基于物联网技术的生猪存亡远程监测系统设计与验证

【目的】当前政府对生猪的监管停留在标签式耳标的被动监管上,但由于监管滞后经常出现死猪被丢弃的恶性事件发生,为了解决监管部门对生猪存亡状态远程监管难的问题,同时便于养殖企业监测生猪的心率,对异常心率的生猪及时采取有效措施。笔者设计一种集生猪心率采集及生猪存亡判断的远程监测系统。【方法】系统采用无线传感网的数据传输架构模式,由智能耳标、路由节点、网关、远程服务器、猪场监测中心、政府监管部门监测中心组成。智能耳标采集数据通过无线Zig Bee网络经路由节点,由网关中的GPRS模块将数据经由Internet转发至远程服务器中,软件系统自动对数据异常生猪报警。参考人用穿戴式心率监测的设计,采用光电心率测量法,使用LED及光感应器,结合滤波电路、放大电路设计了心率传感器。同时为确定LED的发光波长及光感应器的感应波长,通过采集不同体重杜长大猪耳处血液样本,运用郎伯比尔定律,利用分光光度计研究生猪血液中(Hb O2)与脱氧血红蛋白(Hb)对光谱吸光度规律,从光电心率测量法的原理出发,分析心率传感器在运动状态下测量不精确的原因。此外结合生猪的睡眠习性利用姿态传感器MPU6050中的DMP(Digital Motion Processor)获取稳定的姿态数据,并识别心率传感器采集的不准确的数据。最后采用具有Zig Bee协议的CC2530通过自带的ADC转换器、I/O模拟IIC通信协议实现心率传感器、MPU6050的数据读取,并通过Zig Bee网络进行数据传输,用其PM2(睡眠)模式降低功耗,制成集心率与姿态的监测为一体的耳标佩戴在猪耳上。【结果】研究表明从Hb O2与Hb对光谱吸光度规律观测,同时考虑到电子元件的成本、通用率,对生猪生活影响等因素,560 nm光用于生猪光电式心率测量效果明显。生猪心率传感器采用该波长光对生猪心率测量与传统人工测量方法对比,心率误差为0.9%,由于生猪卧睡时间占75%以上并且基本只在进食前后活动,因此心率传感器可较长时间对生猪进行监测,尤其是利用MPU6050监测运动情况,故该系统可实现对生猪静态下进行心率监测、动态下进行姿态监测,当在静态下无心率数据则代表生猪死亡。【结论】由于该耳标质量轻、体积小、功耗低、测量准确,可以较为便利地实现在静态下对生猪进行心率监测和动态下的姿态监测,即实现了生猪存亡状态监测的同时,也实现了对生猪心率的长期监测。改变了传统RFID耳标的被动监测模式,对改善生猪的福利水平及提高政府的监管能力具有重要意义。     

基于CC1020的粮仓无线监控系统

设计了一种粮仓无线监控系统,主要完成对粮食温度、湿度参数的采集、存储和向监控中心传送数据以及执行监控中心指令等功能。介绍了系统硬件组成及工作原理,无线传输电路、温湿度采集电路和辅助电路等硬件设计及软件设计。     

基于物联网的生猪质量安全追溯技术研究与应用

集成现代物联网技术,探索出一套符合东莞市生猪质量安全监控需求的物联网技术应用模式,并展望了农产品追溯的发展趋势。     

基于CC3200的物联网多功能测控终端设计与实现

为解决物联网应用不断提高的需求,设计了一套基于CC3200的物联网多功能测控终端。该终端选用双核心架构的CC3200 WiFi模块为主控制器,利用多种传感器检测环境信号,实现了状态感知、网络通信和输出控制信号的功能。测试结果表明,该终端能稳定、准确地监测环境信息,功能完善、可靠性高,可广泛应用于物联网市场。     

基于贵州山区人们消费导向的生猪品种研究

为满足贵州山区人们猪肉消费习惯,玉屏温氏公司采用四元终端杂交繁育模式。四元杂交猪具有适应性好、抗病力强、生长速度快、瘦肉率高、体型优美等特点。有关研究发现,皮杜长大是最佳杂交组合,是发展瘦肉型商品猪理想的杂交模式。     

基于VAR模型的生猪价格波动的实证研究

运用VAR模型,构建了生猪价格与玉米价格、仔猪价格、猪肉价格、育肥猪配合饲料价格之间的动态关系系统,着重探讨玉米价格、仔猪价格、猪肉价格、育肥猪配合饲料价格波动对生猪价格波动的影响规律,并根据中国畜牧信息网2000年1月~2010年11月的121个月度数据进行了实证分析。     

不同音乐对伊犁马运动性能及心率变异性的影响

【目的】研究不同音乐对新疆伊犁马运动性能及心率变异性(HRV)的影响,为音乐应用于伊犁马赛前状态的调节提供理论参考。【方法】以20匹3~5岁的伊犁马为研究对象,赛前测定伊犁马在轻音乐、民族音乐及摇滚乐条件下的HRV数据,赛后测定800 m速度赛成绩,分析R-R周期的时域、频域、非线性特征及成绩的变化规律。【结果】摇滚乐组竞赛用时极显著低于对照组及轻音乐组(P<0.01),显著低于民族音乐组(P<0.05),民族音乐组竞赛用时显著低于对照组(P<0.05);轻音乐组SDNN、RMSSD、pNN50、VLF、LF、HF、SD₁及SD₂均显著低于对照组(P<0.05),民族音乐组Mean HR显著低于对照组(P<0.05),摇滚乐组SDNN、RMSSD、VLF、HF、SD₁及SD₂均极显著高于轻音乐组(P<0.01),pNN50显著高于轻音乐组(P<0.05),VLF显著高于民族音乐组(P<0.05),LF极显著高于对照组(P<0.01),LF/HF较其他组高(P>0.05)。【结论】轻音乐组、民族音乐组马匹赛前副交感神经占主导,安抚马匹情绪,提高马匹福利;摇滚乐组马匹赛前交感神经占主导,提高马匹兴奋性,增强比赛动机,且交感-副交感神经系统的均衡性相对较好,更有利于伊犁马发挥出更好的参赛状态,将此种音乐适当应用到伊犁马训练中,为800 m速度赛成绩的提高起到积极的作用。     

唐山市生猪养殖存在的风险以及风险管理研究

河北省是畜牧大省,生猪养殖规模居全国前列。近年来,随着规模化养殖步伐加快,生猪养殖的自然风险和市场风险空前加大。在生猪产品市场环境产生巨大变革的背景下,河北省生猪产业仍停留于原有程度,难以适应市场变化的新形势,生猪养殖存在各种风险已成为阻碍大多数生猪产业发展的突出问题。唐山市是河北省生猪养殖的重要地区,也是农业保险发展较好的地区,本文以唐山市生猪养殖地区为研究对象,以保险角度为研究视角,通过实地调研,对唐山地区生猪养殖的现状、生猪保险现状、存在的问题以及解决对策进行了分析,探索了保险对生猪产业发展的影响,以期提高生猪产业的抗风险水平,促进生猪产业健康可持续发展,保障城乡居民猪肉食品的安全供应与市场稳定。     

基于心率变异指标研究木材良好接触感的生理机制

以人在接触材料时的电生理学指标心率变异(HRV)为参量，从时域、频域以及非线性动力学角度加以分析，深层反映人在接触这些材料时的交感神经和副交感神经的活动变化情况，揭示材料材性因子与人体生理、心理变化之间的关系。实验结果表明，当人接触木材时，交感神经活动兴奋性增强，但增强程度低于金属、石材；副交感神经活动性略降低，降低程度低于其它材料；说明木材时人体自主神经系统的影响较小，且不危及人体健康。从心率变异指标恢复到正常水平的时间看，木材所用时间较短。主观调查结果显示，木材的接触感良好，人们时它的喜爱程度较高。综合分析，结合木材的热学基本物理量、心理量与人体心率变异生理指标可以解释木材的艮好接触感。     

基于LMDI模型对生猪水足迹的计算与研究

随着近年来人口的增加,对生猪的需求量也不断增加,因此在生猪养殖过程中如何实现低成本养殖、绿色养殖是现在生猪养殖的一个重要方向.选用生猪生产耗水作为研对象,计算生猪生产耗水,并运用LMDI分解法比较和分析不同因素对生猪生产耗水的贡献.研究的目标包括不同体型和品种的生猪,以及其在不同时期的用水情况,从而建立一个使用简单并且开放的生猪全生命周期的水足迹计算管理系统.     

一种基于无线技术的光合速率测量方法

现有成熟光合速率测量系统,不能多点采样及远程实时监控。针对该不足,提出了一种基于Zig Bee技术的作物光合速率远程测量系统。该系统主要由数据采集节点和接收节点两部分构成,数据采集节点通过Zig Bee网络将数据传给接收节点,在数据接收端完成数据的处理和显示,选用Zig Bee协议对本测量系统的节点进行组网编程,实现数据远程监测。进行传感器测量值准确性验证实验,得出本系统二氧化碳浓度、温度和湿度测量值与LI-6400平均测量偏差依次为-1.09%、-7.68%和0.64%,均在误差允许范围内,表明传感器能有效测量光合速率重要参数。进行光合速率测量实验,数据显示本系统适合光合速率低于5μmol/(s·m2)的应用场合,且与LI-6400测量值存在近似线性关系(y=0.87827x+0.31641),说明测量值变化规律一致,满足光合速率测量要求。同时本系统具有低功耗,低成本,节点扩展灵活等优点,方便扩展应用。     

基于ZigBee 无线网络的智能猪舍控制系统设计

为了实现规模化养猪场猪舍的智能化控制,以CC2430芯片为核心,开发了一套基于ZigBee技术的无线猪舍控制系统,该系统能实时监测猪舍内温湿度及氨气的浓度,自动控制换气扇的转速及保温门的状态,达到自动控制猪舍环境的目的,提高了养猪场的自动化水平.同时,通过M35模块和红外模块可以实现控制系统的远程控制和近程控制.     

基于接触摩擦特性的清管器清洁能力评价方法

基于三维有限元数值模拟方法,从密封元件的接触摩擦特性出发,创新性地提出一种清管器清洁能力评价方法。利用ANSYS软件建立两种常见形式的清管器在水平直管内运行的三维有限元模型,并通过现场试验对其准确性进行验证。通过分析计算结果,分别对不同摩擦工况下的两种清管器的清洁能力进行对比。研究结果表明:接触摩擦因数对清管器在运行过程中的密封紧密度、切向刮擦力、有效清洁面积均存在影响,随着摩擦因数的增加,清管器密封元件的切向刮擦力增大,而接触紧密度和接触面积减小。在相同摩擦工况下,当密封元件材料和过盈量相同时,直板型清管器的密封紧密度和刮擦力均优于皮碗型清管器;然而在运行相同距离的情况下,皮碗型清管器所能产生的有效清洁面积大于直板型清管器。根据待清洁管道内的杂质类型来合理选择清管器种类可以有效发挥其清洁能力,提高清洁效率。     

基于心率和喷水效率的森林灭火手泵性能评价

森林灭火手泵的人机操作界面的优化设计极为重要,该文针对普遍应用的国内外3款典型手泵产品,从心率、喷水效率、主观评价等方面进行了性能评价。方差分析表明:手泵类型、握持姿势、喷水频率对心率的影响很显著,美国产手泵（S1）作业时的心率增加比率最大,加拿大产手泵（S3）最小。在背负手泵水箱（袋）步行时,S1水箱携带时的心率增加比率最大,中国产手泵(S2)水袋携带时最小。S3的喷水速率最大,S1最小;S1的射程最大,S2最小。主观评价结果表明S3最优,S1最差。综合分析上述结论认为,针对现有3款手泵,S3的水枪和S2的水袋相组合是最佳的组合模式。      

噪声对人体心率变异的影响

该文通过实验研究了不同频率、不同噪声级和不同暴露条件下的噪声对人体的心率变异的影响.实验结果表明:噪声频率和暴露条件对心率R-R间期的影响显著,噪声暴露使R-R间期减小,这种减小的趋势在噪声撤去之后还将继续一段时间. 通过对R-R间期的心率变异分析得知,在500 Hz附近的噪声使交感神经的兴奋程度小于其他频率的噪声影响.      

Effects of enucleation method on in vitro and in vivo development rate of cloned pig embryos

Enucleation is a crucial procedure for mammalian somatic cell nuclear transfer (SCNT), especially for domestic animal cloning. Oocytes of domestic animals such as pigs and cattle contain dark lipid droplets that hinder localization and removal of the nucleus. Using an oocyte enucleation technique that can obtain a high enucleation rate but has minimal negative effects on the reprogramming potential of oocyte for cloning is beneficial for enhancing the outcome of SCNT. In this study, we compared the pig cloning efficiency resulting from blind aspiration-based (BA-B) enucleation and spindle imaging system-assisted (SIS-A) enucleation, and compared the pig SCNT success rate associated with BA-B enucleation and blind aspiration plus post-enucleation staining-based (BAPPS-B) enucleation. SIS-A enucleation achieved a significantly higher oocyte enucleation success rate and tended to obtain a higher in vivo full term development rate of SCNT embryos than BA-B enucleation. BAPPS-B enucleation also obtained significantly higher in vitro as well as in vivo full term development efficiency of cloned porcine embryos than BA-B enucleation. These data indicate that SIS-A and BAPPS-B enucleation are better approaches for pig SCNT than BA-B enucleation.     

猪舍智能监控系统中猪只识别算法研究

猪只识别是猪舍智能监控系统中一个重要的环节。提出了一种运用色彩空间聚类模型的猪只识别算法。该算法首先根据YCrCb色彩空间里的Cb分量进行灰度化处理,接着运用最大类间方差法进行阈值分割,最后运用形态学方法去除噪声与区域判断法去除非猪只区域,得到图像中猪只的位置。使用猪场采集的50张现场图像对该算法进行验证,结果表明单只猪正确识别率达到80%。     

木工宽带砂光机噪声对人体心率的影响

该文从噪声对人体心率影响的角度 ,分析了木工宽带砂光机 (BSG2 713)的现场噪声及其主要频率的单频噪声对工人生理及心理负荷的影响 .该研究采用的方法是 :以正常工作状况下 ,砂光机的噪声为噪声分析源 ,并提取有代表性的实验噪声 ,在安静及噪声暴露的条件下进行人体心率影响实验 ,最后通过噪声对人体心率的影响情况 ,分析砂光机噪声对人体负荷的影响 .该方法与传统噪声评价方法相比 ,强调了影响劳动安全的人体心理负荷问题 ,从生理学和心理学角度来探讨噪声的影响 .结果表明 :在噪声暴露过程中 ,6 7Hz的噪声对人体心理负荷影响最大 ;而 14 2 2Hz的噪声对人体心理影响波动最大 ,且噪声暴露停止后影响仍持续增加 .