本书从精准畜牧的观点出发，结合作者近年来的研究成果，介绍了奶牛精准养殖中相关技术的发展和应用，重点介绍了物联网和机器视觉技术在我国奶牛养殖中的研究和应用情况，力图给读者展现近年来我国奶牛精准养殖中信息化建设和研究的概况以及发展趋势。
本书既涉及理论与方法，又包含了奶牛精准养殖中的相关技术与装备的研制。本书可作为高等院校农业电气化及自动化等相关专业的参考书，也可作为农业科技人员自学参考使用。
第1章精准养殖中奶牛个体信息监测研究001
1.1奶牛发情监测001
1.1.1奶牛发情人工监测001
1.1.2奶牛发情自动监测002
1.2奶牛行为监测003
1.2.1奶牛采食行为监测003
1.2.2奶牛反刍行为监测003
1.3奶牛健康监测004
1.3.1奶牛生理健康监测004
1.3.2奶牛情绪健康监测004
1.4奶牛个体识别005
小结006
参考文献007
第2章物联网中嵌入式Web服务器设计010
2.1引言010
2.2嵌入式Web服务器硬件设计015
2.2.1系统总体设计015
2.2.2硬件选型015
2.2.3硬件系统构建019
2.3RTL8019AS驱动程序的设计024
2.3.1单片机编译器Keil024
2.3.2网卡驱动程序024
2.3.3以太网数据帧格式026
2.3.4RTL8019AS网卡的初始化027
2.3.5帧接收过程028
2.3.6帧发送过程030
2.4μIP协议栈的实现031
2.4.1TCP/IP协议031
2.4.2μIP协议栈的实现035
2.4.3系统主程序的实现041
2.5嵌入式Web服务器的测试044
2.5.1调试的软硬件环境044
2.5.2嵌入式Web服务器系统测试045
小结047
参考文献048
第3章精准养殖中奶牛体温检测研究051
3.1奶牛体温051
3.2奶牛体温检测方法052
3.3奶牛体温检测部位053
小结055
参考文献056
第4章基于物联网的奶牛体温实时远程监测系统设计058
4.1系统总体结构058
4.2系统硬件设计059
4.2.1STM32控制电路059
4.2.2测温电路059
4.2.3无线网络传输电路060
4.2.4液晶显示电路060
4.2.5电源电路061
4.3系统软件设计062
4.3.1温度采集终端软件设计062
4.3.2移动平台APP软件设计063
4.4系统功能测试063
小结065
参考文献065
第5章精准养殖中奶牛发情监测研究066
5.1奶牛发情066
5.2奶牛发情体征067
5.2.1体温变化067
5.2.2行为变化067
5.2.3阴道体征变化068
5.3奶牛发情监测方法068
小结074
参考文献075
第6章奶牛阴道植入式电阻传感器与无线监测系统设计077
6.1引言077
6.2奶牛阴道电阻实时监测系统总体设计079
6.2.1系统设计需求分析079
6.2.2系统总体设计方案079
6.3奶牛阴道电阻监测系统硬件设计080
6.3.1奶牛阴道植入式电阻传感器设计080
6.3.2终端节点设计083
6.3.3无线传输网络设计085
6.3.4终端节点和协调器封装实现085
6.3.5终端节点奶牛尾部固定及应激分析086
6.4系统软件设计088
6.4.1系统工作流程088
6.4.2上位机监控软件设计088
6.4.3发情预警系统设计090
6.5试验与结果分析090
6.5.1电阻测量准确性试验090
6.5.2电阻测量稳定性试验092
6.5.3系统可靠性试验093
6.5.4终端节点能量可用性试验094
小结095
参考文献095
第7章基于物联网和云端的奶牛发情体征监测系统设计098
7.1引言098
7.2奶牛体征监测系统总体设计100
7.2.1系统设计需求分析100
7.2.2体征监测系统结构与功能100
7.3奶牛体征监测系统硬件设计101
7.3.1发情体征采集节点硬件设计101
7.3.2ZigBee无线模块102
7.3.3体温采集模块102
7.3.4运动量采集模块103
7.3.5采集节点电源模块104
7.3.6发情体征接收终端设计104
7.3.7STM32控制器105
7.3.8RS485现场总线105
7.4系统软件设计105
7.4.1下位机体征采集软件设计105
7.4.2上位机发情体征监测软件设计106
7.4.3微信开放平台设计106
7.5系统测试与奶牛发情预测108
7.5.1温度测量准确性试验108
7.5.2网络丢包率测试109
7.5.3远程上位机和移动平台测试110
7.5.4手机微信客户端测试112
小结112
参考文献112
第8章双域分解的复杂环境下奶牛监测图像增强算法研究114
8.1引言114
8.2图像增强概述115
8.3奶牛监测图像分析116
8.4双域分解的图像增强算法118
8.4.1双域滤波模型118
8.4.2高频降噪与增强模型119
8.4.3低频图像去雾与增强模型121
8.4.4算法实现过程123
8.5试验结果与分析124
8.5.1试验测试平台及参数选取124
8.5.2试验数据分类125
8.5.3主客观评价与分析125
8.5.4综合测试与分析139
小结144
参考文献145
第9章基于卷积神经网络的奶牛发情行为识别研究148
9.1引言148
9.2供试数据149
9.2.1视频样本获取149
9.2.2视频处理系统设计151
9.2.3样本数据集构建152
9.3卷积神经网络模型153
9.3.1卷积神经网络概述154
9.3.2卷积神经网络结构155
9.3.3卷积神经网络优点157
9.4奶牛发情识别CNN模型构建157
9.5奶牛发情行为识别结果及分析159
9.5.1试验测试平台159
9.5.2网络模型试验设计160
9.5.3特征图分析161
9.5.4识别结果分析161
小结163
参考文献163
第10章基于ZigBee和Android的牛舍环境远程监测系统设计166
10.1系统结构与功能166
10.2系统硬件设计167
10.2.1STM32控制器167
10.2.2温湿度采集电路设计167
10.2.3光照度采集电路设计167
10.2.4有害气体采集电路设计168
10.2.5无线模块169
10.3系统软件设计169
10.3.1采集终端软件设计169
10.3.2PC机端服务器软件设计169
10.3.3Android手机端软件设计170
10.4系统测试171
小结171
参考文献172
第11章奶牛发情爬跨行为无线监测系统研究与设计173
11.1奶牛发情爬跨行为173
11.2爬跨压力无线监测系统硬件设计173
11.2.1压力监测传感器设计174
11.2.2模数转换模块设计175
11.2.3无线通信模块设计176
11.2.4温湿度采集模块设计176
11.2.5供电系统设计176
11.2.6系统硬件实物177
11.3爬跨压力无线监测系统软件设计177
11.3.1系统主程序设计177
11.3.2压力采集程序设计178
11.3.3手机APP压力监测设计178
11.4系统测试179
小结180
参考文献180
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