母豬行為體征實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)的中期報(bào)告

母豬行為體征實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)的中期報(bào)告一、研究背景與意義現(xiàn)代畜牧業(yè)的快速發(fā)展，給人們帶來了豐盛的肉類、乳制品和其他動(dòng)物制品。母豬養(yǎng)殖行業(yè)是畜牧業(yè)的重要組成部分，它不僅滿足人們?nèi)找嬖鲩L的生活需求，而且為農(nóng)民提供了重要的收入來源。但是，傳統(tǒng)的母豬養(yǎng)殖方式存在著日趨嚴(yán)重的問題，如勞動(dòng)力密集度高、可持續(xù)性差、疾病易傳播、生產(chǎn)成本高等。因此，如何提高母豬養(yǎng)殖的科技含量是當(dāng)前母豬養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展亟待解決的問題之一。一方面，隨著IoT、云計(jì)算、邊緣計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展，動(dòng)物監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)井噴。另一方面，飼料成本、養(yǎng)殖環(huán)境、動(dòng)物行為等因素對(duì)生產(chǎn)效率產(chǎn)生重大影響，因此需要研究和開發(fā)有效的動(dòng)物行為體征實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)。本項(xiàng)目針對(duì)母豬行為體征實(shí)時(shí)監(jiān)測，提出了一種可行的技術(shù)方案。二、研究目標(biāo)與內(nèi)容（一）研究目標(biāo)本項(xiàng)目的主要目標(biāo)是設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一種母豬行為體征實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測母豬的產(chǎn)后恢復(fù)情況、發(fā)情情況、病情等，并預(yù)測母豬的生產(chǎn)能力和生殖健康狀況，從而為生產(chǎn)決策提供科學(xué)依據(jù)。（二）研究內(nèi)容本項(xiàng)目的研究內(nèi)容主要包括以下方面：1、母豬行為體征實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù)研究。該研究主要包括利用傳感器、圖像識(shí)別、聲音識(shí)別等技術(shù)實(shí)現(xiàn)母豬行為體征的實(shí)時(shí)監(jiān)測。2、母豬行為特征提取與分析。該研究主要包括對(duì)監(jiān)測到的母豬行為數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘等工作，發(fā)現(xiàn)母豬行為特征和生產(chǎn)能力、生殖健康狀況之間的關(guān)系。3、母豬行為體征預(yù)測模型構(gòu)建。該研究主要包括基于機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，構(gòu)建母豬行為體征預(yù)測模型，對(duì)母豬的產(chǎn)后恢復(fù)情況、發(fā)情情況、病情等進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測。三、研究方法和技術(shù)路線（一）研究方法本項(xiàng)目研究方法主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、特征提取和數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)的應(yīng)用。（二）技術(shù)路線1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)主要包括母豬行為監(jiān)測模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、特征提取模塊、數(shù)據(jù)挖掘模塊和預(yù)測模塊等組成。2、母豬行為體征采集。該研究主要采用多種傳感器，如壓力傳感器、溫度傳感器、圖像識(shí)別技術(shù)、聲音識(shí)別技術(shù)等實(shí)現(xiàn)母豬行為數(shù)據(jù)的采集。3、數(shù)據(jù)預(yù)處理。該研究主要對(duì)采集到的母豬行為數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和清洗，包括去除異常值、數(shù)據(jù)缺失問題的填充和數(shù)據(jù)歸一化等處理。4、特征提取。該研究主要通過數(shù)據(jù)分析和挖掘，提取與母豬生產(chǎn)能力和生殖健康狀況相關(guān)的特征，例如母豬飲水量、進(jìn)食量、運(yùn)動(dòng)量等。5、基于機(jī)器學(xué)習(xí)的預(yù)測模型構(gòu)建。該研究主要通過對(duì)大量母豬行為數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法來構(gòu)建母豬產(chǎn)后恢復(fù)情況、發(fā)情情況、病情等預(yù)測模型。6、基于深度學(xué)習(xí)的預(yù)測模型構(gòu)建。該研究主要利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，構(gòu)建母豬產(chǎn)后恢復(fù)情況、發(fā)情情況、病情等預(yù)測模型，并實(shí)現(xiàn)高度準(zhǔn)確的母豬生產(chǎn)能力和生殖健康狀況預(yù)測。四、期望結(jié)果與貢獻(xiàn)（一）期望結(jié)果本項(xiàng)目期望實(shí)現(xiàn)具有高效、高精度、高可靠性的母豬行為體征實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，為母豬養(yǎng)殖業(yè)提供科學(xué)依據(jù)，提高養(yǎng)殖效率、降低成本、保障動(dòng)物福利。（二）貢獻(xiàn)本項(xiàng)目的研究成果將對(duì)畜牧業(yè)技術(shù)進(jìn)步和生產(chǎn)效率提升產(chǎn)生顯著的貢獻(xiàn)，包括：1、提高母豬產(chǎn)能力和生殖健康狀況的預(yù)測準(zhǔn)確性，幫助生產(chǎn)者準(zhǔn)確把握母豬的生產(chǎn)和營養(yǎng)狀況。2、開發(fā)一種高效、低成本