接触，降低人为干扰和人畜共患病害传染风险，且易于推广应用，实用性较强。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种用于家禽自动饲喂与采食行为的监测系统，包括机架、设置在机架上的自动下料装置、用于给家禽进行称重的家禽体重称重装置、用于对自动下料装置的下料量进行称重的饲料称重装置、用于对掉落的饲料进行称重的落料称重装置以及控制装置，其中，所述机架上设置有料盘，所述自动下料装置将饲料注入到料盘上，所述饲料称重装置用于称取所述料盘中的饲料的重量；所述家禽体重称重装置包括设置在所述机架上的支撑台以及用于对支撑台上的家禽进行称重的体重称重模块；所述落料称重装置包括设置在所述料盘下方的接料盘以及用于对接料盘中的落料进行称重的落料称重模块。

优选的，所述饲料称重装置包括连接杆以及设置在连接杆上方的饲料称重传感器，其中，所述饲料称重传感器安装在机架上；所述连接杆上端与所述饲料称重传感器的检测端连接，下端则与所述料盘连接。

优选的，所述支撑台与所述料盘之间设置有隔板，所述隔板安装在所述机架上，该隔板在与所述料盘的对应位置处设置有饲喂口。

优选的，所述隔板的下方设置有导向板，所述导向板倾斜设置，用于将掉落的饲料导入所述接料盘内。

优选的，所述机架上还设置有驱赶机构，当家禽完成喂食后，所述驱赶机构用于驱使家禽离开支撑台，所述驱赶机构包括两组平行设置的限位板以及设置在其中一组或两组限位板上的驱赶组件，其中，所述限位板与所述隔板垂直，且两组限位板分别设置在所述饲喂口的两侧。

优选的，所述支撑台包括龙门式框架以及设置在所述龙门式框架底部的站立板，其中，所述家禽体重称重模块安装在所述机架上，且检测端与所述龙门式框架连接；所述站立板与所述机架之间通过竖向导向机构连接，所述竖向导向机构为两组，两组竖向导向机构分别位于所述站立板的两侧，且均由导向杆以及与所述导向杆配合的导向套构成。

优选的，所述站立板的下方设置有RFID读取模块，所述RFID读取模块用于读取家禽身上的RFID电子标签，并将读取到的信息上传给控制装置，其中，所述RFID读取模块由RFID电路板和环状天线构成。

优选的，所述自动下料装置包括漏斗、饲料输送管、绞龙挤出机、到位检测传感器、联轴器以及下料电机，其中，所述饲料输送管的上端与漏斗套接，下端通过法兰盘结构与所述绞龙挤出机的进料口连通；所述绞龙挤出机安装在机架上，该绞龙挤出机的出料口处设置有防吃档板，所述防吃档板通过转轴安装在所述绞龙挤出机上，且能够绕着所述转轴转动；所述绞龙挤出机中的绞龙轴通过联轴器与所述下料电机连接，所述下料电机固定在所述机架上，所述联轴器上安装定位螺栓，所述定位螺栓凸出所述联轴器外，且该定位螺栓为金属材料制成，所述机架在所述联轴器的侧边安装有金属检测传感器，所述金属检测传感器和所述定位螺栓共同构成所述到位检测传感器，该到位检测传感器用于计量下料电机的转动圈数。

优选的，所述控制装置由STM32单片机为主控制芯片，在活体称重时，所述主控制芯片以5Hz的频率从家禽体重称重模块中采集体重数据，直至采食结束，采食结束后所述主控制芯片将采集到的体重数据进行中位均值滤波，滤除身体晃动和冲击带来的动态体重干扰。

一种家禽自动饲喂与采食行为的监测方法，包括以下步骤：

(1)、当站立板上空闲时，饲料称重模块称量料盘中饲料量，并记录此时刻饲料量作为初始饲料量；当初始饲料量小于系统设定值，自动下料装置以阶梯转数补充饲料，直至达到系统设定值区间；补料完成后，若站立板依然空闲，控制装置记录此时刻饲料量作为采食前饲料量；若补料已开始但还未完成，家禽就踏上站立板，此时控制装置将初始饲料量与补料量之和作为采食前饲料量，补料量通过绞龙轴的转数与每转下料量乘积得出，绞龙轴的转数由定位螺栓触发到位检测传感器实现计数；

(2)、当家禽踏上站立板，家禽体重称重模块上出现重量骤增，控制装置判定为家禽踏上站立板，家禽采食开始，控制装置开始计时，计时至采食结束为止；家禽体重称重模块下方的RFID读取模块感应家禽身上的RFID电子标签，将该身份编码通过串口通信传送给控制装置，实现家禽身份识别；

(3)、采食过程，控制装置以5HZ的频率从家禽体重称重模块采集体重数据，直至家禽离开站立板；当家禽离开站立板后，家禽体重称重模块上出现重量骤减，控制装置判定家禽离开站立板，采食结束；

(4)、采食结束后，控制装置从饲料称重模块得到采食后的饲料量，通过采食前、采食后的饲料量的差值得到此次料盘中的饲料减少量，同时在采食结束后控制装置将采集的体重数据经数字滤波，滤除身体晃动和冲击带来的动态体重干扰，得到此次采食的体重数据；而此次采食的饲料掉落量通过落料称重模块在采食前和采食后的接料盘中的重量的差值得到；家禽在一次采食结束后，控制装置将当次采食体重，料盘饲料减少量，饲料掉落量，采食结束时刻，采食时长，家禽身份编码作为一桢数据传送给人机界面，人机界面将数据统计成表格。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明的用于家禽自动饲喂与采食行为的监测系统通过测量每次采食时料盘中饲料减少量和饲料掉落量，将饲料减少量和饲料掉落量的差值作为实际采食量，区别于以往仅参考料盘饲料减少量作为实际采食量的技术方案，且称重信号都经过了信号放大、二阶模拟滤波和数字滤波，提高了称重精度和数据可信度。

2、本发明的用于家禽自动饲喂与采食行为的监测系统的结构简单，生产成本较低，能减少饲养人员劳动量和饲料浪费量，降低生产成本，还能减少家禽生长过程与人的接触，降低人为干扰和人畜共患病害传染风险，且易于推广应用，实用性较强。

附图说明

图1为本发明的用于家禽自动饲喂与采食行为的监测系统的立体结构示意图。

图2-图4为本发明的用于家禽自动饲喂与采食行为的监测系统的结构示意图(去除部分机架)，其中，图2和图3为两个不同视角的立体结构示意图，图4为主视图。

图5和图6为自动下料装置的两个不同视角的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

参见图1-图6，本发明的用于家禽自动饲喂与采食行为的监测系统包括机架1、设置在机架1上的自动下料装置、用于给家禽进行称重的家禽体重称重装置、用于对自动下料装置的下料量进行称重的饲料称重装置、用于对掉落的饲料进行称重的落料称重装置以及控制装置，其中，所述机架1上设置有料盘18，所述自动下料装置将饲料注入到料盘18上，所述饲料称重装置用于称取所述料盘18中的饲料的重量；所述家禽体重称重装置包括设置在所述机架1上的支撑台以及用于对支撑台上的家禽进行称重的体重称重模块19；所述落料称重装置包括设置在所述料盘18下方的接料盘12以及用于对接料盘12中的落料进行称重的落料称重模块13。

参见图1-图6，所述饲料称重装置包括连接杆6以及设置在连接杆6上方的饲料称重传感器5，其中，所述饲料称重传感器5安装在机架1上；所述连接杆6上端与所述饲料称重传感器5的检测端连接，下端则与所述料盘18连接；其中，所述称重传感器可以采用称重仪，用于对料盘18中的饲料进行称重。

参见图1-图6，所述支撑台与所述料盘18之间设置有隔板7，所述隔板7安装在所述机架1上，该隔板7在与所述料盘18的对应位置处设置有饲喂口701；通过设置隔板7，使得家禽只能呆在支撑台上进行采食；其中，所述饲喂口701的大小小于家禽的体积，使得所述家禽无法通过所述隔板7上的饲喂口701，使得家禽只能一直站在所述支撑台上，这样可以方便体重称重模块19对家禽的体重进行称重。

参见图1-图6，所述隔板7的下方设置有导向板11，所述导向板11倾斜设置，用于将掉落的饲料导入所述接料盘12内；其目的在于，在家禽进行采食过程中，若饲料掉落，所述隔板7下方的导向板11则会将掉落的饲料导入接料盘18中，落料称重模块13则对接料盘18中的饲料进行称重。

参见图1-图6，所述机架1上还设置有驱赶机构，当家禽完成喂食后，所述驱赶机构用于驱使家禽离开所述支撑台，所述驱赶机构包括两组平行设置的限位板14以及设置在其中一组或两组限位板14上的驱赶组件20，其中，所述限位板14与所述隔板7垂直，且两组限位板14分别设置在所述饲喂口701的两侧。当家禽完成采食后，所述驱赶组件启动，驱赶家禽离开支撑台；其中，所述驱赶组件可以通过电机/舵机带动弹性带状物转动的方式，从而实现对家禽进行驱赶；另外，还可以采用直线驱动机构驱动支撑杆(弹性杆)朝着所述站立板9的方向伸出，从而驱使家禽离开站立板9.

参见图1-图6，所述支撑台包括龙门式框架8以及设置在所述龙门式框架8底部的站立板9，其中，所述家禽体重称重模块19(例如体重仪)安装在所述机架1上，且检测端与所述龙门式框架8连接；所述站立板9与所述机架1之间通过竖向导向机构10连接，所述竖向导向机构10为两组，两组竖向导向机构10分别位于所述站立板9的两侧，且均由导向杆以及与所述导向杆配合的导向套构成；其中，所述龙门式框架8为倒U形框架，通过螺栓悬挂于其上方的家禽体重称重模块19首端的通孔上，家禽体重称重模块19通过尾端的通孔，使用螺栓固定于机架1上，龙门式框架8的下端通过连接件与站立板9固定，形成方框形结构；所述站立板9用于家禽吃料时踩踏，该站立板9的下方设置有RFID读取模块，所述RFID读取模块用于读取家禽身上的RFID电子标签，并将读取到的信息上传给控制装置，其中，所述RFID读取模块由RFID电路板17和环状天线16构成；其中，所述站立板9为非金属材料，这样可以避免RFID电子标签信号向正下方传递时被屏蔽。

参见图1-图6，所述自动下料装置包括漏斗2、饲料输送管3以及将饲料输送管3中的饲料输送到料盘18中的饲料输送装置4，其中，所述饲料输送装置4包括设置在机架1上的绞龙挤出机406、到位检测传感器、联轴器402以及下料电机401，其中，所述饲料输送管3的上端与漏斗2套接，下端通过法兰盘结构与所述绞龙挤出机406的进料口连通；所述绞龙挤出机406安装在机架1上，该绞龙挤出机406的出料口处设置有防吃档板15，所述防吃档板15通过转轴安装在所述绞龙挤出机406上，且能够绕着所述转轴转动，所述防吃档板15与绞龙挤出机406的出料口处存在缝隙，所述绞龙挤出机406的出料口处的饲料从所述缝隙掉落到所述料盘18内，且转动阻力较小，不影响下料，实现了在不影响下料的情况下避免了家禽从绞龙挤出机406的出料口处吃料，确保实际采食量的准确；所述绞龙挤出机406中的绞龙轴405通过联轴器402与所述下料电机401连接，所述下料电机401固定在所述机架1上，所述联轴器402上安装有定位螺栓403，所述定位螺栓403凸出所述联轴器402外，且该定位螺栓403为金属材料制成，所述机架1在所述联轴器402的侧边安装有金属检测传感器404，所述金属检测传感器404和所述定位螺栓403共同构成所述到位检测传感器，该到位检测传感器用于计量下料电机401的转动圈数。

参见图1-图6，所述控制装置包括STM32单片机为主控制芯片以及外围电路，其中，所述外围电路由电源模块、信号放大与二阶模拟滤波电路、称重传感器以及人机界面等构成，在活体称重时，所述主控制芯片以5Hz的频率从家禽体重称重模块19中采集体重数据，直至采食结束，采食结束后所述主控制芯片将采集到的体重数据进行中位均值滤波，滤除身体晃动和冲击带来的动态体重干扰。

参见图1-图6，所述接料盘18为方形板状结构，其沿稍微突出；从料盘18旁散落的饲料最终会落于接料盘18上，由落料称重模块13进行称重。

参见图1-图6，本发明的用于家禽自动饲喂与采食行为的监测方法，包括以下步骤：

(1)、当站立板9上空闲时，饲料称重模块称量料盘18中饲料量，并记录此时刻饲料量作为初始饲料量；当初始饲料量小于系统设定值，自动下料装置以阶梯转数补充饲料，直至达到系统设定值区间；补料完成后，若站立板9依然空闲，控制装置记录此时刻饲料量作为采食前饲料量；若补料已开始但还未完成，家禽就踏上站立板9，此时控制装置将初始饲料量与补料量之和作为采食前饲料量，补料量通过绞龙轴405的转数与每转下料量乘积得出，绞龙轴405的转数由定位螺栓403触发到位检测传感器实现计数；

(2)、当家禽踏上站立板9，家禽体重称重模块19上出现重量骤增，控制装置判定为家禽踏上站立板9，家禽采食开始，控制装置开始计时，计时至采食结束为止；家禽体重称重模块19下方的RFID读取模块感应家禽脚环上的RFID电子标签，将该身份编码通过串口通信传送给控制装置，实现家禽身份识别；

(3)、采食过程，控制装置以5HZ的频率从家禽体重称重模块19采集体重数据，直至家禽离开站立板9；当家禽离开站立板9后，家禽体重称重模块19上出现重量骤减，控制装置判定家禽离开站立板9，采食结束；

(4)、采食结束后，控制装置从饲料称重模块得到采食后的饲料量，通过采食前、采食后的饲料量的差值得到此次料盘18中饲料减少量，同时在采食结束后控制装置将采集的体重数据经数字滤波，滤除身体晃动和冲击带来的动态体重干扰，得到此次采食的体重数据；而此次采食的饲料掉落量通过落料称重模块13在采食前和采食后的接料盘18中的重量的差值得到。家禽在一次采食结束后，控制装置将当次采食体重，料盘18饲料减少量，饲料掉落量，采食结束时刻，采食时长，家禽身份编码作为一桢数据传送给人机界面，人机界面将数据统计成表格。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。