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随着我国畜禽养殖业向着规模化、精准化的趋势发展,要求现代养殖业要有科学的管理方式和健康的饲舍环境。为了达到以上要求,本文以圈养奶山羊为研究对象,设计了一套监测系统,以实现在奶山羊养殖过程中对其行为与养殖环境的监测,将系统划分成了三个部分(前端穿戴设备部分、协调节点部分和PC端软件系统),并基于BP神经网络训练行为识别分类器,对奶山羊的四种行为进行分类,最后设计并实现了PC端的奶山羊行为监测管理系统软件。本文的主要研究内容有:(1)系统总体方案设计。分析整个项目需求和功能,选用了无线传感器网络技术与三轴加速度传感器的系统设计方案,并把整个系统分为三个部分:前端穿戴设备部分、协调节点部分和PC端软件系统。前端穿戴设备包含有MPU6050的三轴加速度陀螺仪的ZigBee模块,将该设备戴在奶山羊身上,用以采集奶山羊的三轴加速度数据;协调节点部分由集成CC2530芯片的ZigBee模块和TQ2440主板组成,主要接收由前端穿戴设备和羊舍环境传感器发来的数据并发给PC端软件系统;PC端软件系统则对采集的各类数据进行处理、存储、行为分类与展示。(2)奶山羊行为分类识别。由于奶山羊日常行为特征复杂多变,为降低系统建模难度,本文将奶山羊运动行为分为行走、跑动、跨跳和站立四种状态。对采集的加速度数据进行预处理后选取了均值、标准差和峰度三个特征值,采用BP神经网络建立奶山羊行为识别器对其行为进行分类识别。实验结果表明,该方法对奶山羊的四种运动行为的整体识别率可达到89.8%,能够满足实际需求。(3)奶山羊行为监测管理系统软件的设计与实现。根据需求研究,本文运用C#与Matlab语言混合编程,采用MySQL作为系统数据库,利用Visual Studio2010开发平台设计并开发出C/S架构的奶山羊行为监测管理系统,完成了数据接收与解析、行为数据的实时显示、奶山羊行为的分类、历史数据的查询、环境参数的阈值设置与报警、传感器节点管理与用户管理等功能模块的设计,实现奶山羊养殖过程中的行为的分类和饲养环境的实时监管功能,为信息化养殖管理提供支撑。