本数。
[0085] (4)如果聚类中心有变化，则重复2)，3)步，直到聚类中心不再变化位置，即使得 聚类准则函数收敛。
[0086]
。式中=Cj是聚类S j聚类中心。
[0087] 在完成奶牛日常行为建模之后，数据处理单元根据生成的异常信息生成对异常的 奶牛个体进行分类圈养的报表，可据此提升管理水平，极大地改善奶牛个体的优劣差异，具 体过程如下：
[0088] PC机根据分析出的奶牛行为分类及持续时间，结合温度、湿度、气压等数据，得到 当前奶牛的行为判别结果，正常还是异常，并自动指示异常个体的编号，例如，当前一定的 环境温度、湿度、气压条件下，行为为站立，PC机将此数据判别为正常信息。
[0089] 然后将判别结果以报表形式输出，再通过分类筛选，生成异常信息报表，如表2所 示，其中备注栏中的详细信息示例如表3所示，奶牛的行为统计示例如表4所示。PC机根据 输出的异常信息报表，给出针对性的奶牛管理方案，如分群、分圈或隔离饲养等，以表格形 式输出分类圈养报表，如表5所示；若判别奶牛健康，则系统不给出异常管理方案，维持原 圈养方式。
[0090] 表2. 2015年06月01日异常信息报表
[0091]
[0093] 表3. 1434号详细信息示例
[0094]
[0095] 表4· 1434号20150601行为统计示例
[0096]
[0097] -般正常情况下，奶牛每天用于采食和反刍的时间约13. 5个小时；躺卧休息的时 间约7个小时；其他的站立、跨跳等时间约3. 5个小时，据此可以判断处奶牛行为是否异常， 若奶牛的每种行为的时间不在正常范围内，即将其行为判断为异常。
[0098] 表5.分类圈养报表
[0099]
[0100] 本实施例所提供的畜禽健康状况监测方法不影响畜禽的日常生产活动，对畜禽行 为进行长期实时监测，在数据处理单元形成基本行为模式架构，将其与预设的阈值参数进 行比较分析，自动指示出行为异常或健康状态异常的畜禽的身份信息，达到对异常的畜禽 进行分类圈养的目的。本发明的畜禽健康状况监测方法对监测条件要求低，并且受外界环 境状况影响小，畜禽本体基本无应激反应，为判定畜禽个体日常行为与疾病关系、畜禽福利 养殖以及疾病预测模型的建立提供了基础。
[0101] 虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发 明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求 所限定的范围之内。
【主权项】
1. 一种畜禽健康状况监测方法，其特征在于，包括以下步骤： 51 :数据采集单元中的三轴加速度传感器根据预设采样频率采集N个畜禽的三轴加速 度数据，其中N为大于O的整数； 52 :数据处理单元通过聚类算法对所述三轴加速度数据进行聚类分析，得到每个畜禽 各类基本行为的时序数据； 53 :数据处理单元将所述时序数据与预设的阈值参数进行比较分析，得出每个畜禽的 健康状况信息。2. 根据权利要求1所述的畜禽健康状况监测方法，其特征在于，所述步骤S3中所述数 据处理单元得出每个畜禽的健康状况信息的同时，指示出每个畜禽的身份信息； 其中，所述身份信息为所述数据采集单元中的身份识别单元识别出的电子标签的信 息；所述电子标签位于每个畜禽身体的外表面上。3. 根据权利要求1所述的畜禽健康状况监测方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述数 据处理单元通过聚类算法对所述行为加速度数据进行聚类分析，具体包括以下步骤： 521 :将所述N个畜禽的各类基本行为划分为K个类别，预设所述K个类别的聚类中心， 其中K为大于O的整数； 522 :分别计算所述N个畜禽中每个畜禽的行为加速度数据与所述K个聚类中心的欧氏 距离，将所述每个畜禽的行为加速度数据分配到与其欧式距离最小的聚类中心所代表的类 别中； 523 :分别对所述K个类别中每个类别包含的所有行为加速度数据求均值，将所述均值 作为该类别新的聚类中心，计算该类别中所有行为加速度数据到该类别的所述新的聚类中 心的距离平方和； 524 :判断聚类中心和所述距离平方和的值是否发生改变，若未发生改变，则聚类结束； 若发生改变，则重复步骤S22。4. 根据权利要求3所述的畜禽健康状况监测方法，其特征在于，所述步骤S21中将所述 N个畜禽的各类基本行为划分为K个类别具体为： 将所述N个畜禽的各类基本行为划分为K = 4个类别，所述4个类别包括躺卧行为、站 立或慢走行为、米食行为和跨跳行为。5. 根据权利要求3所述的畜禽健康状况监测方法，其特征在于， 所述步骤S21中预设所述K个类别的聚类中心具体为：根据周围环境数据预设所述K 个类别的聚类中心； 其中，所述周围环境数据为所述数据采集单元中的温度传感器、气压传感器及相对湿 度传感器分别采集到的畜禽所在的周围环境的温度、气压及相对湿度。6. 根据权利要求1、2、5中任一项所述的畜禽健康状况监测方法，其特征在于，所述步 骤Sl还包括微型存储单元存储所述数据采集单元采集到的数据信息。7. 根据权利要求1所述的畜禽健康状况监测方法，其特征在于，所述步骤Sl还包括利 用无线传输单元将所述数据采集单元采集的数据信息经过转换处理并传输至所述数据处 理单元。8. 根据权利要求1-5或7中任意一项所述的畜禽健康状况监测方法，其特征在于，所述 数据采集单元中的红外视频采集设备采集每个畜禽行为的全程监控视频；利用所述监控视 频核实所述健康状况信息。9. 根据权利要求1所述的畜禽健康状况监测方法，其特征在于，数据处理单元根据所 述每个畜禽的健康状况信息给出对每个畜禽的管理建议；所述管理建议包括分群、隔离或 维持原圈养方式。10. -种实施权利要求1-9中任一项畜禽健康状况监测方法的系统，其特征在于，包括 数据采集单元、微型存储单元、无线传输单元及数据处理单元； 所述数据采集单元包括：三轴加速度传感器、身份识别单元、温度传感器、气压传感器、 相对湿度传感器以及红外视频采集设备； 所述三轴加速度传感器、温度传感器、气压传感器及相对湿度传感器集成为微型传感 器单元，设置在每个畜禽身体的外表面上； 所述身份识别单元与所述红外视频采集设备分别设置在畜禽所在环境的预设位置； 所述三轴加速度传感器用于根据预设采样频率采集N个畜禽的三轴加速度数据，其中 N为大于0的整数； 所述身份识别单元用于识别电子标签的信息；所述电子标签位于每个畜禽身体的外表 面上； 所述温度传感器、气压传感器、相对湿度传感器用于采集畜禽所在的周围环境的温度、 气压及相对湿度； 所述红外视频采集设备用于采集每个畜禽行为的全程监控视频； 所述微型存储单元用于存储所述数据采集单元采集到的数据和信息； 所述无线传输单元用于将所述数据采集单元采集的数据和信息经过转换处理并传输 至所述数据处理单元； 所述数据处理单元，通过聚类算法对所述三轴加速度数据进行聚类分析，得到每个畜 禽各类基本行为的时序数据；将所述时序数据与预设的阈值参数进行比较分析，得出每个 畜禽的健康状况信息；根据所述每个畜禽的健康状况信息给出对每个畜禽的管理建议；所 述管理建议包括分群、隔离或维持原圈养方式。
【专利摘要】本发明公开了一种畜禽健康状况监测方法及系统，所述方法包括：S1：数据采集单元中的三轴加速度传感器根据预设采样频率采集N个畜禽的三轴加速度数据，其中N为大于0的整数；S2：数据处理单元通过聚类算法对所述三轴加速度数据进行聚类分析，得到每个畜禽各类基本行为的时序数据；S3：数据处理单元将所述时序数据与预设的阈值参数进行比较分析，得出每个畜禽的健康状况信息。所述系统包括：数据采集单元、微型存储单元、无线传输单元及数据处理单元。本发明具有适应性强、受外界环境状况影响小，准确率高的特点，对判断畜禽行为与健康状态、畜禽分类养殖及全程质量监管发挥有利的作用。
【IPC分类】G06K17/00, G01D21/02, G06F19/00
【公开号】CN105091938
【申请号】CN201510401697
【发明人】吉增涛, 杨信廷, 孙传恒, 崔海港, 解菁
【申请人】北京农业信息技术研究中心
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年7月9日