本发明涉及畜牧养殖领域，更具体地，涉及一种牛发情预警方法。
背景技术：
牛活动量是指对牛日常采食、躺卧、反刍、运动等全部行为活动的计量，根据牛活动量变化特点研发的活动量监测系统，在牛的繁殖管理中具有重要作用。然而，并不是所有牛都具有明显的发情表现，还有10％左右的牛发情表现不明显，仅靠人工观察发情非常困难。虽然商业化发情监测设备的检测率最高达95％，但对发情表现不明显的隐性发情牛，其检测率低于70％，发情监测检测率仍需进一步提高(曹学浩等，2013)。关于隐形发情牛检测率低的原因，一方面可能与牛自身活动量变化不明显有关，另一方面可能受活动量发情检测阈值的影响。所以，需要新技术、新方法的融入以提高整个发情监测系统的检测率。
牛的生理和健康状态是各项生理参数的反映，体温在各参数中最具有代表性，是衡量牛身体状态的依据(范永存等，2012)。监测奶牛体温可实时了解牛生理状态，可根据温度的变化准确地识别发情牛，有助于缩短产犊间隔，提高产奶量(武彦等，2012)。研究报道，利用红外线照相机检测，奶牛外阴和鼻镜温度在发情前48h会出现一个峰值，分别为36.2℃和35.1℃，之后逐渐下降，直到发情前24h达最低值，分别为35.5℃和33.5℃，之后再次升高，并于发情盛期再次达到峰值(36.8℃和34.4℃)(talukdersetal.,2014)，虽能反应牛发情时的体温变化，但监测到的并非是牛的真实体温，有待改进。
另有研究通过外科手术将无线温度传感器植入牛会阴肌肉，试图通过监测会阴温度鉴定牛发情(moraisretal.,2006)，但该法对牛伤害较大，且操作复杂。至今虽有许多运用体温检测技术进行牛发情监测的研究，但受制于技术和方法的限制，未见真正应用的报道。
技术实现要素：
为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种牛发情预警方法，以解决牛发情状态预警准确率低的技术问题。
根据本发明的一个方面，提供一种牛发情预警方法，采集牛体活动量，当任一采集时间点的所述牛体活动量的上升幅度高于前7天同一采集时间点的平均历史牛体活动量的2.5倍，且所述牛体活动量上升的持续时间不低于1小时，且具有至少一个波峰，预警牛发情。
进一步地，采集牛体体温，当任一采集时间点的所述牛体体温比前7天同一采集时间点的平均历史牛体体温上升的幅度大于0.3℃，且所述牛体体温上升的持续时间不低于4.5小时，预警牛发情。
进一步地，采用阴道生理参数自动采集装置采集所述牛体体温和所述牛体活动量。
进一步地，所述阴道生理参数自动采集装置包括热敏元件及加速度传感器，所述热敏元件及所述加速度传感器集成于一筒状壳体内。
进一步地，所述热敏元件用于采集所述牛体体温，每0.5h采集一次；所述加速度传感器用于采集所述牛体活动量，每0.5h累加一次。
进一步地，将所述阴道生理参数自动采集装置放入牛阴道内子宫颈附近。
进一步地，所述牛发情包括自然发情、同期发情。
进一步地，所述牛包括健康、21-23月龄的可繁母牛。
本发明有益效果主要体现在如下方面：
同时采集牛的牛体体温数据和牛体活动量数据，并分别对牛体体温数据和牛体活动量的变化以及持续时间设定阈值并进行分析，能够更准确的监测牛发情状态；用于采集温度的阴道生理参数自动采集装置结构简单，不会对牛本身产生不良健康影响。
附图说明
图1为根据本发明实施例中一种牛发情预警方法的阴道生理参数自动采集装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
一种牛发情预警方法，通过牛体活动量数据，并对牛体活动量的变化情况进行记录和判断，以预警牛发情的情况。
具体地，采集牛体活动量，当任一采集时间点的所述牛体活动量的上升幅度高于前7天同一采集时间点的平均历史牛体活动量的2.5倍，活动量上升的持续时间不低于1小时，且具有至少一个波峰，预警牛发情。关于牛体活动量的波峰，即是牛体在此期间任一采集时间点的活动量高于其前后采集时间点的活动量。
具体地，采集牛体活动量数据后，可将当天某一采集时间点的牛体活动量与此前7天在同一时间点采集的7个历史牛体活动量的平均值进行比较。
通过设置牛体活动量的升高倍数、持续时间及波峰数，能够更准确的预警牛发情状态。
在一个具体的实施例中，采集牛体体温；当任一采集时间点的所述牛体体温比前7天同一采集时间点的平均历史牛体体温上升的幅度大于0.3℃，且所述牛体体温上升的持续时间不低于4.5小时，预警牛发情。
具体地，采集牛体体温后，在一段时间内，可将当天某一采集时间点的牛体体温与此前7天同一采集时间点采集的7个历史牛体体温的平均值进行比较。
在对牛体活动量设定阈值进行判断的基础上，再结合牛体温度对牛发情状态进行判断，能够显著提高预警牛发情状态的准确性。
具体地，当通过对牛体体温数据或牛体活动量数据进行比较分析时，能够很准确地预警牛发情。当结合牛体温度与牛体活动量的比较分析过程，能够进一步提高预警的准确性。
具体地，将当天某时段的牛体体温和/或牛体活动量与此前7天同时段的历史牛体体温和/或历史牛体活动量的平均值进行对应地的比较分析，以分析牛体的体温和/或活动量的变化情况，能够更准确反映牛发情状态。
结合牛体体温/活动量变化及其持续的时间，能够更准确地反映牛发情的情况，从而更准确地对牛发情状态进行预警。并且，同时对牛体的体温和牛体的活动量进行比较分析，能够避免牛体的个体因素不同而影响牛发情预警准确性的情况。
在一个具体的实施例中，采用阴道生理参数自动采集装置采集所述牛体体温和所述牛体活动量。具体地，采用一个采集装置即可同时采集牛体体温和牛体活动量，既提高了数据采集效率，又能够提高采集数据的准确性，同时，也能够简化数据采集装置与牛体的固定方式。
参见图1所示，在另一个具体的实施例中，阴道生理参数自动采集装置包括热敏元件和加速度传感器，该热敏元件和加速度传感器集成于一筒状壳体1内。可以理解的是，在筒状壳体1内还可设置有通信芯片，热敏元件及加速度传感器均与该通信芯片连接，热敏元件及加速度传感器采集的数据通过通信芯片输送至接收装置，以用于数据分析。具体地，在筒状壳体1的一端固定有至少一个v型可张紧夹具。例如，可设置两个v型可张紧夹具，用于将阴道生理参数自动采集装置固定于牛阴道内。
具体地，采用此种结构的阴道生理参数自动采集装置，能够便于将其置于牛体体内，从而增强数据采集的准确性，同时又不会对牛的健康产生不良影响，也不会影响牛的正常活动。
在另一个具体的实施例中，所述热敏元件用于采集所述牛体体温，每0.5h采集一次；所述加速度传感器用于采集所述牛体活动量，每0.5h累加一次。
在另一个具体的实施例中，所述采集牛体温度具体包括：将阴道生理参数自动采集装置放入牛阴道内子宫颈附近采集所述牛体温度。具体地，在采集牛体体温时，将用于采集牛体温度的阴道生理参数自动采集装置放置于牛阴道内子宫附近的地方，能够更准确的采集牛体体温，使所采集的牛体体温能够更准确反映牛体的实际体温，并且，能够降低环境温度变化对牛体体温数据采集的影响。
在另一个具体的实施例中，牛发情包括自然发情和同期发情。采用本发明的方法，对牛自然发情和同期发情都能够有很高的检出率。
进一步地，所述牛包括健康、21-23月龄的可繁母牛。
具体地，本发明的牛发情预警方法，实际过程中，其具体的监测方法如下。
1.1试验时间与地点
本试验于2017年7月9日至2017年8月6日在河北石家庄某牛场进行
1.2试验动物及其饲养管理
本试验共20头牛(14头自然发情牛，6头同期发情定时输精处理牛)用于发情相关数据检测，共采集到18头发情牛(13头自然发情；5头同期发情定时输精处理牛)和2头未发情牛的体温与活动量数据；试验牛采用散栏式饲养、全自动tmr日粮饲喂，每天7:00、17:00投放饲料、保证自由采食和清洁饮水。
1.3体温和活动量测定设备
使用阴道生理参数自动采集装置，即阴道生理参数自动采集装置以采集牛的体温和活动量。阴道生理参数自动采集装置20套、数据采集装置1套、上位机系统1套。该系统每0.5h小时采集一次牛的体温和活动量变化，每2h将体温和活动量数据上传至上位机系统，此外，本团队自行研发的阴道生理参数自动采集装置可自动存储10d的活动量和体温，以保证数据不丢失。
1.4体温和活动量的采集
预试验：正式试验开始前两天，将阴道生理参数自动采集装置放入奶牛阴道中(子宫颈附近)，并将测定间隔设定为0.5h进行一次，每2h收集一次牛体温和活动量数据；根据温度和活动量采集结果进行设备调试，同时进行试验牛适应性训练。待设备正常工作、试验牛适应后，进行正式试验。
正式试验：每天6:00-22:00，每4h进行一次人工观察牛发情，每次观察1h，并做好相应记录，同时，记录上位机软件中根据活动量和温度变化情况报警发情牛只，应用b超检测发情牛只卵泡发育状态，以确定是否发情。
1.5数据处理与分析
对试验数据进行分析和统计，体温检测牛发情的定义为发情当天的体温与前7d相同时间点体温平均值的差值不低于0.3℃，且持续时间不低于4.5h；应用活动量检测牛发情的定义为发情当天的活动量是前7d相同时间点活动量平均值的2.5倍以上，且持续时间为1h，至少具有1个波峰。使用温度和活动量阈值分别对试验牛进行验证。
2试验结果
2.1活动量检测结果
正式试验于2017年7月12日正式开始，因活动量需要7d的数据作为发情判断的基础数据，所以从7月19日开始对数据进行验证，统计结果见表1：
表1活动量变化2.5倍、持续时间1h、波峰数为1发情检测结果
注：每日的发情检测率和假阴性率是对当天实际发情牛的统计分析。
由表2可知，在活动量变化2.5倍、持续时间1h、波峰数1的条件下，整体的发情检测率为88.89％，假阴性率为11.11％(一头自然发情牛和一头同期发情牛未检测到)，具有较高的检测率和较低的假阴性率，说明按照此方法设定发情检测的阈值，取得了较理想的效果。
2.2温度检测结果
与2.1相同，温度也需要7d的数据作为发情判断的基础数据，同样从7月19日开始对数据进行验证，统计结果见表2：
表2温度变化0.3℃、持续时间4.5h发情检测结果
注：每日的发情检测率和假阴性率是对当天实际发情牛的统计分析。
从表2可以看出，以温度变化0.3℃，持续时间4.5h作为牛发情检测的阈值，具有很高的检测率，整体发情检测率达88.89％，假阴性率为11.11％(两头同期发情牛未检测到)，也取得了较理想的检测结果。
以活动量变化作为发情检测的阈值，未检测到牛只的温度变化见表3；以温度变化作为发情检测的阈值，未检测到牛只的活动量变化见表4。
表3牛体体温变化
表4牛体活动量变化
从表3和表4的数据进一步表明，以活动量变化、温度变化分别作为发情检测的阈值，分别存在少量的漏检情况，单将温度和活动量变化共同作为发情检测的阈值，可以检测出所有发情牛只，具有理想的检测效果。
结论：以活动量变化、温度变化分别作为发情检测的阈值，虽然具有较高的检测率，两者均为88.89％，但都存在漏检情况，两者的假阴性率也都为11.11％。其中，活动量变化未检测到的两头牛均存在温度变化，温度变化未检测到的两头牛均存在活动量变化，将两者结合共同作为牛发情检测的阈值，可将所有牛只检测出来，表明将温度和活动量相结合作为牛发情检测的阈值具有理想的检测效果，具有重要的应用价值。
最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。