一种基于大数据的农业信息采集装置

1.本发明涉及信息采集设备技术领域，具体涉及一种基于大数据的农业信息采集装置。


背景技术：

2.农业是指通过人工培育获得产品的产业，农业是指国民经济中一个重要产业。农业是指包括种植业、林业、畜牧业、渔业、副业五种产业形式；从古至今，农业在我国占据着非常大的比重，人们的衣食住行都离不开农业。
3.大数据，是指无法在可承受的时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合。在维克托
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迈尔-舍恩伯格及肯尼斯
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库克耶编写的《大数据时代》中大数据指不用随机分析法(抽样调查)这样的捷径，而采用所有数据进行分析处理。大数据的4v特点：volume(大量)、velocity(高速)、variety(多样)、value(价值)。“大数据”是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对这些含有意义的数据进行专业化处理。换言之，如果把大数据比作一种产业，那么这种产业实现盈利的关键，在于提高对数据的“加工能力”，通过“加工”实现数据的“增值”。
4.如今，农业生物与环境信息的采集是人们了解生物生活状态与环境变化情况，实施人工调控和管理决策的基本途径；农田、温室、畜禽舍等农业生物与环境信息采集方式通常有：样点采集和面上采集；通常采集养殖动物的环境温度和体温等。
5.因此越来越多的商家生产出了农业信息采集装置，例如：湖北省科技信息研究院发明了一种农业领域中信息采集方法和系统(公开号：cn105302012b公开日：2017-11-17)；山东安博仪器股份有限公司发明了一种农业环境信息采集控制装置(公开号：cn103926856b公开日：2016-05-04)；河北平普科技有限公司发明了一种基于大数据和wsn技术的农业信息采集系统(公开号：cn109631990b公开日：2021-08-31)。
6.然而，在利用大数据对畜牧业中的养猪行业进行信息采集时，通常只采集养殖环境温度，仔猪的体温等，无法对仔猪的进食量和饮水量进行精准的检测，同时在对仔猪的体重进行测量时，由于仔猪容易乱跑乱动，这样会导致测量结果不准确，同时也使测量过程比较繁琐，增加测量难度。
7.同时，在进行信息采集的同时，还要与大数据进行比对；现有技术在比对出异常时，通常需要人工抓取仔猪，但是由于仔猪大都相似，因此仔猪的抓取将会变得非常困难，这样极大的增加了养殖人员的工作难度，同时也在抓取仔猪上面浪费了大量的时间，影响了工作效率。
8.因此本发明提供一种基于大数据的农业信息采集装置，可以改善上述问题。


技术实现要素：

9.本发明所要解决的技术问题：提供一种基于大数据的农业信息采集装置，通过设
计一个新的测量单元与进食单元，进食单元与测量单元下方的压力传感器来测量仔猪的重量以及进食量和饮水量，并通过进食单元来吸引仔猪进入测量单元进行体重测量，这样就可以使仔猪自动进入测量单元进行体重测量，解决了现有技术测量过程比较繁琐，测量难度大的问题；同时还设计一个新的监测单元与栅栏。通过监测单元的数据与大数据进行比对可以自动识别出身体有异常的仔猪，并且通过控制单元控制电机带动栅栏转动，从而使身体异常的仔猪锁在采集装置内，这样就避免了人工抓取仔猪，使异常仔猪的筛查变得简单，同时降低了养殖人员的工作难度，提高了工作效率。
10.本发明提供以下技术方案：一种基于大数据的农业信息采集装置，包括控制单元、固定板、测重单元、进食单元和监测单元，所述固定板固定安装在地面上，固定板用于固定整个采集装置；所述测重单元固定安装在所述测重板上，测重单元用于测量仔猪的重量；所述进食单元固定安装在所述测重单元前方，所述进食单元用于供仔猪进食；所述监测单元固定安装在所述固定板端部，所述监测单元用于检测仔猪的各项指标以及收集汇总各单元测量出来的数据。
11.优选的，所述测重单元包括一号压力传感器和接触板，所述一号压力传感器固定安装在所述固定板上，一号压力传感器用于测量压力的变化然后将信号传递给控制单元；所述一号压力传感器上方固定安装接触板，接触板用于保护一号压力传感器，同时也可以使一号压力传感器的受力更加的均匀。
12.优选的，所述进食单元包括二号压力传感器、进食槽、三号压力传感器和进水槽，所述二号压力传感器固定安装在所述固定板上，二号压力传感器用于检测进食槽的压力变化以判断仔猪的进食量；所述进食槽固定安装在所述二号压力传感器上，食槽用于供仔猪进食；所述三号压力传感器固定安装在所述二号压力传感器右侧，三号压力传感器用于检测进水槽的压力变化以判断仔猪的进水量；所述三号压力传感器上方固定安装进水槽，进水槽用于供仔猪饮水；
13.采用上述测量单元与进食单元相互配合，可以使仔猪通过每日所必须的进食来完成体重的测量工作，同时在进食槽和进水槽下安装二号压力传感器与三号压力传感器可以精准的检测仔猪的进食饮水时间和进食饮水量；将测量的的数据再与大数据中的数据库进行比对，即可初步判断仔猪的健康状况。
14.优选的，所述监测单元包括挡板、支架和测温装置，所述挡板固定安装在所述固定板上，挡板用于防止仔猪从前方跑出；所述挡板上方固定安装有支架，支架用于给监测单元提供支撑；所述支架一端固定器安装有测温装置，测温装置用于测量仔猪的体温。
15.优选的，所述测重单元两侧固定安装有一号栅栏，栅栏用于防止仔猪从侧面走出数据采集装置；这样可以防止仔猪进食的时候，有其他仔猪从侧面进来争抢，争取做到一猪一户，这样更有利于数据的采集以及仔猪的成长。
16.优选的，所述测重板与挡板对应一侧铰接有二号栅栏，二号栅栏用于跟一号栅栏配合将仔猪关在装置内；所述二号栅栏端部固定安装有转动轴，转动轴用于带动二号栅栏转动；所述转动轴一端固定安装有转动电机，转动电机用于带动转动轴转动。
17.优选的，所述固定板上对称安装有螺纹孔，螺纹孔用于将固定板固定在地面上；由于采集装置需要采集精确的数据，所以需要将整个采集装置处于一个静止水平的位置，因此采用这种方式，可以将固定板稳定的固定在地面上，这样就可以避免仔猪的运动使整个
装置发生位移，同时也可以使测量结果更加的准确。
18.优选的，所述固定板上开设有梯形槽，梯形槽用于供梯形滑块滑动；所述一号压力传感器下方固定安装有梯形滑块，梯形滑块用于将整个装置固定在地面上；采用梯形滑块与梯形滑槽的这种连接方式，可以使农业信息采集装置的拆卸更加的方便，同时也可以根据仔猪的大小不同更换不同规格的农业信息采集装置，这样可以使农业信息采集装置有更多的普适性。
19.优选的，所述测温装置下方固定安装有红外识别装置，红外识别装置用于识别仔猪的身份；所述仔猪耳朵上固定安装有识别芯片，识别芯片用于配合红外识别装置识别仔猪的身份。
20.优选的，所述固定板一侧固定开设有与螺纹孔一一对应的凹槽；且所述一号压力传感器与接触板的宽度有40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm和100cm七种不同的型号；当猪圈的猪数量较多时，可以将采集装置并排放置在一起，同时将一个采集装置的螺纹孔插入到与螺纹孔对应的凹槽内，随后工作人员通过螺栓将其固定在地面上；这样可以满足猪圈的仔猪数量较多时的采集需求。
21.本发明的有益效果如下：
22.1.本发明通过设计一个新的测量单元与进食单元，通过进食单元与测量单元下方的压力传感器来测量仔猪的重量以及进食量和饮水量，并通过进食单元来吸引仔猪进入测量单元进行体重测量，这样就可以使仔猪自动进入测量单元进行体重测量，从而使仔猪数据的收集更加的简单，也是测量的数据更加的准确。
23.2.本发明通过设计一个新的监测单元与栅栏。通过监测单元的数据与大数据进行比对可以自动识别出身体有异常的仔猪，并且通过控制单元控制电机带动栅栏转动，从而使身体异常的仔猪锁在采集装置内，这样就避免了人工抓取仔猪，使异常仔猪的筛查变得简单，同时降低了养殖人员的工作难度，提高了工作效率。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明的整体示意图；
26.图2为本发明的整体俯视图；
27.图3为本发明的测重单元内部示意图；
28.图4为本发明的进食槽示意图；
29.图5为本发明的进水槽示意图；
30.图6为本发明的进食槽与进水槽位置示意图；
31.图7为本发明的监测单元示意图；
32.图8为本发明的一号栅栏示意图；
33.图9为本发明的二号栅栏示意图；
34.图10为本发明的二号栅栏关闭时示意图；
35.图11为本发明的识别芯片示意图；
36.图12为本发明的实施例2示意图。
37.图中：控制单元1、固定板2、螺纹孔21、梯形槽22、测重单元3、一号压力传感器31、梯形滑块311、接触板32、进食单元4、二号压力传感器41、进食槽42、三号压力传感器43、进水槽44、监测单元5、挡板51、支架52、测温装置53、一号栅栏6、二号栅栏7、转动轴71、转动电机72、红外识别装置8、识别芯片9。
具体实施方式
38.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
39.当此农业信息采集装置供个体养殖户使用时，此时一个猪圈的猪数量一般小于等于4头时，这时只需一个采集装置即可完成信息的收集和喂食，这时可以采用实施例1，来完成信息的采集。
40.实施例1：如图1至图11所示，本发明所述的一种基于大数据的农业信息采集装置，包括控制单元1、固定板2、测重单元3、进食单元4和监测单元5，所述固定板2固定安装在地面上，固定板2用于固定整个采集装置；所述测重单元3固定安装在所述测重板上，测重单元3用于测量仔猪的重量；所述进食单元4固定安装在所述测重单元3前方，所述进食单元4用于供仔猪进食；所述监测单元5固定安装在所述固定板2端部，所述监测单元5用于检测仔猪的各项指标以及收集汇总各单元测量出来的数据；
41.所述测重单元3包括一号压力传感器31和接触板32，所述一号压力传感器31固定安装在所述固定板2上，一号压力传感器31用于测量压力的变化然后将信号传递给控制单元1；所述一号压力传感器31上方固定安装接触板32，接触板32用于保护一号压力传感器31，同时也可以使一号压力传感器31的受力更加的均匀；
42.工作时，仔猪走上接触板32，一号压力传感器31感受到的压力变化即为仔猪的重量，待一号压力传感器31感受的压力稳定后，将测得的数值发送给控制单元1并收集起来；
43.在上述实施例1的基础上，如图4至图6所示，所述进食单元4包括二号压力传感器41、进食槽42、三号压力传感器43和进水槽44，所述二号压力传感器41固定安装在所述固定板2上，二号压力传感器41用于检测进食槽42的压力变化以判断仔猪的进食量；所述进食槽42固定安装在所述二号压力传感器41上，食槽用于供仔猪进食；所述三号压力传感器43固定安装在所述二号压力传感器41右侧，三号压力传感器43用于检测进水槽44的压力变化以判断仔猪的进水量；所述三号压力传感器43上方固定安装进水槽44，进水槽44用于供仔猪饮水；
44.工作时，仔猪在进食槽42进食，二号压力传感器41可以感受到压力的变化，待压力变化稳定后，二号压力传感器41压力变化的差值即为仔猪本次的进食量，二号压力传感器41将信息传递给控制单元1进行大数据比对和收集；仔猪在进水槽44饮水，三号压力传感器43可以感受到压力的变化，带压力变化稳定后，三号压力传感器43压力变化的差值即为仔猪本次的饮水量，三号压力传感器43将信息传递给控制单元1进行大数据比对和收集；
45.采用上述测量单元与进食单元4相互配合，可以使仔猪通过每日所必须的进食来完成体重的测量工作，同时在进食槽42和进水槽44下安装二号压力传感器41与三号压力传
感器43可以精准的检测仔猪的进食饮水时间和进食饮水量；将测量的的数据再与大数据中的数据库进行比对，即可初步判断仔猪的健康状况。
46.在上述实施例1的基础上，如图7所示，所述监测单元5包括挡板51、支架52和测温装置53，所述挡板51固定安装在所述固定板2上，挡板51用于防止仔猪从前方跑出；所述挡板51上方固定安装有支架52，支架52用于给监测单元5提供支撑；所述支架52一端固定器安装有测温装置53，测温装置53用于测量仔猪的体温。
47.在上述实施例1的基础上，如图8所示，所述测重单元3两侧固定安装有一号栅栏6，栅栏用于防止仔猪从侧面走出数据采集装置；这样可以防止仔猪进食的时候，有其他仔猪从侧面进来争抢，争取做到一猪一户，这样更有利于数据的采集以及仔猪的成长。
48.在上述实施例1的基础上，如图9至图10所示，所述测重板与挡板51对应一侧铰接有二号栅栏7，二号栅栏7用于跟一号栅栏6配合将仔猪关在装置内；所述二号栅栏7端部固定安装有转动轴71，转动轴71用于带动二号栅栏7转动；所述转动轴71一端固定安装有转动电机72，转动电机72用于带动转动轴71转动；
49.工作时，转动电机72转动带动转动轴71转动，转动轴71转动带动二号栅栏7转动，二号栅栏7转动以控制采集装置的打开与关闭；同时，由于采集装置的高度相比地面来说略高，因此在二号栅栏7打开时还可以作为供仔猪进入采集装置的斜坡；
50.同时，一号压力传感器31、二号压力传感器41、三号压力传感器43和体温测量的数据均传给控制单元1中进行汇总收集并与大数据比对，若有一项数据异常，控制单元1控制转动电机72转动带动转动轴71转动，转动轴71转动带动二号栅栏7转动，二号栅栏7转动以控制采集装置的关闭，将仔猪关在采集装置内，并提醒工作人员前来。
51.在上述实施例1的基础上，如图2所示，所述固定板2上对称安装有螺纹孔21，螺纹孔21用于将固定板2固定在地面上；由于采集装置需要采集精确的数据，所以需要将整个采集装置处于一个静止水平的位置，因此采用这种方式，可以将固定板2稳定的固定在地面上，这样就可以避免仔猪的运动使整个装置发生位移，同时也可以使测量结果更加的准确。
52.在上述实施例1的基础上，如图2所示，所述固定板2上开设有梯形槽22，梯形槽22用于供梯形滑块311滑动；所述一号压力传感器31下方固定安装有梯形滑块311，梯形滑块311用于将整个装置固定在地面上；
53.采用梯形滑块311与梯形滑槽的这种连接方式，可以使农业信息采集装置的拆卸更加的方便，同时也可以根据仔猪的大小不同更换不同规格的农业信息采集装置，这样可以使农业信息采集装置有更多的普适性。
54.在上述实施例1的基础上，如图11所示，所述测温装置53下方固定安装有红外识别装置8，红外识别装置8用于识别仔猪的身份；所述仔猪耳朵上固定安装有识别芯片9，识别芯片9用于配合红外识别装置8识别仔猪的身份。
55.当农业信息采集装置供大型养猪场使用时，这时一号压力传感器与接触板的宽度有40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm和100cm七种不同的型号，由于仔猪品种不同导致大小不通过以及仔猪处于不同的成长期的体重以及大小也各不相同，工作人员可以根据不同仔猪的品种和不同仔猪的成长阶段自行选择规格尺寸，这样农业信息采集装置即可完成不同仔猪的采集工作；例如，刚脱离母乳的仔猪体积正处于最小的阶段，因此可以采用40cm规格的采集装置，具体如下文实施例2所示；
56.实施例2：如图12所示，本发明所述的一种基于大数据的农业信息采集装置，所述固定板2一侧固定开设有与螺纹孔21一一对应的凹槽；且所述一号压力传感器与接触板的宽度有40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm和100cm七种不同的型号；当猪圈的猪数量较多时，可以将采集装置并排放置在一起，同时将一个采集装置的螺纹孔21插入到与螺纹孔21对应的凹槽内，随后工作人员通过螺栓将其固定在地面上；这样可以满足猪圈的仔猪数量较多时的采集需求；同时由于个采集装置之间的相互串联，也使采集装置更加的稳定；
57.将所述一号压力传感器与接触板的宽度有40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm和100cm七种不同的型号，主要是由于仔猪品种不同导致大小不通过以及仔猪处于不同的成长期的体重以及大小也各不相同，工作人员可以根据不同仔猪的品种和不同仔猪的成长阶段自行选择规格尺寸，这样农业信息采集装置即可完成不同仔猪的采集工作。
58.工作时，当仔猪进入农业信息采集装置中进食饮水时，测量单元中的一号压力传感器31测出仔猪的体重，同时红外识别装置8识别到仔猪的身份，体温测量装置测量仔猪的体温；在仔猪进食时，二号压力传感器41可以检测仔猪的进食量；同理在仔猪饮水时，三号压力传感器43也可以检测仔猪的饮水量；一号压力传感器31、二号压力传感器41、三号压力传感器43和体温测量的数据均传给控制单元1中进行汇总收集并与大数据比对，若有一项数据异常，控制单元1控制转动电机72转动带动转动轴71转动，转动轴71转动带动二号栅栏7转动，二号栅栏7转动以控制采集装置的关闭，将仔猪关在采集装置内，并提醒工作人员前来。
59.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。