W，得到新的零均值序列X"，对序列X"进行前向差分，得到序列d。
[0031]2)计算前向差分序列d的标准差、极差、峰度。
[0032]计算前向差分序列d的标准差、极差、峰度，将标准差记为a、极差记为b、峰度记为
Co
[0033]3)对标准差、极差、峰度建立基本可信度分配函数；将标准差、极差、峰度代入基本可信度分配函数，判断奶牛的运动状态。
[0034]m(l)、m(2)分别表示奶牛处于行走状态和奔跑状态的基本可信度分配，πι(Θ)表示不确定的基本可信度分配。建立过程如下:
[0035]标准差:
[0036]若a〈l，则 m(l) = 0.9，m(2) = 0，m( Θ) = 0.1 ；
[0037]若I < a〈2，则 m(l) = [1- (a -1) ] X0.9, m(2) = [a -1] X0.9, m(0) = 0.1 ；
[0038]若a ^ 2，则 m(I) =0，m⑵=0.9，ηι(Θ) =0.1。
[0039]极差:
[0040]若b〈5，则 m(l) = 0.9，m(2) = 0，m( Θ) = 0.1 ；
[0041]若5 彡 b〈7，则 m(l) = [1- (b - 5)/2] X0.9，m(2) = [ (b - 5)/2] X0.9，ι?(Θ)=0.1 ；
[0042]若b ^ 7，则 m(l) = 0，m⑵=0.9，m( Θ) = 0.1。
[0043]峰度:
[0044]若c〈2，则 m(l) = 0.9，m(2) = 0，m( Θ) = 0.1 ；
[0045]若2 彡 c〈3，则 m(l) = [1- (c - 2)] X0.9，m(2) = [c - 2] X0.9，m(0) = 0.1 ；
[0046]若c 多 3，则 m(l) = 0，m(2) = 0.9，m( Θ) = 0.I。
[0047]将前向差分序列d的标准差a、极差b、峰度c代入对应的基本可信度分配函数，计算得出对应的基本可信度分配值F1、F2、F3，然后将F1、F2、F3代入式(I)，得到可信度分配值Fx:
[0048]Fx= Fl 十 F2 十 F3 (I)
[0049]选取门限ε1=0.2，ε 2= 0.03，
[0050]若可信度分配值匕的!11(1) -πι(2)>ε p m( Θ)〈 ε 2，即可判断为行走状态；m(2)-m(l)> ε:，!!!(?)〈 ε2，即可判断为奔跑状态。
[0051]4)综合由各组加速度数据对应的奶牛的运动状态，计算奶牛处于奔跑状态的周期占总时间的比例，判断奶牛的运动量信息。
[0052]根据奶牛处于奔跑状态的周期占总时间的比例，将奶牛运动量分为运动过多、正常运动、运动过少三种运动量。
[0053]如，将奶牛的运动量分为运动过多、正常运动、运动过少三种运动量，其中运动过多为奶牛处于奔跑状态的周期占总时间的比例大于或等于3/5，正常运动为奶牛处于奔跑状态的周期占总时间的比例小于3/5，大于或等于1/5，运动过少为奶牛处于奔跑状态的周期占总时间的比例小于1/5。
[0054]之后，加速度采集装置的NFC读写器将运动量信息写入RFID标签。当奶牛靠近料槽时，自动喂食装置的NFC读写器读取奶牛的运动量信息，经将该信息传送给料槽控制模块一Arduino Uno R3单片机，Arduino根据奶牛的运动量，确定对应的喂食量，驱动电机带动喂食机动作，例如可以采用步进电机，结合设定程序控制喂食量的多少，也可以通过流量计检测喂食量并反馈给槽控制模块一Arduino Uno R3单片机，控制喂食量的多少，进而实现奶牛的自动化、智能化喂食。
[0055]在上述实施例中，采用上述算法进行奶牛运动量大小的判断和喂食量多少的确定，作为其他实施方式，可以采用其他算法进行奶牛运动量大小的判断和喂食量多少的确定。
【主权项】
1.一种自动喂食装置，包括喂食机，其特征在于:还包括驱动喂食机的电机，以及料槽控制模块和运动量信息读取模块；所述运动量信息读取模块连接料槽控制模块，所述料槽控制模块控制连接电机；所述运动量信息读取模块用于读取奶牛身上佩戴的运动量采集装置的运动量信息；所述料槽控制模块用于接收、处理所述运动量信息，并根据所述运动量信息控制电机转动。2.根据权利要求1所述的自动喂食装置，其特征在于:所述料槽上还设有流量计，流量计连接料槽控制模块，所述流量计用于检测喂食量。3.根据权利要求1所述的自动喂食装置，其特征在于:所述运动量信息读取模块是NFC读写器。4.一种智能喂食系统，包括自动喂食装置和用于佩戴在奶牛身上的加速度采集装置，所述加速度采集装置包括加速度传感器、加速度控制模块和通讯模块；所述自动喂食装置包括喂食机，其特征在于:还包括驱动喂食机的电机，以及料槽控制模块和运动量信息读取模块；所述运动量信息读取模块连接料槽控制模块，所述料槽控制模块控制连接电机；所述加速度传感器用于采集奶牛前进方向的加速度数据；所述加速度控制模块用于处理采集到的加速度数据并生成奶牛的运动量信息；所述通讯模块用于将运动量信息发送给自动喂食装置；所述运动量信息读取模块用于读取奶牛身上佩戴的加速度采集装置的运动量信息；所述料槽控制模块用于接收、处理所述通讯模块发送来的运动量信息，并根据所述运动量信息控制电机转动。5.根据权利要求4所述的智能喂食系统，其特征在于:所述料槽上还设有流量计，流量计连接料槽控制模块，所述流量计用于检测喂食量。6.根据权利要求4所述的智能喂食系统，其特征在于:所述运动量信息读取模块是NFC读写器。
【专利摘要】本发明涉及一种奶牛自动喂食装置以及对应的智能喂食系统，包括自动喂食装置和用于佩戴在奶牛身上的加速度采集装置，所述加速度采集装置包括加速度传感器、加速度控制模块和通讯模块；所述自动喂食装置包括喂食机、驱动喂食机的电机，以及料槽控制模块和运动量信息读取模块；所述运动量信息读取模块连接料槽控制模块，所述料槽控制模块控制连接电机。通过加速度传感器采集奶牛前进方向的加速度信息，加速度控制模块根据加速度信息生成相应的运动量信息，并通过通讯模块将运动量信息发送给自动喂食装置。根据该运动量信息，料槽控制模块控制步进电机设置奶牛的喂食量，保证了每头奶牛都有合适的喂食量，实现了奶牛的自动化饲养。
【IPC分类】A01K5/02
【公开号】CN105075886
【申请号】CN201510445486
【发明人】王俊, 张伏, 夏荣纲, 张中强, 张巍鹏
【申请人】河南科技大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年7月27日