奶牛數(shù)字化管理關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、農(nóng)業(yè)信息化程度是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志,以計算機(jī)技術(shù)為代表的信息技術(shù)使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)受到挑戰(zhàn)。在中國奶牛業(yè)迅速崛起的同時也出現(xiàn)了食品安全和品種選育等問題,與之相關(guān)的奶牛飼養(yǎng)機(jī)械設(shè)備、奶牛生理指標(biāo)的動態(tài)監(jiān)測、牛奶品質(zhì)的檢測等,也對傳統(tǒng)奶牛的養(yǎng)殖現(xiàn)狀提出了更高的要求。
　　 確定奶牛身份是實現(xiàn)奶牛數(shù)字化養(yǎng)殖的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。為了提高奶牛識別中的靈敏度、準(zhǔn)確率和防干擾性,本文在對射頻識別技術(shù)深入研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計了滿足奶牛場進(jìn)行實時監(jiān)控的奶牛個體

2、識別的整體方案。系統(tǒng)的闡述了超高頻射頻識別系統(tǒng)的物理學(xué)基礎(chǔ),并對超高頻射頻識別標(biāo)簽的性能指標(biāo)進(jìn)行了分析。針對長距離射頻識別系統(tǒng)多標(biāo)簽沖突問題,對防沖突時隙Aloha算法和二進(jìn)制搜索算法進(jìn)行了比較,最終采用改進(jìn)的二進(jìn)制搜索算法。在數(shù)據(jù)傳輸中,采取相同字段不發(fā)送的方法,以減少數(shù)據(jù)交換時間,提高識別效率,解決了多頭奶牛進(jìn)入射頻區(qū)域后引起的沖突問題。
　　 其次,建立了圖像自動采集系統(tǒng)?；趫D像處理方法的奶牛體型線性評定的前提是能夠清晰

3、、同步地采集奶牛正側(cè)面、正前方、正后方三個方向的圖像,能進(jìn)行圖像處理和識別。該系統(tǒng)由攝像裝置和定位設(shè)備構(gòu)成,采用模塊化設(shè)計。計算機(jī)作為上位機(jī),通過RS232串口,經(jīng)專用的電平轉(zhuǎn)換芯片與單片機(jī)連接,控制與協(xié)調(diào)各模塊之間的通訊與運(yùn)轉(zhuǎn),使各模塊按預(yù)定時序工作。單片機(jī)作為下位機(jī),用于采集數(shù)據(jù)和控制門或欄桿工作。
　　 第三,在奶牛圖像處理部分,對顏色空間給予較為深入具體的研究。能夠?qū)Σ杉膱D像進(jìn)行圖像格式轉(zhuǎn)換、圖像去噪、圖像增強(qiáng)等預(yù)處理

4、操作,使之滿足研究的需要。在圖像預(yù)處理過程中比較了多種算法,根據(jù)奶牛圖像的實際情況采用了有效地算法,提高了系統(tǒng)的整體性能。
　　 最后,研究了圖像特征提取問題。特征提取一直是研究中的難點,圖像特征提取方法的選擇直接影響圖像識別,奶牛特征點的提取,及奶牛體型線性評定的準(zhǔn)確性。研究了幾種常用的邊緣檢測算子,這些算子簡單易于實現(xiàn),但他們對影像中的噪聲非常敏感。為了解決黑白花奶牛的邊緣提取問題,在分析傳統(tǒng)Canny算子邊緣檢測原理的基礎(chǔ)