[发明专利]基于声学分析的母猪呼吸系统疾病预警系统

说明书

本发明公开了一种基于声学分析的母猪呼吸系统疾病预警方法，它包括以下步骤：S1、设置音频采集节点采集声音信号；S2、建立分类模型判断是否为咳嗽音频；S3、提取咳嗽信息判断是否患病；S4、获取声源位置；S5、GSM模块发送患病信息；S6、管理员接收信息；S7、判断是否继续监测：否则结束；是则返回步骤S2。本发明可直接采集猪舍声音信号，并实时对母猪咳嗽声进行识别，提取识别咳嗽音频中携带信息，判断母猪是否患有呼吸系统疾病，可提高猪舍养殖环境的自动化水平，减少人为主观判断，提高呼吸系统疾病的识别准确率。

技术领域

本发明涉及母猪呼吸系统疾病预警、音频采集与分析、ARM处理器、WiFi网络、传感器技术、自动化控制技术领域。具体讲是一种采集并分析母猪咳嗽声，从而判断母猪是否患有呼吸系统疾病，并确定病猪所在栏位与实时通知管理员的预警方法。

背景技术

猪肉是我国居民的主要肉质食品，猪的健康直接关系到人类的健康。随着国内养猪业的迅速发展，猪的集约化水平越来越高，猪的呼吸系统疾病在猪群中是较为常见的一种疾病，其严重时会引起大量的猪只死亡。其中，母猪的健康尤为重要，其直接关系到仔猪的成活率与养殖场的经济效益，因此母猪呼吸系统疾病的监测在养殖过程中备受关注。

猪的呼吸系统疾病是一种常见病、多发病，其病症主要有咳嗽、呼吸困难等。目前养殖场主要依靠人工观察判断，主观性强且易疏忽，容易导致大范围的疾病发生。

发明内容

本发明针对背景技术中存在的问题，针对母猪呼吸系统疾病的主要症状，提出一种自动化监测方法。

技术方案：

一种基于声学分析的母猪呼吸系统疾病预警方法，它包括以下步骤：

S1、设置音频采集节点采集声音信号，存储咳嗽数据并提取咳嗽数据的特征参数；

S2、建立分类模型判断是否为咳嗽音频；

S3、提取咳嗽信息判断是否患病；

S4、获取声源位置；

S5、GSM模块发送患病信息；

S6、管理员接收信息；

S7、判断是否继续监测：否则结束；是则返回步骤S2。

优选的，S1中，采集声音信号的具体步骤为：

S1-1、获取幅值；

S1-2、判断是否有声音：否则返回步骤S1-1；是则进行步骤S1-3；

S1-3、持续存储数据；

S1-4、存储数据40S；

S1-5、取40S数据；

S1-6、声音识别：

S1-7、存储咳嗽数据并返回步骤S1-3。

优选的，S1-6中，声音识别的具体步骤为：

S1-6-1、预处理，包括：

(i)去噪：使用巴特沃斯滤波器滤波，达到降噪效果；

(ii)分帧加窗：使用交叠分段的方法对去躁后的声音信号进行分帧，并使用汉明窗降低频谱泄露；

(iii)端点检测：使用基于短时平均能量和短时过零率的双门限法，实现对声音信号的端点检测，从而获取样本信号；

S1-6-2、特征提取，使用加权的MFCC作为特征参数；

S1-6-3、利用熵权法计算各维参数的表征能力；

S1-6-4、计算一阶、二阶差分；