物聯(lián)網(wǎng)和機器視覺在奶牛精準養(yǎng)殖中的研究及應用

第1章精準養(yǎng)殖中奶牛個體信息監(jiān)測研究001
1.1奶牛發(fā)情監(jiān)測001
1.1.1奶牛發(fā)情人工監(jiān)測001
1.1.2奶牛發(fā)情自動監(jiān)測002
1.2奶牛行為監(jiān)測003
1.2.1奶牛采食行為監(jiān)測003
1.2.2奶牛反芻行為監(jiān)測003
1.3奶牛健康監(jiān)測004
1.3.1奶牛生理健康監(jiān)測004
1.3.2奶牛情緒健康監(jiān)測004
1.4奶牛個體識別005
小結006
參考文獻007

第2章物聯(lián)網(wǎng)中嵌入式Web服務器設計010
2.1引言010
2.2嵌入式Web服務器硬件設計015
2.2.1系統(tǒng)總體設計015
2.2.2硬件選型015
2.2.3硬件系統(tǒng)構建019
2.3RTL8019AS驅動程序的設計024
2.3.1單片機編譯器Keil024
2.3.2網(wǎng)卡驅動程序024
2.3.3以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀格式026
2.3.4RTL8019AS網(wǎng)卡的初始化027
2.3.5幀接收過程028
2.3.6幀發(fā)送過程030
2.4μIP協(xié)議棧的實現(xiàn)031
2.4.1TCP/IP協(xié)議031
2.4.2μIP協(xié)議棧的實現(xiàn)035
2.4.3系統(tǒng)主程序的實現(xiàn)041
2.5嵌入式Web服務器的測試044
2.5.1調試的軟硬件環(huán)境044
2.5.2嵌入式Web服務器系統(tǒng)測試045
小結047
參考文獻048

第3章精準養(yǎng)殖中奶牛體溫檢測研究051
3.1奶牛體溫051
3.2奶牛體溫檢測方法052
3.3奶牛體溫檢測部位053
小結055
參考文獻056

第4章基于物聯(lián)網(wǎng)的奶牛體溫實時遠程監(jiān)測系統(tǒng)設計058
4.1系統(tǒng)總體結構058
4.2系統(tǒng)硬件設計059
4.2.1STM32控制電路059
4.2.2測溫電路059
4.2.3無線網(wǎng)絡傳輸電路060
4.2.4液晶顯示電路060
4.2.5電源電路061
4.3系統(tǒng)軟件設計062
4.3.1溫度采集終端軟件設計062
4.3.2移動平臺APP軟件設計063
4.4系統(tǒng)功能測試063
小結065
參考文獻065

第5章精準養(yǎng)殖中奶牛發(fā)情監(jiān)測研究066
5.1奶牛發(fā)情066
5.2奶牛發(fā)情體征067
5.2.1體溫變化067
5.2.2行為變化067
5.2.3陰道體征變化068
5.3奶牛發(fā)情監(jiān)測方法068
小結074
參考文獻075

第6章奶牛陰道植入式電阻傳感器與無線監(jiān)測系統(tǒng)設計077
6.1引言077
6.2奶牛陰道電阻實時監(jiān)測系統(tǒng)總體設計079
6.2.1系統(tǒng)設計需求分析079
6.2.2系統(tǒng)總體設計方案079
6.3奶牛陰道電阻監(jiān)測系統(tǒng)硬件設計080
6.3.1奶牛陰道植入式電阻傳感器設計080
6.3.2終端節(jié)點設計083
6.3.3無線傳輸網(wǎng)絡設計085
6.3.4終端節(jié)點和協(xié)調器封裝實現(xiàn)085
6.3.5終端節(jié)點奶牛尾部固定及應激分析086
6.4系統(tǒng)軟件設計088
6.4.1系統(tǒng)工作流程088
6.4.2上位機監(jiān)控軟件設計088
6.4.3發(fā)情預警系統(tǒng)設計090
6.5試驗與結果分析090
6.5.1電阻測量準確性試驗090
6.5.2電阻測量穩(wěn)定性試驗092
6.5.3系統(tǒng)可靠性試驗093
6.5.4終端節(jié)點能量可用性試驗094
小結095
參考文獻095

第7章基于物聯(lián)網(wǎng)和云端的奶牛發(fā)情體征監(jiān)測系統(tǒng)設計098
7.1引言098
7.2奶牛體征監(jiān)測系統(tǒng)總體設計100
7.2.1系統(tǒng)設計需求分析100
7.2.2體征監(jiān)測系統(tǒng)結構與功能100
7.3奶牛體征監(jiān)測系統(tǒng)硬件設計101
7.3.1發(fā)情體征采集節(jié)點硬件設計101
7.3.2ZigBee無線模塊102
7.3.3體溫采集模塊102
7.3.4運動量采集模塊103
7.3.5采集節(jié)點電源模塊104
7.3.6發(fā)情體征接收終端設計104
7.3.7STM32控制器105
7.3.8RS485現(xiàn)場總線105
7.4系統(tǒng)軟件設計105
7.4.1下位機體征采集軟件設計105
7.4.2上位機發(fā)情體征監(jiān)測軟件設計106
7.4.3微信開放平臺設計106
7.5系統(tǒng)測試與奶牛發(fā)情預測108
7.5.1溫度測量準確性試驗108
7.5.2網(wǎng)絡丟包率測試109
7.5.3遠程上位機和移動平臺測試110
7.5.4手機微信客戶端測試112
小結112
參考文獻112

第8章雙域分解的復雜環(huán)境下奶牛監(jiān)測圖像增強算法研究114
8.1引言114
8.2圖像增強概述115
8.3奶牛監(jiān)測圖像分析116
8.4雙域分解的圖像增強算法118
8.4.1雙域濾波模型118
8.4.2高頻降噪與增強模型119
8.4.3低頻圖像去霧與增強模型121
8.4.4算法實現(xiàn)過程123
8.5試驗結果與分析124
8.5.1試驗測試平臺及參數(shù)選取124
8.5.2試驗數(shù)據(jù)分類125
8.5.3主客觀評價與分析125
8.5.4綜合測試與分析139
小結144
參考文獻145

第9章基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的奶牛發(fā)情行為識別研究148
9.1引言148
9.2供試數(shù)據(jù)149
9.2.1視頻樣本獲取149
9.2.2視頻處理系統(tǒng)設計151
9.2.3樣本數(shù)據(jù)集構建152
9.3卷積神經(jīng)網(wǎng)絡模型153
9.3.1卷積神經(jīng)網(wǎng)絡概述154
9.3.2卷積神經(jīng)網(wǎng)絡結構155
9.3.3卷積神經(jīng)網(wǎng)絡優(yōu)點157
9.4奶牛發(fā)情識別CNN模型構建157
9.5奶牛發(fā)情行為識別結果及分析159
9.5.1試驗測試平臺159
9.5.2網(wǎng)絡模型試驗設計160
9.5.3特征圖分析161
9.5.4識別結果分析161
小結163
參考文獻163

第10章基于ZigBee和Android的牛舍環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)設計166
10.1系統(tǒng)結構與功能166
10.2系統(tǒng)硬件設計167
10.2.1STM32控制器167
10.2.2溫濕度采集電路設計167
10.2.3光照度采集電路設計167
10.2.4有害氣體采集電路設計168
10.2.5無線模塊169
10.3系統(tǒng)軟件設計169
10.3.1采集終端軟件設計169
10.3.2PC機端服務器軟件設計169
10.3.3Android手機端軟件設計170
10.4系統(tǒng)測試171
小結171
參考文獻172

第11章奶牛發(fā)情爬跨行為無線監(jiān)測系統(tǒng)研究與設計173
11.1奶牛發(fā)情爬跨行為173
11.2爬跨壓力無線監(jiān)測系統(tǒng)硬件設計173
11.2.1壓力監(jiān)測傳感器設計174
11.2.2模數(shù)轉換模塊設計175
11.2.3無線通信模塊設計176
11.2.4溫濕度采集模塊設計176
11.2.5供電系統(tǒng)設計176
11.2.6系統(tǒng)硬件實物177
11.3爬跨壓力無線監(jiān)測系統(tǒng)軟件設計177
11.3.1系統(tǒng)主程序設計177
11.3.2壓力采集程序設計178
11.3.3手機APP壓力監(jiān)測設計178
11.4系統(tǒng)測試179
小結180
參考文獻180