适用于平养禽舍的患病家禽定位系统及定位方法与流程

本发明涉及养殖自动化技术领域，尤其涉及一种适用于平养禽舍的患病家禽定位系统及定位方法。

背景技术：

在家禽养殖过程中，由于养殖区域集中，家禽饲养密度较大，呼吸系统疾病是常见病、多发病，部分家禽患病后不能及时被发现，延误了治疗的最佳时机，导致家禽死亡。更有甚者，因未能及时发现并隔离治疗，还会导致家禽间互相传染，造成家禽的大面积死亡。为此，设计一套患病家禽定位系统很有必要。临床上，家禽常见的呼吸道疾病有新城疫、传染性支气管炎、传染性喉气管炎、支原体、传染性鼻炎、气囊型大肠杆菌病、霉菌感染等，这些疾病都能引起家禽呼吸道症状，如甩鼻、打喷嚏、呼噜声、干湿罗音、气喘、咳嗽等。这些呼吸道症状都会导致家禽相应发出异常的声音，因此可考虑通过监测家禽发出的声音来判断是否得病。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种适用于平养禽舍的患病家禽定位系统，通过多方位采集家禽声音、辨别声音是否异常来判断是否有患病家禽，同时还借助声音的处理来锁定患病家禽，为禽病的诊治和养殖管理提供了便利。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种适用于平养禽舍的患病家禽定位系统，包括中央处理器、存储器、声光报警器、液晶显示器以及设置在平养禽舍四壁及中间挡板上的声音采集器；声音采集器根据安装位置不同进行分组，并依次编号，各组声音采集器数量相同；声音采集器与中央处理器通讯连接，用于采集周围家禽发出的声音，并发送给中央处理器；存储器与中央处理器连接，用于预先存储正常家禽声音和发病家禽声音供中央处理器调用；中央处理器用于将接收的各声音采集器发来的家禽声音与预存的声音进行比较，判断是否有异常声音并在有异常声音时启动相应声音采集器对家禽声源进行定位，启动声光报警器报警并在液晶显示器上显示患病家禽位置。

进一步，平养禽舍内设有至少一个挡板，挡板两端与禽舍四壁之间间隔一定距离。由于禽舍面积较大，有时家禽距离墙壁上的声音采集器较远，导致采集的声音信号比较弱，影响定位过程的进行，因此本发明在禽舍中间设置几个挡板，并在挡板上也设置声音采集器，增加声音采集器的密度，缩短与家禽的距离，从而增强采集信号的强度，保证定位过程顺利进行。挡板两端与墙壁之间不封闭，保证空间的开放，供人、家禽过往。

进一步，声音采集器按禽舍东侧壁、西侧壁、南侧壁、北侧壁及挡板位置分为五组，每组包含n个声音采集器，每组声音采集器编号为1#-n#，均匀分布于各侧壁和挡板上。

进一步，声音采集器通过有线或无线方式与中央处理器通讯连接。

一种适用于平养禽舍的患病家禽定位系统的定位方法，包括以下步骤：

(1)中央处理器区分接收到同一异常声音信号的时间是否相同，若不同，则按步骤(2)选择启动相应声音采集器；若相同，则按步骤(3)选择启动相应声音采集器；

(2)中央处理器根据接收时间确定最先采集到异常声音的声音采集器，激活与该声音采集器编号相同的其他几个声音采集器，该编号下的所有声音采集器被锁定，仅采集与上述声音频率相同的声音；

(3)中央处理器根据接收到的同一声音的分贝数选取分贝最大的声音采集器，启动与该声音采集器编号相同的其他几个声音采集器；若接收到的同一声音频率的各声音的分贝数相等，则按照发来各声音的声音采集器编号的阿拉伯数字顺序启动各声音采集器；启动后，该编号下的所有声音采集器被锁定，仅采集与上述声音频率相同的声音；

(4)中央处理器根据相位差法计算出其中任意三个同编号声音采集器采集到同一声音信号的时间差，通过绘制双曲面取其交点得到发出该异常声音的家禽的位置。

本发明系统在禽舍的四面墙壁和中间挡板上均设置声音采集器阵列，可以增加声音采集器的覆盖范围，同时，按照编号启动声音采集器，可以保证参与计算的声音采集器之间有足够的距离，从而增加相位差，提高计算的精度。

本发明方法根据接收声音信号的时间来选择不同的方式启动供相位差算法用的声音采集装置，包含了实际应用过程中可能出现的各种情形，提高了应用的广泛性，确保了系统运行的可靠性。

本发明通过采集家禽声音来判断是否有患病家禽，并利用合理分布的声音采集装置来定位患病家禽，同时通过声光报警和液晶显示提醒禽舍管理人员，这样为及时发现患病家禽提供了有利保障，提高了家禽养殖的现代化管理水平。

附图说明

图1是本发明的系统组成图；

图2是本发明中声音采集器的分布示意图；

图中，1、禽舍墙壁，2、挡板，3、声音采集器，4、患病家禽。

具体实施方式

一种适用于平养禽舍的患病家禽定位系统，如图1所示，包括中央处理器、存储器、声光报警器、液晶显示器和若干组声音采集器。声音采集器可选用拾音器或传声器。禽舍为长方形，中间设有至少一个挡板2，挡板2两端与禽舍墙壁1间留有过道。禽舍东侧壁、西侧壁、南侧壁、北侧壁及挡板上各设有一组声音采集器3，分别为东侧声音采集器、西侧声音采集器、南侧声音采集器、北侧声音采集器和挡板声音采集器，每组声音采集器设有n个，并按照1#-n#编号。每组声音采集器的数量根据禽舍的大小来具体设置，各声音采集器等间隔分布在墙壁和挡板上。声音采集器可以通过有线通信模块与中央处理器连接，也可通过无线通信模块与中央处理器连接。分布于禽舍各处的声音采集器采集周围家禽发出的声音，经放大处理后发送给中央处理器。存储器与中央处理器连接，系统使用前需事先将正常家禽声音和发病家禽声音存入存储器，供中央处理器调用。中央处理器接收各声音采集器发来的家禽声音与预存的声音进行比较，一旦出现发病家禽声音或出现未录入系统的与正常家禽声音不一致的信号，则按以下方法启动相应声音采集器对家禽声源进行定位。中央处理器输出端与声光报警器和液晶显示器连接，当发现异常声音时，启动声光报警器报警，并将定位的患病家禽位置在液晶显示器上显示。中央处理器可以采用FPGA芯片或DSP芯片，也可直接采用高性能的单片机。

上述定位系统所用的定位方法，包括以下步骤：

(1)中央处理器发现异常声音信号后，区分多个声音采集器发来的同一异常声音信号的时间是否相同，若不同，则按步骤(2)选择启动相应声音采集器；若相同，则按步骤(3)选择启动相应声音采集器。

(2)中央处理器根据接收时间确定最先采集到异常声音的声音采集器，例如，一只患病家禽4发出的声音首先被南侧壁上的2#声音采集器采集到，中央处理器会立刻激活其他三个侧壁及挡板上的2#声音采集器，当所有2#声音采集器被启动后，就不再接收其他频率声音，仅采集与上述声音频率相同的声音，确保只定位发出该频率声音的一只家禽。

(3)中央处理器根据接收到的同一声音的分贝数选取分贝最大的声音采集器，例如编号为3#的声音采集器测得的声音为20分贝，编号为7#的声音采集器测得的声音为18分贝，则启动所有编号为3#的声音采集器；若接收到的同一声音频率的各声音的分贝数相等，则按照发来各声音的声音采集器编号的阿拉伯数字顺序启动各声音采集器；启动后，该编号下的所有声音采集器不再接收其他频率声音，仅采集与上述声音频率相同的声音。

(4)中央处理器根据相位差法计算出其中任意三个同编号声音采集器采集到同一声音信号的时间差，通过绘制双曲面取其交点得到发出该异常声音的家禽的位置。