一种用于监控母猪与新生小猪安全的监测系统和监测方法

技术领域

本发明涉及牲畜健康监控领域，特别涉及一种用于监控母猪与新生小猪安全的监测系统和监测方法。

背景技术

猪肉生产中，母猪承担着繁育仔猪的职能，因此母猪的繁殖及健康状况受到管理者的高度重视。在养殖过程中，临产母猪分娩前，会在某个特定时间点反复起卧，站立不安；并且母猪产后频繁起卧容易导致仔猪被母猪压死。母猪大多是采用限位栏饲养。母猪繁殖过程主要包括发情配种、怀孕妊娠、产仔以及产后哺乳几个阶段，后期的生产活动主要在产房进行。

母猪分娩管理和接产不当易导致一系列问题出现，如母猪产程延长、产后低温与食欲不食、无乳综合征以及出现产后感染等，母猪出现的这些问题常常导致仔猪的发病率和死亡率提高，影响仔猪成活率。母猪分娩接产和产后护理保健的重点措施是在搞好分娩舍的环境控制（如温度、湿度、空气质量和噪音）的同时，主要做好产仔监控和产后护理。

申请号为201910777209.1的发明专利涉及一种母猪健康监测方法和监测系统，其能够记录每头母猪从进栏到出栏的完整活动状态，发现异常可以全程追溯；分娩提醒以及产仔预警，降低仔猪被压死等风险；自动警报提醒工作人员母猪的分娩过程，在减少人力时刻查看的同时，使原先的工作更加及时高效；能够有效地减少人员和外来物品与母猪的接触，降低感染疫情的风险，且大幅度避免人员接触给母猪带来的应激反应；包括：对母猪进行摄像，并且将母猪的摄像信号进行发送；接收摄像信号，并且将摄像信号进行保存；对数据进行显示；读取摄像信号，并根据摄像信号统计母猪起卧频率。

上述技术通过摄像头的画面信息分析出母猪的行为的特征，进而完成对母猪与仔猪的安全监控，初生仔猪需要放在母猪身边，由于初生仔猪需及早吃足初乳，不具备先天免疫能力，必须通过吃初乳获得免疫力。让仔猪尽可能早地吃到初乳是初生仔猪获得抵抗各种传染病抗体的唯一有效途径。若吃不到初乳，则很难养活。初乳中除含有足够的免疫抗体外，还含有仔猪所需要的各种营养物质、生物活性物质。仔猪出生后随时放到母猪身边吃初乳，能刺激消化器官的活动，促进胎便排出，增加营养产热，提高仔猪对寒冷的抵抗力。如果仅仅只是通过摄像头的画面提取，可能无法展现仔猪的实际情况，比如仔猪过多，造成相互间的遮挡，或者母猪完全将小猪压住，形成全覆盖的情况，无法通过画面信息对不在画面内的仔猪情况进行了解。

发明内容

本发明提供了一种用于监控母猪与新生小猪安全的监测系统和监测方法，能够解决因画面遮挡无法识别母猪挤压小猪的问题。

为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

一种用于监控母猪与新生小猪安全的监测系统，包括：摄像头：所述摄像头用于捕捉新生小猪与母猪的图像信息；

数据处理模块：所述数据处理模块用于获取图像信息，并对图像信息中的母猪与小猪的轮廓进行提取并实时跟踪，在母猪发生站立与躺卧状态变化时，若小猪的轮廓信息处于母猪腰部及以下母猪无法看到的位置，并且小猪轮廓与跟踪信息中断，便判定小猪被压，发出警报信息；

还包括拾音器：所述拾音器设置于母猪休息区，用于获取母猪周身的环境声音信息，数据处理模块中对环境声音信息进行分析，若出现低频的嘶叫声，则判断有小猪出现意外状况；

喷水器：所述喷水器用于在接收到指令后向母猪背面喷洒热水；

其中，所述数据处理模块还用于对图像信息中的母猪和每个小猪的进行画框锁定，并进行画面跟随，每个猪个体的框进行颜色区别，数据处理模块根据初始画框数量进行猪的数量识别，若图像画面中画框数量缺失，且接收到小猪出现意外的状况，便发出排查指令，喷水器向母猪猪背方向喷水。

本方案的基本原理及有益效果：通过摄像头和拾音器获取猪圈内的图像信息和母猪附近的声音信息，数据处理模块对图像信息中的画面进行轮廓捕捉，并对其中的母猪和小猪进行画框锁定，框随猪一起在图像画面中移动，根据初始画框（母猪小猪均无遮挡时，给每个猪都进行单独的画框），确定猪圈内母猪和小猪的数量；如果通过图像分析，在母猪发生站立与躺卧状态变化时，若小猪的轮廓信息处于母猪腰部及以下母猪无法看到的位置，并且小猪轮廓与跟踪信息中断，便判定小猪被压，发出警报信息,提示小猪被压；在有小猪被压的情况发生时，为了防止进一步扩大危害，喷水器向母猪背喷水，母猪受到刺激会朝相反方向起立移动，则将放出被压小猪。若图像信息中有小猪的画像丢失，即图像画面中采集到小猪数量少于小猪的初始画框数量，此时伴随有小猪的嘶叫声发出，则判断小猪被压，通过喷水驱使母猪活动，解放小猪。

本方案通过声画结合，判断出小猪是否被压，适用场景变多，较于原来的仅通过画面信息的判断，更为精确，提升了小猪的安全防控，也解决了因画面遮挡无法识别母猪挤压小猪的问题。

进一步，还包括红外探测模块，所述红外探测模块用于测量母猪和小猪的体温信息，并进行热成像在数据处理模块中。

有益效果：根据热成像的图像能够知晓被探测到猪的相对位置关系。

进一步，其特征在于：所述数据处理模块中预存有热成像温度图谱，通过小猪和母猪的热成像与温度图谱对比，显示出热成像画面中的温度区间，若小猪体温或母猪体温超过阈值，数据处理模块便发出可能发烧排查指令给饲养员。

有益效果：当猪体温出现异常时，特别是发烧，体温升高，若不及时救治，新生小猪的抵抗力偏弱，母猪生产完也处于虚弱期，抵抗力下降，及时发现母猪与小猪的发烧体温升高的风险进行及时救治，能够有效降低病情扩散风险，提升小猪与母猪的存活率。

进一步，还包括环境监测模块，所述环境监测模块用于监测猪圈的环境数据，所述环境数据至少包括温度和湿度。

有益效果：针对猪圈环境温度进行实时监测，饲养员能够通过数据知晓猪圈内的情况。

进一步，还包括空调压缩机，所述空调压缩机用于调节猪圈内的室温，环境监测模块监测到的温度低于或高于阈值范围时，数据处理模块发出升温或降温指令，空调压缩机接收到指令后开始调控猪圈内的温度至阈值范围，若湿度未达到湿度阈值标准，则通过喷水器进行喷水调节湿度至湿度阈值。

有益效果：根据环境监测模块的监测数据将猪圈内的温度湿度调节在阈值范围内，提升猪生长的舒适度，同时减少患病几率。

进一步，还包括称重模块，所述称重模块设置在母猪喂食小猪时所躺的地板下，在只有母猪时，称重模块记录下母猪重量数值，称重模块的记录的重量数值传递给数据处理模块，在喂食时，数据处理模块记录下所有小猪与母猪的总重量数值，然后根据小猪的初始画框数量值计算出每只小猪的平均重量；若后期的图像画面中小猪数量与平均重量的乘积与母猪重量的和小于此时称重模块的重量数值，且超过预设值，则判断有小猪被遮挡。

有益效果：通过重量的变换来识别是否有小猪被挤压，增加了判断的多样指标，提升了判断的准确性。

一种用于监控母猪与新生小猪安全的监测方法，包括以下步骤：

S1：监测猪圈内的环境温度、湿度等环境参数；

S2：根据监测到的环境温度、湿度信息对猪圈内部进行适应化调整，使得猪圈内的环境参数达到阈值；

S3：通过图像和声音信息判断是母猪与小猪之间是否有挤压；

S4：若有挤压产生，使母猪活动，离开原位置。

有益效果：在发现有挤压产生时，通过驱赶母猪移动增加活动空间来减少挤压时间，及时挽救被压住的小猪。

附图说明

图1为一种用于监控母猪与新生小猪安全的监测系统的逻辑图；

图2为一种用于监控母猪与新生小猪安全的监测方法的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例一如附图1所示，

一种用于监控母猪与新生小猪安全的监测系统，包括：

摄像头：所述摄像头用于捕捉新生小猪与母猪的图像信息；摄像头的安装位置要使得监控画面能够覆盖整个猪圈。

数据处理模块：所述数据处理模块用于获取图像信息，并对图像信息中的母猪与小猪的轮廓进行提取，并对图像信息中的母猪与小猪的轮廓进行提取并实时跟踪，在母猪发生站立与躺卧状态变化时，若小猪的轮廓信息处于母猪腰部及以下母猪无法看到的位置，并且小猪轮廓与跟踪信息中断，便判定小猪被压，发出警报信息；

便判定小猪被压，发出警报信息；数据处理模块主要选用搭载cpu芯片及相关组件的计算机电脑，以能够处理本方案中所需要处理的数据和图像为准。数据处理模块所处理的数据信息，图像信息均通过网络传输至手机终端，供饲养员能够随时查看。

还包括拾音器：所述拾音器设置于母猪休息区，用于获取母猪周身的环境声音信息，数据处理模块中对环境声音信息进行分析，若出现低频的嘶叫声，则判断有小猪出现意外状况；拾音器安装在母猪生活区的底板中，拾音器做防水防潮处理，保证正常使用的同时能够尽可能报保证拾音器的使用寿命。

喷水器：所述喷水器用于在接收到指令后向母猪背面喷洒热水；喷水器与热水器相连，热水器烧出的恒温热水通过喷水器喷出，由于新生猪仔和刚生产的母猪抵抗力较弱，如果使用低温水淋浴可能会导致生病，才有40℃，贴近其体温的水，对母猪后背进行刺激。喷水器内置与热水器配套的压力泵，将热水进行升压，使得热水击打在猪背上不会使其着凉，但会让其感受到痛觉，从而迫使其起立，离开原地。解救被母猪压在身下的小猪。

其中，所述数据处理模块还用于对图像信息中的母猪和每个小猪的进行画框锁定，并进行画面跟随，每个猪个体的框进行颜色区别，数据处理模块根据初始画框数量进行猪的数量识别，若图像画面中画框数量缺失，且接收到小猪出现意外的状况，便发出排查指令，喷水器向母猪猪背方向喷水。通过识别图像画面中的小猪数量，若数量不足初始值，即小猪可能被遮挡或者被挤压，便发出对应的排查指令，若还收到小猪的嘶吼声，便继续刺激母猪移动，从而扩增小猪的活动空间，将被压住的小猪进行解放。

还包括红外探测模块，所述红外探测模块用于测量母猪和小猪的体温信息，并进行热成像在数据处理模块上。红外探测模块选择某品牌的TA32-25MM高清红外热成像仪，尽管在夜晚，也能够通过热成像仪的成像画面勾勒出猪圈内的小猪与母猪的位置关系，补足了因光线不足，摄像头无法获取到清晰的图像画面的缺陷。

所述数据处理模块中预存有热成像温度图谱，通过小猪和母猪的热成像与温度图谱对比，显示出热成像画面中的温度区间，若小猪体温或母猪体温超过阈值，数据处理模块便发出可能发烧排查指令给饲养员。当猪体温出现异常时，特别是发烧，体温升高，若不及时救治，新生小猪的抵抗力偏弱，母猪生产完也处于虚弱期，抵抗力下降，及时发现母猪与小猪的发烧体温升高的风险进行及时救治，能够有效降低病情扩散风险，提升小猪与母猪的存活率。

刚出生的小猪体温在39℃，后期生长中会在此基础上上下浮动，且浮动数量不超过1℃，即可以38.5-39.5℃作为小猪的正常体温衡量标准，若不在此范围内，则小猪有患病可能，母猪在生产前后的体温浮动在38-40℃，仍以38.5-39.5℃作为母猪正常体温的衡量标准，若母猪体温不在此范围内，则母猪可能出现异常患病，数据处理模块及时给饲养员发出提醒，由其来精准处理，极大地减少了饲养员逐个排查的时间，提升了工作效率。

还包括环境监测模块，所述环境监测模块用于监测猪圈的环境数据，所述环境数据至少包括温度和湿度。猪舍的温度应保持在16-22℃。

还包括空调压缩机，所述空调压缩机用于调节猪圈内的室温，环境监测模块监测到的温度低于或高于阈值范围时，数据处理模块发出升温或降温指令，空调压缩机接收到指令后开始调控猪圈内的温度至阈值范围，若湿度未达到湿度阈值标准，则通过喷水器进行喷水调节湿度至湿度阈值。饲养中可通过加强母猪的饲养管理，控制猪舍环境，把胚胎死亡数降到最低限度。猪舍的温度应保持在16-22℃，相对湿度70%-80%，配种后喂料量应降低到原来的较低水平，但应保证优质全价，保持圈舍清洁卫生，以便减少感染的机会。

还包括称重模块，所述称重模块设置在母猪喂食小猪时所躺的地板下，在只有母猪时，称重模块记录下母猪重量数值，称重模块的记录的重量数值传递给数据处理模块，在喂食时，数据处理模块记录下所有小猪与母猪的总重量数值，然后根据小猪的初始画框数量值计算出每只小猪的平均重量；若后期的图像画面中小猪数量与平均重量的乘积与母猪重量的和小于此时称重模块的重量数值，且超过预设值，则判断有小猪被遮挡。通过重量的变换来识别是否有小猪被挤压，增加了判断的多样指标，提升了判断的准确性。

适用于上述系统的一种用于监控母猪与新生小猪安全的监测方法，如附图2所示。包括以下步骤：

S1：监测猪圈内的环境温度、湿度等环境参数；

S2：根据监测到的环境温度、湿度信息对猪圈内部进行适应化调整，使得猪圈内的环境参数达到阈值；

S3：通过图像和声音信息判断是母猪与小猪之间是否有挤压；

S4：若有挤压产生，使母猪活动，离开原位置。

实施例二

实施例二与实施例一的不同之处在于：所述红外探测模块采用热成像仪，用于判断猪的排泄状况，其逻辑为：所述数据处理模块通过热成像的图像分析，若图像中出现热源分离，且一个热源集中不变，另一个热源快速冷却降温时（即排泄物脱离猪身体，掉落在地上，初始时排泄物温度趋于和猪体温一致，排出身体后，排泄物快速冷却），以此判定猪正处在排泄状态，若排泄物呈抛物线掉落至地，且相对连续，则判定猪在进行小便，若排泄物垂直掉落则判定为大便，在猪排泄时，记录猪排泄的时间和次数，作为其健康的参数指标，若排泄物为大便，但掉落在地上后呈液态状摊开（非块状凝结，则判定其为拉稀），则生成该猪的消化不良信号，传输给终端，通过热成像获取猪的排泄状态，相较于图像信息而言，增大了适用场景，如黑暗情况下也可辨别，对于猪的排泄状况有了更好，且更及时的监控。在监测母猪出现排泄异常时（即母猪拉稀），及时发出信号给终端，方便快速将母猪和小猪进行隔离，谨防小猪因抵抗力弱被传染，影响其生长。

以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。