本发明属于家禽育种技术领域，尤其涉及一种基于物联网的家禽育种选种系统及选种方法。

背景技术：

目前，优良品种是发展现代畜牧业、提高畜禽产品市场竞争力的最重要物质基础之一，提高家畜禽生产水平的关键因素是品种。我国是畜牧业生产和畜产品消费大国，但家禽产品的市场竞争力不强，很重要的原因就是培育家禽良种的能力不强。目前，在我国畜牧业生产中所使用的当家品种都是国外现代商用品种，每年都要花大量的外汇从国外引进家禽良种。在国内，既有独立自主知识产权又有重大市场竞争力和影响力的家禽商用品种民族品牌很少甚至没有。国外畜牧业发达国家目前在左右或甚至垄断我国畜牧业及市场的发展方向。

欧美等畜牧业发达国家早在上世纪五六十年代就开始了真正意义上的家禽商业育种，经他们高强度选育出的高产专门化品种已成为世界畜牧生产的主要品种，这些高产专门化品种均以快长或高产型为主，能大幅提高畜牧业产量和效率，适合于资金、技术密集型的集约化经营，非常适应我国上世纪八十年代在改革开放初期的经济环境和畜牧市场需求。

随着我国经济高速发展，产品消费市场供求关系发生了巨大变化，人们对动物性食品的需求由数量型向质量型方向转变，而且对动物性食品品质要求越来越高，国外这些单一化品种并不能满足这种需要。而我国许多地方家禽品种不仅有肉质好、风味独特、成熟早等优良特性，且具有较强的抗病能力和抗逆性，非常适合消费者需求。但是，目前传统常规家禽育种选种过程中，家禽育种选种系统主要依靠人手完成，根本无法保证及时性和准确性，从而导致育种选种系统的数据不可靠，无法很好地完成科学家禽育种选种。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有育种选种过程中种禽个体数据的采集实时性较差，无法满足数据准确性要求。

(2)现有育种选种过程中种禽个体数据的采集频率过低，样本数据过少，无法满足科学育种选种需要。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于物联网的家禽育种选种系统及选种方法。

本发明是这样实现的，一种基于物联网的家禽育种选种方法，所述基于物联网的家禽育种选种方法包括以下步骤：

步骤一，将需要进行育种选种的家禽进行分组饲养，通过家禽标识模块利用电子识别标签将不同养殖笼内的家禽进行编号，将编号信息和家禽的初始体征数据写入rfid射频识别标签，将rfid射频识别标签佩戴在家禽体表，并将rfid射频识别读写器与后端控制器相连；

步骤二，通过rfid射频识别读写器向rfid射频识别标签发出响应请求，然后等待rfid射频识别标签的响应；rfid射频识别标签接收到请求信息，在所属段对应的响应时隙进行响应，rfid射频识别读写器接收到响应信息后，将接收结果传回后端控制器，对家禽进行标识编号；

步骤三，通过家禽体征检测模块中多种不同功能的传感器对家禽的体征数据进行检测采集，通过家禽喂养检测模块对家禽的喂食重量和频率进行检测，通过环境数据监测模块中的多种不同功能的环境检测传感器对家禽所处的生长环境的各项数据进行采集，并将各种采集数据存储到网络服务器；

步骤四，通过产蛋频率监测模块中的视觉检测设备对家禽的产蛋时间和次数进行检测采集，并通过种蛋特征检测模块中的视觉检测设备和重量检测设备对种蛋的外观状态和重量进行检测采集，并将各种采集信息存储到网络服务器；

步骤五，通过工业相机对种蛋的外观图像进行图像采集，对采集的图像进行灰度和降噪处理；通过短时傅立叶变换技术判断采集的种蛋图像中是否存在裂缝缺陷；通过重量检测仪对种蛋的质量进行检测，并将检测信息同步存储到后台服务器中与标识编号进行对应；

步骤六，通过信息提取和预处理模块对服务器内存储的采集数据进行提取，采集日志数据，用于获取多种来源不同的日志数据，并将采集的每条日志信息扫描分割成字段序列存储到数据库中；

步骤七，对日志数据进行预处理，用于去除冗余数据获取有效数据，将网络设备日志和系统日志去除冗余数据并分别存储到对应的数据库中；关联融合多源日志数据，根据采集到的网络设备日志和系统日志数据库中的日志数据建立关联规则库，实现对提取信息的预处理，将提取信息进行精简；

步骤八，通过中央处理和控制模块利用中央处理器对所述基于物联网的家禽育种选种系统各个模块采集的信息进行处理分析；通过等级评价模块根据各个模块采集的数据对家禽育种的等级进行评估和等级划分；通过选种决策模块根据不同的选种要求和等级评估结果对家禽的选种进行确定。

进一步，步骤一中，所述通过家禽标识模块利用电子识别标签对家禽进行标识编号的方法，还包括：

(1)在数据库中录入家禽信息以及所包含的rfid射频识别标签的标识号，使得家禽与rfid射频识别标签标识号的对应；

(2)后端控制器根据rfid射频识别标签标识号，通过对随机种子的挑选，使每个家禽选出一个rfid射频识别标签作为代表标签参与标识编号。

进一步，步骤五中，所述通过短时傅立叶变换技术判断采集的种蛋图像中是否存在裂缝缺陷的方法，包括：

(1)击打种蛋；拾取种蛋受到打击后的声音响应，放大后，再经过a/d转换器转换成数字信号；

(2)根据选取好的短时傅立叶变换长度，以时间为顺序，对各段声音信号依次进行短时傅立叶变换，将原始的时域上的声音信号变换到频域上，得到各个时间点上声音信号的频率信息；

(3)分别以时间和频率为坐标轴，建立二维坐标系，绘制各个时间点上各个频率分量的幅值信息，得到一张二维频率信号分布图，并根据二维频率信号分布图的二维图形模式判断种蛋是否有裂缝。

进一步，根据种蛋声音信号的持续时间和a/d转换器所使用的采样频率，确定短时傅立叶变换的长度。

进一步，步骤七中，所述对日志数据进行预处理的方法，包括：

(1)去除每条日志信息的多余属性数据：每种来源的日志数据，根据预设需要保留的属性字段，通过正则表达式匹配的方式将每条日志信息中的需要保留的属性字段提取出来存储；

(2)去除属性值超范围的日志信息：根据对某一属性的属性值预设的范围，滤除超范围的数据；

(3)将不同来源的日志数据统一格式，根据预设的统一格式中每条日志信息需要的属性，将所有日志数据转换为相同格式。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述的基于物联网的家禽育种选种方法的基于物联网的家禽育种选种系统，所述基于物联网的家禽育种选种系统包括：

家禽标识模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过电子识别标签对家禽进行标识编号；

家禽体征检测模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过多种不同功能的传感器对家禽的体征数据进行检测采集；

家禽喂养检测模块，与中央处理和控制模块连接，用于对家禽的喂食重量和频率进行检测；

环境数据监测模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过多种不同功能的环境检测传感器对家禽所处的生长环境的各项数据进行采集；

产蛋频率监测模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过视觉检测设备对家禽的产蛋时间和次数进行检测采集；

种蛋特征检测模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过视觉检测设备和重量检测设备对种蛋的外观状态和重量进行检测采集；

服务器模块，与中央处理和控制模块连接，用于通过网络服务器对预设的选种标准参数和各个模块的采集数据进行存储；

信息提取和预处理模块，与中央处理和控制模块连接，用于对服务器内存储的采集数据进行提取，并对提取信息进行预处理；

中央处理和控制模块，与家禽标识模块、家禽体征检测模块、家禽喂养检测模块、环境数据监测模块、产蛋频率监测模块、种蛋特征检测模块、服务器模块、信息提取和预处理模块、等级评价模块和选种决策模块连接，用于通过中央处理器对所述基于物联网的家禽育种选种系统各个模块采集的信息进行处理分析；

等级评价模块，与中央处理和控制模块连接，用于根据各个模块采集的数据对家禽育种的等级进行评估和等级划分；

选种决策模块，与中央处理和控制模块连接，用于根据不同的选种要求和等级评估结果对家禽的选种进行确定。

进一步，所述家禽体征检测模块包括：

重量检测单元，用于通过重量检测仪对家禽的体重数据进行检测采集；

尺寸检测单元，用于通过红外线传感器对家禽的外形尺寸数据进行检测采集；

体温检测单元，用于通过体温传感器对家禽的体温数据进行检测采集。

进一步，所述环境数据监测模块包括：

空气质量检测单元，用于通过空气质量检测仪对家禽所处的环境的空气质量进行检测；

温度检测单元，用于通过温度检测传感器对家禽所处生长环境的温度进行检测；

湿度检测单元，用于通过湿度检测传感器对家禽所处生长环境的湿度进行检测；

空间检测单元，用于通过距离检测传感器对家禽的活动空间的面积进行检测。

本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述的基于物联网的家禽育种选种方法。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述的基于物联网的家禽育种选种方法。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明提供的基于物联网的家禽育种选种系统，利用物联网技术，构建家禽育种选种系统，通过对家禽进行标识编号，通过各种不同功能的传感器对家禽的生长体征、生长环境进行实时监测，以及无线传感器网络，可以协助获得育种选种所需要的海量基础数据，提高育种过程数据收集的效率及准确性，并能随时收集企业育种决策分析所需要的种禽育种的过程数据，从而可从根本上保证家禽育种的科学性，显著提高生产效率，对企业的意义十分重大。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的基于物联网的家禽育种选种方法流程图。

图2是本发明实施例提供的基于物联网的家禽育种选种系统的结构框图；

图中：1、家禽标识模块；2、家禽体征检测模块；3、家禽喂养检测模块；4、环境数据监测模块；5、产蛋频率监测模块；6、种蛋特征检测模块；7、服务器模块；8、信息提取和预处理模块；9、中央处理和控制模块；10、等级评价模块；11、选种决策模块。

图3是本发明实施例提供的对家禽进行标识编号的方法流程图。

图4是本发明实施例提供的对种蛋的外观状态和重量进行检测采集的方法流程图。

图5是本发明实施例提供的对提取信息进行预处理的方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于物联网的家禽育种选种系统及选种方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的基于物联网的家禽育种选种方法包括：

s101，将需要进行育种选种的家禽进行分组饲养，通过家禽标识模块利用电子识别标签对家禽进行标识编号；

s102，通过家禽体征检测模块中多种不同功能的传感器对家禽的体征数据进行检测采集，通过家禽喂养检测模块对家禽的喂食重量和频率进行检测；

s103，通过环境数据监测模块中的多种不同功能的环境检测传感器对家禽所处的生长环境的各项数据进行采集，并将各种采集数据存储到网络服务器；

s104，通过产蛋频率监测模块中的视觉检测设备对家禽的产蛋时间和次数进行检测采集，并通过种蛋特征检测模块中的视觉检测设备和重量检测设备对种蛋的外观状态和重量进行检测采集，并将各种采集信息存储到网络服务器；

s105，通过信息提取和预处理模块对服务器内存储的采集数据进行提取，并对提取信息进行预处理，将提取信息进行精简；

s106，通过中央处理和控制模块利用中央处理器对所述基于物联网的家禽育种选种系统各个模块采集的信息进行处理分析；

s107，通过等级评价模块根据各个模块采集的数据对家禽育种的等级进行评估和等级划分；通过选种决策模块根据不同的选种要求和等级评估结果对家禽的选种进行确定。

如图2所示，本发明实施例提供的基于物联网的家禽育种选种系统包括：家禽标识模块1、家禽体征检测模块2、家禽喂养检测模块3、环境数据监测模块4、产蛋频率监测模块5、种蛋特征检测模块6、服务器模块7、信息提取和预处理模块8、中央处理和控制模块9、等级评价模块10、选种决策模块11。

家禽标识模块1，与中央处理和控制模块9连接，通过电子识别标签对家禽进行标识编号，方便查找和分类；

家禽体征检测模块2，与中央处理和控制模块9连接，通过多种不同功能的传感器对家禽的体征数据进行检测采集，全面了解家禽的体征情况；

家禽喂养检测模块3，与中央处理和控制模块9连接，对家禽的喂食重量和频率进行检测和记录，进行存档；

环境数据监测模块4，与中央处理和控制模块9连接，通过多种不同功能的环境检测传感器对家禽所处的生长环境的各项数据进行采集，记录生长环境对家禽生长的影响；

产蛋频率监测模块5，与中央处理和控制模块9连接，通过视觉检测设备对家禽的产蛋时间和次数进行检测采集，通过对比观察家禽的产蛋是否正常；

种蛋特征检测模块6，与中央处理和控制模块9连接，通过视觉检测设备和重量检测设备对种蛋的外观状态和重量进行检测采集，进行存档；

服务器模块7，与中央处理和控制模块9连接，通过网络服务器对预设的选种标准参数和各个模块的采集数据进行存储，方便以后进行数据的查阅和整合；

信息提取和预处理模块8，与中央处理和控制模块9连接，对服务器内存储的采集数据进行提取，并对提取信息进行预处理，方便对数据进行进一步的处理；

中央处理和控制模块9，与家禽标识模块1、家禽体征检测模块2、家禽喂养检测模块3、环境数据监测模块4、产蛋频率监测模块5、种蛋特征检测模块6、服务器模块7、信息提取和预处理模块8、等级评价模块10、选种决策模块11连接，用于通过中央处理器对所述基于物联网的家禽育种选种系统各个模块采集的信息进行处理分析；

等级评价模块10，与中央处理和控制模块9连接，根据各个模块采集的数据对家禽育种的等级进行评估和等级划分，根据评估等级不同来进行不同的用处；

选种决策模块11，与中央处理和控制模块9连接，根据不同的选种要求和等级评估结果对家禽的选种进行确定，保证品种的纯正和健康。

本发明实施例中的家禽体征检测模块包括：

重量检测单元，用于通过重量检测仪对家禽的体重数据进行检测采集；

尺寸检测单元，用于通过红外线传感器对家禽的外形尺寸数据进行检测采集；

体温检测单元，用于通过体温传感器对家禽的体温数据进行检测采集。

本发明实施例中的环境数据监测模块包括：

空气质量检测单元，用于通过空气质量检测仪对家禽所处的环境的空气质量进行检测；

温度检测单元，用于通过温度检测传感器对家禽所处生长环境的温度进行检测；

湿度检测单元，用于通过湿度检测传感器对家禽所处生长环境的湿度进行检测；

空间检测单元，用于通过距离检测传感器对家禽的活动空间的面积进行检测。

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

本发明实施例提供的基于物联网的家禽育种选种方法如图1所示，作为优选实施例，如图3所示，本发明实施例提供的通过家禽标识模块利用电子识别标签对家禽进行标识编号的方法包括：

s201，将不同养殖笼内的家禽进行编号，将编号信息和家禽的初始体征数据写入rfid射频识别标签，并将rfid射频识别标签佩戴在家禽体表；

s202，rfid射频识别读写器与后端控制器相连，rfid射频识别读写器向rfid射频识别标签发出响应请求，然后等待rfid射频识别标签的响应；

s203，rfid射频识别标签接收到请求信息，在所属段对应的响应时隙进行响应，rfid射频识别读写器接收到响应信息后，将接收结果传回后端控制器。

本发明实施例提供的通过家禽标识模块利用电子识别标签对家禽进行标识编号的方法，还包括：

(1)在数据库中录入家禽信息以及所包含的rfid射频识别标签的标识号，使得家禽与rfid射频识别标签标识号的对应；

(2)后端控制器根据rfid射频识别标签标识号，通过对随机种子的挑选，使每个家禽选出一个rfid射频识别标签作为代表标签参与标识编号。

实施例2

本发明实施例提供的基于物联网的家禽育种选种方法如图1所示，作为优选实施例，如图4所示，本发明实施例提供的通过种蛋特征检测模块中的视觉检测设备和重量检测设备对种蛋的外观状态和重量进行检测采集的方法包括：

s301，通过工业相机对种蛋的外观图像进行图像采集，对采集的图像进行灰度和降噪处理；

s302，通过短时傅立叶变换技术判断采集的种蛋图像中是否存在裂缝缺陷；

s303，通过重量检测仪对种蛋的质量进行检测，并将检测信息同步存储到后台服务器中与标识编号进行对应。

本发明实施例提供的通过短时傅立叶变换技术判断采集的种蛋图像中是否存在裂缝缺陷的方法，包括：

(1)击打种蛋；拾取种蛋受到打击后的声音响应，放大后，再经过a/d转换器转换成数字信号；

(2)根据选取好的短时傅立叶变换长度，以时间为顺序，对各段声音信号依次进行短时傅立叶变换，将原始的时域上的声音信号变换到频域上，得到各个时间点上声音信号的频率信息；

(3)分别以时间和频率为坐标轴，建立二维坐标系，绘制各个时间点上各个频率分量的幅值信息，得到一张二维频率信号分布图，并根据二维频率信号分布图的二维图形模式判断种蛋是否有裂缝。

本发明实施例提供的根据种蛋声音信号的持续时间和a/d转换器所使用的采样频率，确定短时傅立叶变换的长度。

实施例3

本发明实施例提供的基于物联网的家禽育种选种方法如图1所示，作为优选实施例，如图5所示，本发明实施例提供的对提取信息进行预处理的方法包括：

s401，采集日志数据，用于获取多种来源不同的日志数据，并将采集的每条日志信息扫描分割成字段序列存储到数据库中；

s402，数据预处理，用于去除冗余数据获取有效数据，将网络设备日志和系统日志去除冗余数据并分别存储到对应的数据库中；

s403，关联融合多源日志数据，根据采集到的网络设备日志和系统日志数据库中的日志数据建立关联规则库。

本发明实施例提供的对日志数据进行预处理的方法，包括：

(1)去除每条日志信息的多余属性数据：每种来源的日志数据，根据预设需要保留的属性字段，通过正则表达式匹配的方式将每条日志信息中的需要保留的属性字段提取出来存储；

(2)去除属性值超范围的日志信息：根据对某一属性的属性值预设的范围，滤除超范围的数据；

(3)将不同来源的日志数据统一格式，根据预设的统一格式中每条日志信息需要的属性，将所有日志数据转换为相同格式。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solidstatedisk(ssd))等。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。