牧场动物体征全数字智能采集系统的制作方法

1.本发明涉及养殖数智管理领域，特别涉及一种牧场动物体征全数字智能采集系统。


背景技术：

2.畜牧业作为高效高商品率的产业，近年来，我国畜牧业所占的比重逐年上升，而随着计算机技术的普及，规模化牧场得到了大力发展，进一步提高了国内奶牛养殖水平，也创新与变革了我国奶牛养殖理念与模式。精细养殖作为一种重要的现代牧场管理模式，已成为当今世界农业发展的一种趋势，同时关键体征信息采集是实现精细养殖的重要手段和方式。
3.以体重为例，现有获得动物体重的方法为目测估算，或通过电子称称量。目测估算的方法是根据养殖人员的经验，对不同大小个体进行估算。此方法方便快捷，但是因为动物品种不同，目测估算容易出现较大的误差；电子秤称量的方法是将动物抓取或驱赶至电子秤秤盘上进行称量。由于活体动物会活动，活动的过程中对秤体产生冲击，造成称量的误差，使得称量动物体重工作繁琐，还容易对动物造成应激反应。
4.对于体况评分，传统的方式完全是养殖人员评经验给个体评分，所以不同的人给与的评分存在误差，对于规模牧场庞大的牛只数量，也无法实现全群评估和精准管理，不能提供连续性和准确性的数据。
5.为实现牧场的养殖智能管理和科学管理，我们亟需建立以牧场动物个体为对象的关键体征信息全数字采集系统，利用现有计算机技术或单片机技术等相结合，搭建动物关键体征全自动采集平台，实现体重、体况/体高、遗传信息资源评估等核心体征信息的智能采集，以便为精细化、自动化、优质化养殖与科学管理奠定基础。


技术实现要素：

6.为克服上述不足，本技术提供一种牧场动物体征全数字智能采集系统。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：
8.牧场动物体征全数字智能采集系统，包括
9.遗传评估单元，其通过构建参考群、建立基因组育种值估算方程、获取候选个体基因信息、估算候选个体基因组育种值，并根据基因组育种值选择优秀个体育种；
10.智能称重单元，包括称重通道，所述称重通道包括设置于前后侧的围栏及设置于左右侧的自动启闭门，所述围栏之间下方设置有动态称重平台，构成所述称重通道的底部，所述围栏之间上方设置有若干连接架，所述围栏侧部安装有称重指示装置和电子识别器；
11.体高体况测定单元，包括3d成像装置，其固定于所述连接架上且朝向下方；
12.数据传输中端，其与所述智能称重单元、体高体况测定单元无线通信连接，用于采集数据互联与实时上传；
13.数据管理平台，其与所述数据传输中端无线通信连接，用于数据处理与显示。
14.作为上述技术方案的改进，所述遗传评估单元在构建参考群时，参考群个体需具备准确的表型和snp芯片基因型信息，以根据性状表型及标记基因型建立基因组育种值估算方程。
15.作为上述技术方案的改进，所述遗传评估单元通过采集动物尾毛尖处毛发、血液、耳组织获取动物基因组信息。
16.作为上述技术方案的改进，所述基因组育种值包括候选个体以下9个性状的基因组育种值：产奶量、乳蛋白量、乳蛋白率、乳脂量、乳脂率、体细胞评分、体型总分、泌乳系统、肢蹄。
17.作为上述技术方案的改进，所述自动启闭门包括两个通过铰链相互连接的折叠门，其中一个折叠门通过铰链转动连接在对应侧围栏竖边上，该折叠门顶部安装有可驱使其沿围栏竖边转动的驱动气缸，另一个折叠门的顶部连接有滚轴，所述滚轴与设置于自动启闭门正上方的轨道滑动配合，使自动启闭门在驱动气缸的驱动下沿着所述轨道自动开合。
18.作为上述技术方案的改进，所述电子识别器包括固定在围栏上的固定式电子识别器和/或便于手持操作的手持式电子识别棒，用于动物电子耳标的信息识别。
19.作为上述技术方案的改进，所述称重通道为保定式或通过式称重通道，其围栏表面设置有通风透气格栅和若干加强筋，所述围栏的下方设有若干横向突出的调高杆，所述保定通道底部设置有可收折滚轮。
20.作为上述技术方案的改进，所述数据传输中端为手机，其通过蓝牙与所述称重指示装置、3d成像装置通信连接；数据管理平台集成有牧场管理的各个端口软件系统，通过与牧场现有软件系统接口对接和数据互通，精准采集与呈现完整的牧群信息总览及变动，结合繁殖进程数据、产奶数据、饲喂数据、增重失重数据等进行综合分析，并自动给出指标高低的判定，指导牧场改善生产。
21.本发明带来的有益效果有：
22.本全数字智能采集系统通过遗传评估单元，依托本土搭建的参考群和估算方程，可以快速、准确地对幼畜进行基因组检测和遗传评估，本单元具有快：生产性能提升更快；准：候选群体中的优秀个体选得更准，遗传评估准确性更高；高：育种收益高，育种收益与育种投入成正比等特点，具有前瞻性的育种培育策略，可以服务牧场精准选择优秀个体，科学进行配种决策，不断优化牧群结构。
23.本全数字智能采集系统通过保定式或通过式的称重通道，实现牧场动物的动态称重以及基于3d视觉的体高体况数据采集，称重通道具有可移动性、低应激性、全自动化等优点，整体结构设计紧凑，集成度高，在称重过程中即可借助电子识别器将体重数据与动物电子耳标信息一一对应，再通过数据传输中端实现数据互联与实时共享，可为实现牧场的养殖智能管理和科学管理提供及时有效的数据支持。
24.本技术利用新一代5g、物联网、传感器、精准个体识别技术，通过精准采集与数据互通，在牧场信息管理平台呈现完整的牧群信息总览及变动，可实现饲料高效利用、动物精准养殖、优质生产，形成行之有效的数字化管理抓手，助力畜牧业养殖向标准化、规模化、一体化和数智化方向健康发展。
附图说明
25.下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，
26.图1为本系统的智能称重单元与体高体况测定单元结构前视图；
27.图2为本系统的智能称重单元与体高体况测定单元结构后视图；
28.图3为本系统的智能称重单元与体高体况测定单元结构左视图；
29.图4为本系统的智能称重单元与体高体况测定单元结构俯视图。
30.图中：
31.1-围栏；2-自动启闭门；3-动态称重平台；4-连接架；5-3d成像装置；6-称重指示装置；7-电子识别器；8-调高杆；9-滚轮；10-高度调节装置；11-驱动气缸；12-滚轴；13-限位杆。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.本实施例涉及一种牧场动物体征全数字智能采集系统，包括
34.遗传评估单元，其通过构建参考群、建立基因组育种值估算方程、获取候选个体基因信息、估算候选个体基因组育种值，并根据基因组育种值选择优秀个体育种；
35.参照图1～4，智能称重单元，包括称重通道，称重通道包括设置于前后侧的围栏1及设置于左右侧的自动启闭门2，围栏1内设有限位杆13，围栏1之间下方设置有动态称重平台3，构成称重通道的底部，围栏1之间上方设置有三个连接架4，围栏1侧部安装有称重指示装置6和电子识别器7；体高体况测定单元，包括3d成像装置5，其固定于位于中间的连接架4上且朝向正下方；
36.数据传输中端，其与智能称重单元、体高体况测定单元无线通信连接，用于采集数据互联与实时上传；
37.数据管理平台，其与数据传输中端无线通信连接，通过牧场管理软件实现数据处理与显示。
38.具体的：
39.遗传评估单元为实现幼畜的遗传资源评估，主要包括以下基本过程：
40.构建大规模参考群，参考群个体需具备准确的表型和snp芯片基因型信息；
41.根据性状表型及标记基因型，建立基因组育种值(gebv)估算方程，gebv＝w1y1+w2y2+
……
；
42.通过采集牛尾毛尖处毛发，获取候选动物的基因信息并送检；
43.基于参考群和估算方程，估计候选群体中每个个体的gebv，然后根据gebv选择优秀个体育种。
44.在实施过程中，遗传评估单元可以通过采集动物尾毛尖处毛发、血液、耳组织等获取动物基因组信息。基因组育种值包括候选个体以下9个性状的基因组育种值：产奶量、乳蛋白量、乳蛋白率、乳脂量、乳脂率、体细胞评分、体型总分、泌乳系统、肢蹄，并得到候选个
体的基因组性能指数gcpi。
45.本单元在实施过程中至少具有以下应用(以奶牛养殖为例)：
46.早期准确选择：基于遗传评估结果选择优秀犊牛、青年牛，淘汰差牛；
47.青年牛价值评估：决定价格；
48.1-2个世代见效：提高牛群素质和生产水平、效益快且高；便于牧场提前2-3年划分奶牛育种核心群与生产群，加快遗传进展、降低育种成本；
49.配种决策：便于选择核心群、胚胎供体母牛；为是否用性控、常规冻精配种、确定是否用肉牛冻精配种提供决策支持；
50.基因组选配、精确的近交系数；
51.亲子鉴定、发现遗传缺陷等。
52.本实施例中，智能称重单元采用通过式的称重通道，体高体况测定单元采用现有3d成像装置5，实现牧场动物的动态称重以及基于3d视觉的体高体况数据采集。
53.其中，动态称重平台3内安装有称重传感器；动态称重平台3载重5000kg时，称重传感器选取hd5t型，载重2000kg时，称重传感器选取mp600型，两款传感器均采用已知超阻尼ⅳ代技术，确保动物动态称重的准确性与快速性；
54.称重通道的自动启闭门2包括两个通过铰链相互连接的折叠门，其中一个折叠门通过铰链转动连接在对应侧围栏1竖边上，该折叠门顶部安装有可驱使其沿围栏1竖边转动的驱动气缸11，另一个折叠门的顶部连接有滚轴12，滚轴12与设置于自动启闭门2正上方的轨道滑动配合，使自动启闭门2在驱动气缸11的驱动下可以沿着轨道自动开合，搭配集成控制器可实现通过式动态称重。
55.电子识别器7包括固定在围栏1上的固定式电子识别器7和便于手持操作的手持式电子识别棒，二者均用于动物电子耳标的信息识别，识别后的动物耳标信息通过信号收发器传输至称重指示装置6内，如xr5000称重指示器。此外，围栏1表面应设置通风透气格栅和加强筋，围栏1的下方设有若干横向突出的调高杆8，与高度调节装置10如千斤顶配合使用便于灵活调整称重平台的高度，保定通道底部设置有可收折滚轮9，便于称重通道的移动。
56.智能称重单元与体高体况测定单元的应用过程：
57.在驱赶动物进入称重通道前，将称重通道移动至平整地面处，随后通过液压千斤顶和调高杆8使可收折滚轮9向内收折，将称重通道平稳支撑于地面，在数据采集前同时还应保持称重平台干净无异物，必要时冲洗，以避免测量误差；
58.随后由操作人员打开左侧驱动气缸11，在驱动气缸11的带动下左侧自动启闭门2打开，动物进入保定通道内的动态称重平台3上；动物完全进入通道内后，左侧自动启闭门2开始关闭，右侧自动启闭门2同时打开，整个测量过程动物无需在通道内停留；
59.在通过称重通道期间，固定式电子识别器7或手持式电子识别棒可对通过动物进行电子耳标的信息识别，并将之通过激发天线发送至称重指示器，动态称重平台3在动物行进过程中称取动物体重并通过称重指示器即时显示，将体重数据与动物身份信息关联储存，并将数据远程通信发送至管理者手机；与此同时，3d成像装置5对正下方通过保定通道的动物进行体高数据的测量，并将数据远程通信传输至管理者手机。
60.基于智能称重单元和体高体况测定单元，便于牧场对动物的体重、体高、体况评分数据进行实时监控，利于牧场及时调整饲养方案和日粮配方等，为精细化养殖和日常管理
提供数据支持。
61.以奶牛养殖为例：
62.对于犊牛，进行谱系与基因检测的同时，要求哺乳犊牛2月龄体高85cm，体重90kg；断奶犊牛6月龄体高108cm，体重220～240kg；体重体高监测与营养管理对犊牛，主要侧重生长发育水平的健康，确保犊牛阶段能够快速地生长，把早期生产潜力最大化；
63.对于后备牛，13月龄体高130cm，体重达55％成年体重/380kg；体重与营养管理对小育成牛，侧重控制其增重速度，朝着体高和体长方面的增长，注重乳腺系统和繁殖系统的发育，有利于打下成年后生产性能充分发挥的基础；体重与营养管理对大育成牛，侧重于控制适度增重，充分发育瘤胃功能，采食大量粗饲料的能力最大化，保证产后生产性能的发挥；
64.对于成母牛，传统方法以肉眼观察的体况评分为主，具有较大误差，智能称重与体高体况评分系统的应用，可量化失重与增重的准确评估，进入管理软件进行数据分析与自动监测，反馈到生产实际中，以实施精细化管理。
65.本实施例中的数据传输中端优选手机，其通过蓝牙与称重指示装置6、3d成像装置5通信连接，可以实时接收检测数据并实现数据互联，并可通过手机通信技术将数据实时共享至数据管理平台内，再由牧场管理软件实现数据的分析处理。
66.应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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。