【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及生豬養殖管理，具體來說，涉及一種基于多模態信息監測的生豬養殖智能決策管理系統。
技術介紹
1、目前，生豬養殖業是全球農業生產的重要組成部分，為滿足日益增長的肉類需求提供了重要的保障。生豬養殖業的發展呈現出規模化、集約化和現代化的趨勢，導致生豬養殖規模不斷擴大，技術水平逐步提高。然而，隨著養殖規模的擴大，養殖過程中面臨的挑戰和風險也逐漸增加，如疫病防控、環境污染、飼料安全等問題。因此，如何在保障生產效率的同時，提高養殖安全性和可持續性，成為當前生豬養殖領域的核心關注點。
2、隨著養殖規模的擴大和環境問題的突出，生豬養殖的安全預警與決策管理顯得尤為重要。傳統的養殖管理方式主要依賴于養殖經驗和直覺，缺乏科學的依據和數據支持，容易出現問題發現不及時、決策不準確等問題。
3、目前，生豬養殖決策管理技術包括傳感器監測、數據分析與挖掘、智能預警系統、優化決策支持系統等。這些技術通過實時監測環境、飼料、豬群健康等多方面數據，提供及時的預警和決策支持。然而，當前的技術還存在一些不足與缺陷，如數據采集不全面和不精確、數據處理復雜度高、智能預警和決策系統不夠健全、缺乏有效的多模態數據融合和分析手段、信息傳輸延遲、實時性和準確性不足等問題。導致無法及時發現和處理養殖過程中出現的潛在風險，如疾病暴發、環境惡化、飼料浪費等，進而影響生豬的健康和生產效率，增加養殖成本，降低市場競爭力。
4、同時，數據處理和決策的滯后性可能導致市場供需不平衡，價格波動，甚至引發食品安全問題，危及消費者健康和行業信譽。因此，為了
5、針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
技術實現思路
1、(一)解決的技術問題
2、針對現有技術的不足，本專利技術提供了基于多模態信息監測的生豬養殖智能決策管理系統，具備提升生豬養殖的監控和管理精度，提高養殖效率和生豬健康水平，減少飼料浪費和疾病傳播，優化資源配置的優點，進而解決數據采集不全面和不精確、數據處理復雜度高、智能預警和決策系統不夠健全、缺乏有效數據處理手段的問題。
3、(二)技術方案
4、為實現上述提升生豬養殖的監控和管理精度，提高養殖效率和生豬健康水平，減少飼料浪費和疾病傳播，優化資源配置的優點，本專利技術采用的具體技術方案如下：
5、一種基于多模態信息監測的生豬養殖智能決策管理系統，該智能決策管理系統包括：信息監測模塊、異常預警模塊、分析決策模塊、管理調控模塊及智能協同模塊，其中，
6、信息監測模塊，用于通過圈養圍欄將養殖豬舍劃分為若干圈養區域，并利用每個圈養區域內配置的監測設備，實時監測圈養區域內豬群生長過程中的多模態信息；
7、異常預警模塊，用于通過養殖豬舍內部部署的邊緣計算設備，利用本地計算資源，監控實時采集的多模態信息及信息傳輸路徑，識別信息監測與傳輸過程中的異常現象，并在發現異常現象后，觸發預警通知；
8、分析決策模塊，用于將每個圈養區域定義為一個智能體，利用云計算平臺的云計算資源，依據多模態信息，分析圈養區域內豬群的群體生長狀態，以及豬群內生豬個體的活動軌跡與個體生長狀態；并基于狀態分析結果，結合市場信息與歷史數據，優化個性化養殖策略；
9、管理調控模塊，用于集成管理所有圈養區域，動態可視化展示養殖豬舍內生豬個體的養殖信息，并執行個性化養殖策略，調控養殖參數；
10、智能協同模塊，用于管理邊緣計算設備與云計算平臺之間的通信，并向云計算平臺分配智能體的計算任務，維持智能體的自主學習與協同工作。
11、進一步的，信息監測模塊包括：智能耳標單元、環境監測單元、投喂計量單元、排泄計量單元、視頻監控單元及無線傳輸單元，其中，
12、智能耳標單元，用于實時采集生豬個體的生豬體征信息；
13、環境監測單元，用于實時采集圈養區域內的環境信息；
14、投喂計量單元，用于設定計量周期，采集圈養區域在計量周期內的投喂飼料量與剩余飼料量，并結合飼料類型，整合定義為投喂信息；
15、排泄計量單元，用于統計圈養區域中豬群在計量周期內的排泄物重量，定義為排泄信息；
16、視頻監控單元，用于利用相機與紅外相機監控圈養區域內的豬群，分別獲取視頻圖像與紅外圖像，并定義為監控信息；
17、無線傳輸單元，用于建立多模態信息與邊緣計算設備之間的通信通道，利用無線通信技術實現多模態信息的交互通信；其中，多模態信息包括生豬體征信息、環境信息、投喂信息、排泄信息及監控信息。
18、進一步的，分析決策模塊包括：存儲管理單元、豬群分析單元、個體分析單元、市場評估單元、策略匹配單元、自學習優化單元及智能體通信單元，其中，
19、存儲管理單元，用于接收異常識別后的多模態信息，上傳至云計算平臺，存儲至云數據庫，并按照數據類型與時間序列進行分區管理；同時，存儲歷史生長數據、歷史多模態信息、歷史策略信息以及決策規則庫；
20、豬群分析單元，用于基于環境信息、投喂信息、排泄信息及豬群的生長階段，構建豬群狀態模型，分析計量周期內豬群的群體生長狀態；
21、個體分析單元，用于基于生豬體征參數與監控信息，記錄生豬個體的活動軌跡，并構建個體狀態模型，分析生豬個體的個體生長狀態；
22、市場評估單元，用于設定采購周期，實時分析各類型養殖物料的成本趨勢，并預測下一采購周期的物料需求量，定義市場信息；
23、策略匹配單元，用于基于豬群與生豬個體的狀態分析結果，結合市場信息，從歷史數據庫中匹配決策信息，生成個性化養殖策略；
24、自學習優化單元，用于以計量周期為時間單位，自適應更新圈養區域內豬群與生豬個體的狀態信息，以及圈養區域對應的個性化養殖策略，并將新的狀態信息與養殖策略作為新知識，優化智能體的本地模型參數；
25、智能體通信單元，用于建立與其他圈養區域智能體之間的數據共享與信息同步，支持多智能體之間的協同決策與全局資源優化。
26、進一步的，基于環境信息、投喂信息、排泄信息及豬群的生長階段，構建豬群狀態模型，分析計量周期內豬群的群體生長狀態包括：
27、設定稱重周期，定期測量圈養區域內每只生豬個體的體重，獲取該豬群的生長階段標識，并將每只生豬個體的個體體重相加作為該圈養區域內豬群的豬群重量信息；其中，稱重周期包含多個計量周期；
28、將環境信息、投喂信息、排泄信息、豬群重量信息及生長階段標識進行標準化處理，并提取有效特征構建特征向量，形成豬群樣本集；
29、設定群體生長狀態的類別數量，作為聚類數目，并設定原始聚類中心與隨機初始化隸屬度矩陣，再定義模糊因子與最大迭代次數；
30、計算豬群樣本集內各個樣本的群體生長狀態的隸屬度矩陣；
31、利用聚類中心迭代公式本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于多模態信息監測的生豬養殖智能決策管理系統，其特征在于，該智能決策管理系統包括：信息監測模塊、異常預警模塊、分析決策模塊、管理調控模塊及智能協同模塊，其中，
2.根據權利要求1所述的一種基于多模態信息監測的生豬養殖智能決策管理系統，其特征在于，所述信息監測模塊包括：智能耳標單元、環境監測單元、投喂計量單元、排泄計量單元、視頻監控單元及無線傳輸單元，其中，
3.根據權利要求1所述的一種基于多模態信息監測的生豬養殖智能決策管理系統，其特征在于，所述分析決策模塊包括：存儲管理單元、豬群分析單元、個體分析單元、市場評估單元、策略匹配單元、自學習優化單元及智能體通信單元，其中，
4.根據權利要求3所述的一種基于多模態信息監測的生豬養殖智能決策管理系統，其特征在于，所述基于環境信息、投喂信息、排泄信息及豬群的生長階段，構建豬群狀態模型，分析計量周期內豬群的群體生長狀態包括：
5.根據權利要求4所述的一種基于多模態信息監測的生豬養殖智能決策管理系統，其特征在于，所述基于樣本所屬的簇類，得到圈養區域內豬群當前計量周期內的群體生長狀態，并計
6.根據權利要求3所述的一種基于多模態信息監測的生豬養殖智能決策管理系統，其特征在于，所述基于生豬體征參數與監控信息，記錄生豬個體的活動軌跡，并構建個體狀態模型，分析生豬個體的個體生長狀態包括：
7.根據權利要求6所述的一種基于多模態信息監測的生豬養殖智能決策管理系統，其特征在于，所述設定采購周期，實時分析各類型養殖物料的成本趨勢，并預測下一采購周期的物料投入量，定義市場信息包括：
8.根據權利要求7所述的一種基于多模態信息監測的生豬養殖智能決策管理系統，其特征在于，所述基于豬群與生豬個體的狀態分析結果，結合市場信息，從歷史數據庫中匹配決策信息，生成個性化養殖策略包括：
9.根據權利要求1所述的一種基于多模態信息監測的生豬養殖智能決策管理系統，其特征在于，所述智能協同模塊包括：通信管理單元、任務分配單元、同步學習單元及協同工作單元，其中，
10.根據權利要求9所述的一種基于多模態信息監測的生豬養殖智能決策管理系統，其特征在于，所述部署聯邦學習框架，支持多智能體的協同訓練，并定期聚合智能體的本地模型更新至云計算平臺，動態調整模型參數包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于多模態信息監測的生豬養殖智能決策管理系統，其特征在于，該智能決策管理系統包括：信息監測模塊、異常預警模塊、分析決策模塊、管理調控模塊及智能協同模塊，其中，
2.根據權利要求1所述的一種基于多模態信息監測的生豬養殖智能決策管理系統，其特征在于，所述信息監測模塊包括：智能耳標單元、環境監測單元、投喂計量單元、排泄計量單元、視頻監控單元及無線傳輸單元，其中，
3.根據權利要求1所述的一種基于多模態信息監測的生豬養殖智能決策管理系統，其特征在于，所述分析決策模塊包括：存儲管理單元、豬群分析單元、個體分析單元、市場評估單元、策略匹配單元、自學習優化單元及智能體通信單元，其中，
4.根據權利要求3所述的一種基于多模態信息監測的生豬養殖智能決策管理系統，其特征在于，所述基于環境信息、投喂信息、排泄信息及豬群的生長階段，構建豬群狀態模型，分析計量周期內豬群的群體生長狀態包括：
5.根據權利要求4所述的一種基于多模態信息監測的生豬養殖智能決策管理系統，其特征在于，所述基于樣本所屬的簇類，得到圈養區域內豬群當前計量周期內的群體生長狀態，并計算該群體生長狀態的群體生長指...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孟君麗，李劍，何洋，劉杰，劉燕，蔣堯，管繼飛，程志利，李菲，劉曉旺，
申請(專利權)人：河北省畜牧總站河北省奶源工作總站，
類型：發明
國別省市：
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