申请/专利权人：中国农业科学院北京畜牧兽医研究所

申请日：2023-12-05

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN117503107B

主分类号：A61B5/08

分类号：A61B5/08;G06F18/10;G06F18/23;A61B5/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2024.02.27#实质审查的生效;2024.02.06#公开

摘要：本发明公开了一种基于差压传感器的牛呼吸频率的测量方法及装置，装置包括数据采集模块、数据转换传输模块以及呼吸频率计算模块；所述数据采集模块，用于基于差压传感器，采集牛呼吸信号；所述数据转换传输模块，用于将所述呼吸信号进行模数转换，获得数字信号，并对所述数字信号进行滤波去噪处理；所述呼吸频率计算模块，用于基于滤波去噪处理后的所述数字信号，计算牛的呼吸频率。本发明用于长时间监测奶牛在不同环境条件下的呼吸频率变化规律，进而为奶牛热应激早期预警提供数据支持。

主权项：1.一种使用基于差压传感器的牛呼吸频率的测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：基于差压传感器，采集牛呼吸信号；S2：将所述呼吸信号进行模数转换，获得数字信号，并对所述数字信号进行滤波去噪处理；S3：基于滤波去噪处理后的所述数字信号，计算牛的呼吸频率；所述测量装置包括数据采集模块、数据转换传输模块以及呼吸频率计算模块；所述数据采集模块，用于基于差压传感器，采集牛呼吸信号；所述数据转换传输模块，用于将所述呼吸信号进行模数转换，获得数字信号，并对所述数字信号进行滤波去噪处理；所述呼吸频率计算模块，用于基于滤波去噪处理后的所述数字信号，计算牛的呼吸频率；所述数据转换传输模块，包括抽样单元、量化单元、编码单元以及去噪单元；所述抽样单元，用于基于预设时间间隔抽取所述呼吸信号的样值；所述量化单元，用于将所述样值转换为数字值，完成样值量化；所述编码单元，用于将量化的样值进行二进制编码，获得所述数字信号；去噪单元，用于基于微处理器，对所述数字信号进行滤波去噪处理；所述滤波去噪处理的过程为：获取所述数字信号的信号特征，基于所述信号特征，建立频域滤波器；其中，频域滤波器的归一化幅频特性函数为： x为函数自变量，a1～a6，b1～b6，c1～c6均为频域滤波器幅频特性函数的参数；将所述数字信号进行快速傅里叶变换，获得所述数字信号的频谱；基于所述频谱与所述频域滤波器，进行频域滤波；将所述频域滤波的结果进行快速傅里叶逆变换，获得滤波去噪后的数字信号；还包括报警模块，用于进行牛异常呼吸频率报警；所述报警模块，包括异常检测单元以及报警单元；所述异常检测单元，用于基于改进的聚类算法，分析所有牛的呼吸频率，进行呼吸频率异常检测；所述报警单元，用于基于异常检测结果，进行异常报警；聚类算法的改进过程为：基于现有资料，获取牛异常呼吸频率数据集；基于所述呼吸频率，构建簇集合；当所述簇集合的模小于预设值时，停止计算；在簇集合中，获取两簇之间距离最近的代表点以及距离值；当所述距离值大于预设距离时，停止计算，并合并所述距离值大于预设距离的两簇，获得新簇的质心；从所述质心中选择满足预设条件的数据点；引入收缩因子，基于所述收缩因子以及所述数据点，获得所述代表点，更新所述簇集合；对牛正常呼吸频率数据进行聚类，并对簇进行标记；采用标类算法，对簇进行降序排列，因牛正常呼吸频率数据的数量大于异常呼吸频率数据的数量，所以预设牛正常呼吸频率数据簇的数量为T，直到牛正常呼吸频率数据簇的集合为空集时，停止计算，将空集之前获得的簇集合进行降序排列，并将簇集合中的每个簇都标记为牛正常呼吸频率簇。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 一种基于差压传感器的牛呼吸频率的测量方法及装置

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