【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及畜牧業養殖，具體來說，涉及一種基于區塊鏈邊緣計算的牛只發情配種監測系統。
技術介紹
1、不論是奶牛養殖、肉牛養殖，牛只繁育都直接關系到牧場的經營及收益。為了保證繁育的質量，目前國內大部分牧場都采用人工配種方式。以奶牛母牛為例，奶牛的發情周期是21天，發情持續時間大約20個小時。肉牛和奶牛相似，有些牛只品種可能會存在差異。
2、人工配種的前提是觀測到牛只發情，在一個規?；哪翀?，急需一種大規模、精準的手段來進行母牛發情揭發。同時還需要能夠提供一種快速的手段能夠找到已經發情的牛只。
3、目前市面上的雖然已經有些計步器類項圈產品，但是計步器類項圈產品主要是上報牛只的活動量數據，牧場管理人員需要每天多次查看每頭牛只的步伐數據，在結合牛只的基礎數據判斷牛只是否發情。普通計步器項圈面臨兩方面的問題，第一：牧場管理人員需要進行成千上萬次的人工數據比對；第二：需要在龐大的牛群中快速的找到發情的牛只。這些對牧場運營來說是一個巨大的挑戰。單純依靠員工的個人經驗來記錄和預判，數據的準確性不高，從而導致牛場生產效益沒有得到很大的提升。
4、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區塊鏈邊緣計算的牛只發情配種監測系統，具備提升了牛只發情監測的準確性和管理效率，降低了養殖成本，同時增強了數據的安全性和系統的擴展性的優點，進而解決傳統牧場管理采用人工經驗判
3、(二)技術方案
4、為實現上述提升了牛只發情監測的準確性和管理效率，降低了養殖成本，同時增強了數據的安全性和系統的擴展性的優點，本專利技術采用的具體技術方案如下：
5、一種基于區塊鏈邊緣計算的牛只發情配種監測系統，該系統包括：
6、智能項圈終端，用于佩戴在牛只的頸部，通過內置傳感器實時監測牛只的體征數據，并通過智能led燈動態展示牛只的發情狀態；
7、數據管理平臺，用于接收監測得到的體征數據，通過構建的數據庫，集中管理與存儲各個牛只的發情事件信息，并與事件管理平臺建立信息交互；
8、事件管理平臺，用于獲取數據管理平臺的發情事件信息，轉發來自的展示交互應用的申請操作，并提供訪問接口，實現平臺間信息交互；
9、展示交互應用，用于連接事件管理平臺，查詢與展示牛只的發情狀態；
10、短信通知平臺，用于通過無線通信的方式向注冊用戶發送短信通知。
11、進一步的，智能項圈終端包括：內部任務管理模塊、發情監測模塊、led燈模塊及通訊模塊；
12、其中，內部任務管理模塊，用于監控各個模塊的運行狀態，優化各模塊的資源使用，并管理數據流動與處理，執行預設工作邏輯；
13、發情監測模塊，用于通過內置傳感器采集牛只的體征數據，并利用邊緣計算的方式，借助于機器學習算法，識別牛只在監測周期內的發情狀態，體征數據包括活動數據、反芻數據及體溫數據；
14、led燈模塊，用于通過不同的閃光模式，提示牛只的發情狀態；
15、通訊模塊，用于將采集與處理后的體征數據上傳至數據管理平臺，并提供終端識別與定位功能，綁定項圈的設備編號與牛只的個體編號。
16、進一步的，監控各個模塊的運行狀態，優化各模塊的資源使用，并管理數據流動與處理，執行預設工作邏輯包括：
17、檢查各模塊的硬件與軟件狀態，在功能正常時，分配初始計算存儲資源，并持續監控各模塊的運行指標，在超過標準閾值時，觸發預警機制；
18、基于模塊的實際運行情況，實時調整資源分配，并管理數據采集、處理、存儲及傳輸的流動性處理工序；
19、記錄各模塊的運行狀態與資源使用情況，生成節點日志，并在發生異常時，自動生成報告，發送至數據管理平臺。
20、進一步的，發情監測模塊包括：運動傳感器、壓力傳感器、體溫傳感器、活動記錄單元、反芻記錄單元及狀態評估單元；
21、其中，運動傳感器，用于通過測量三軸加速度、角速度及角度的方式，采集牛只在飼養過程中產生的運動參數；
22、壓力傳感器，用于通過測量牛只在咀嚼與吞咽過程中波形變換的方式，得到牛只進行反芻行為時的壓力參數；
23、體溫傳感器，用于實時采集牛只在飼養過程中的體溫數據；
24、活動記錄單元，用于記錄牛只的運動參數，并按照預設的監測周期，分析牛只在當前監測周期內的活動數據；
25、反芻記錄單元，用于記錄牛只的壓力參數，并通過輸入至預先構建的行為分類模型，識別牛只在當前監測周期內的反芻數據；
26、狀態評估單元，用于基于牛只在當前監測周期內的活動數據、體溫數據集反芻數據，評估該牛只的發情狀態。
27、進一步的，記錄牛只的壓力參數，并通過輸入至預先構建的行為分類模型，識別牛只在當前監測周期內的反芻數據包括：
28、獲取牛只監測得到的歷史壓力參數，經過數據標準化與歸一化處理后，構建行為數據集，并按照8：2的比例劃分為訓練集與測試集；
29、以行為數據集作為輸入變量，搭建長短時記憶網絡的網絡結構，利用飛蛾撲火算法對長短時記憶網絡進行參數尋優，構建得到行為分類模型；
30、將當前監測周期的壓力參數輸入至行為分類模型，統計當前監測周期內牛只的行為分類結果，并提取牛只進行反芻行為的持續時長，作為反芻數據；其中，行為分類結果包括反芻行為、進食行為、喝水行為及停食行為。
31、進一步的，搭建長短時記憶網絡的網絡結構，利用飛蛾撲火算法對長短時記憶網絡進行參數尋優，構建得到行為分類模型包括：
32、設定長短時記憶網絡的待優化的模型參數的個數與值域；其中，模型參數包括最大訓練軸、學習率、分塊尺寸、第一層隱含層神經元數據與第二層隱含層神經元數目；
33、將長短時記憶網絡的評價指標準確率設定為適應度函數輸出；
34、初始化飛蛾子矩陣，根據飛蛾矩陣與適應度函數計算飛蛾適應度向量；
35、判斷是否達到最大迭代次數，若當前迭代次數超過最大迭代次數則結束迭代，若當前迭代次數未達到最大迭代次數，則利用飛蛾位置更新公式更新種群并繼續尋優，飛蛾位置更新公式為：
36、s(mi,fj)＝di·ebt·cos(2πt)+fj
37、di＝|fj-mi|
38、式中，s表示對數螺旋函數；di表示第i只飛蛾至第j個火焰的距離；mi表示第i只飛蛾；fj表示第j個火焰；b表示s的常數；t表示隨機數；e表示自然常數；
39、經過全部迭代次數結束后，輸出最優的模型參數，得到行為分類模型。
40、進一步的，基于牛只在當前監測周期內的活動數據、體溫數據集反芻數據，評估該牛只的發情狀態包括：
41、基于活動數據的監測結果，將牛只的活動類型劃分為活躍姿態本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于區塊鏈邊緣計算的牛只發情配種監測系統，其特征在于，該系統包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于區塊鏈邊緣計算的牛只發情配種監測系統，其特征在于，所述智能項圈終端包括：內部任務管理模塊、發情監測模塊、LED燈模塊及通訊模塊；
3.根據權利要求2所述的一種基于區塊鏈邊緣計算的牛只發情配種監測系統，其特征在于，所述監控各個模塊的運行狀態，優化各模塊的資源使用，并管理數據流動與處理，執行預設工作邏輯包括：
4.根據權利要求2所述的一種基于區塊鏈邊緣計算的牛只發情配種監測系統，其特征在于，所述發情監測模塊包括：運動傳感器、壓力傳感器、體溫傳感器、活動記錄單元、反芻記錄單元及狀態評估單元；
5.根據權利要求4所述的一種基于區塊鏈邊緣計算的牛只發情配種監測系統，其特征在于，所述記錄牛只的壓力參數，并通過輸入至預先構建的行為分類模型，識別牛只在當前監測周期內的反芻數據包括：
6.根據權利要求5所述的一種基于區塊鏈邊緣計算的牛只發情配種監測系統，其特征在于，所述搭建長短時記憶網絡的網絡結構，利用飛蛾撲火算法對長短時記憶網絡進
7.根據權利要求5所述的一種基于區塊鏈邊緣計算的牛只發情配種監測系統，其特征在于，所述基于牛只在當前監測周期內的活動數據、體溫數據集反芻數據，評估該牛只的發情狀態包括：
8.根據權利要求2所述的一種基于區塊鏈邊緣計算的牛只發情配種監測系統，其特征在于，所述數據管理平臺包括：邊緣管理模塊、數據接收模塊、數據管理模塊、雙鏈存儲模塊、訪問控制模塊、接口管理模塊；
9.根據權利要求8所述的一種基于區塊鏈邊緣計算的牛只發情配種監測系統，其特征在于，所述根據智能項圈終端上傳的實時數據構建數據塊，并通過異步并發方式，將數據塊存儲至服務器節點，形成雙鏈存儲結構包括：
10.根據權利要求2所述的一種基于區塊鏈邊緣計算的牛只發情配種監測系統，其特征在于，所述事件管理平臺包括：事件處理模塊、實時監控模塊、策略管理模塊、事件緩存模塊及擴展接口模塊；
...【技術特征摘要】
1.一種基于區塊鏈邊緣計算的牛只發情配種監測系統，其特征在于，該系統包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于區塊鏈邊緣計算的牛只發情配種監測系統，其特征在于，所述智能項圈終端包括：內部任務管理模塊、發情監測模塊、led燈模塊及通訊模塊；
3.根據權利要求2所述的一種基于區塊鏈邊緣計算的牛只發情配種監測系統，其特征在于，所述監控各個模塊的運行狀態，優化各模塊的資源使用，并管理數據流動與處理，執行預設工作邏輯包括：
4.根據權利要求2所述的一種基于區塊鏈邊緣計算的牛只發情配種監測系統，其特征在于，所述發情監測模塊包括：運動傳感器、壓力傳感器、體溫傳感器、活動記錄單元、反芻記錄單元及狀態評估單元；
5.根據權利要求4所述的一種基于區塊鏈邊緣計算的牛只發情配種監測系統，其特征在于，所述記錄牛只的壓力參數，并通過輸入至預先構建的行為分類模型，識別牛只在當前監測周期內的反芻數據包括：
6.根據權利要求5所述的一種基于區塊鏈邊緣計算的牛只發情配種監測...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙慧秋，李志佳，劉勝，顧文源，馬修國，趙善江，谷粟琨，馬志憤，魏玉東，董飛，韓燕，馮春濤，朱化彬，
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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