Способ определения веса животных Советский патент 1992 года по МПК G01G17/08 

Изобретение относится к взвешиванию животных в процессе их содержания и может найти применение как на крупных комплексах, так и на небольших фермах, Известен способ определения веса животных, заключающийся в их многократном взвешивании в течение заданного периода времени и получении веса по результатам математической обработки результатов взвешивания, который предполагает многократное определение нагрузки на весоизме- ритель при одном и том же подходе животного к весам.

Известный способ позволяет определять вес животного в некоторый момент, т.е. моментальный вес животного. Однако определенный таким образом вес - величина недостаточно достоверная, так как на моментальный вес животного влияют как собственно вес организма животного, так и текущие факторы жизнедеятельности: поедание корма, питье воды, дефекация, мочеиспускание. Изменение моментального веса, обусловленное каждым из текущих

факторов жизнедеятельности, может значительно превосходить суточные привес животного. Сравнивая моментальные веса, определенные в два разных дня, мы не сможем достоверно определить привесы животного, так как не знаем какова в этих измеренных моментальных весах доля текущих факторов.

Для систем автоматизированного управления животноводческими фермами и комплексами важно знать ежесуточные привесы животных, а при групповом нормировании кормов хотя бы еженедельные. Для того, чтобы выявить их, желательно устранить влияние на определяемую величину (вес) текущих факторов жизнедеятельности животных. Устранить влияние этих факторов можно, если взять множество результатов взвешивания за определенный период и, рассматривая их как сумму двух процессов - закономерного и случайного, аппроксимировать это множество пар данных время взвешивания-вес гладкой функцией (насл

С

ч

ы

о

hO

о о

пример, методом наименьших среднеквадратичных отклонений) и определять значение веса животного в некоторый момент этого периода как значение аппроксимирующей функции в этот момент.

Известен также способ определения веса животных, заключающийся в определении нагрузки на весоизмерительное устройство при проходе животных через него на выгул и с выгула, осуществляемый проходными весами.

Этот способ не позволяет устранить влияние текущих факторов жизнедеятельности животных на определяемую величину их веса, хотя позволяет получить по крайней мере два значения моментального веса для животного в течение суток.

Известен также способ определения веса животных, заключающийся в их многократном взвешивании в течение заданного периода времени и получении веса по результатам математической обработки результатов взвешивания. В нем производят взвешивание животных, подошедших к поилке, при каждом подходе. Точно определить вес животных он не позволяет, но обеспечивает получение 5-20 данных моментального веса в течение суток (что соответствует частоте питья животных).

Для животных, пьющих часто (15-20 раз в сутки), для аппроксимации достаточно данных и за одни сутки. Для редко пьющих животных (5-10 раз в сутки) для эффективной аппроксимации потребуются данные за 2-3 сут. Даже 15 точек, полученных за эти 3 дня при минимальной частоте поения, окажется достаточно для аппроксимации, а вот для предыдущего способа, где определяют два значеяия в сутки, потребуются данные за неделю (14 данных).

Поедание корма бычками на откорме, дефекация и мочеиспускание не имеют определенной зависимости от времени подхода животных к поилке, так что по отношению ко времени определения мо- . ментальных весов они могут считаться факторами, распределенными случайно. Не коррелируют с моментом выхода на выгул и возвращения с выгула, поедание корма, дефекация, питье и мочеиспускание.

Цель изобретения - повышение точности определения веса животных.

Цель достигается тем, что согласно способу определения веса животных, заключающемуся в их многократном взвешивании в течение заданного периода времени и получении веса по результатам математической обработки результатов взвешивания, взвешивание производят при каждом подходе жи BOTH ого к весоизмерител ьному устройству, при этом фиксируют текущее время и идентифицируют животных, а математическую обработку производят для каждого жи- . вотного методом аппроксимации гладкой

функцией рядов данных время взвешива- ния-вес для каждого животного, значение веса в заданный момент времени определения как значение аппроксимирующей функции в этот момент. Если взвешивание

0 животных производят при каждом подходе их к поилке, период времени измерений задают равным от одних до трех суток Если взвешивание производят при каждом подходе к кормовой станции, период времени

5 измерений задают равным от двух до трех суток. Если взвешивание животных производят при их выходе на выгул и при возвращении, или при каждой дойке, период времени измерения.веса задают равным от

0 пяти до восьми суток.

Известно устройство для определения веса животных, включающее весоизмерительное устройство с системой разрешения взвешивания, выход которого связан с пер5 вым входом блока памяти, блок идентификации животных, выход которого связан с вторым входом блока памяти и блок обработки данных, выход и вход которого связаны соответственно с третьим входом и

0 выходом блока памяти.

Однако известное устройство не может осуществлять предлагаемый способ.

Для обеспечения возможности осуществления предлагаемого способа устройст5 во для определения веса животных, включающее весоизмерительное устройство с системой разрешения взвешивания, выход которого связан с первым входом блока памяти, блок идентификации живо0 тных, выход которого связан с вторым входом блока памяти, и блок обработки данных, вход и выход которого связаны соответственно с выходом и третьим входом блока памяти, дополнительно снабжено блоком-

5 таймером, выход которого связан с четвертым входом блока памяти.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства, осуществляющего предлагаемый способ (вариант измерения

0 нагрузки на весоизмерительное устройство при каждом поении животных); на фиг.2 - структура блока памяти.

Установка включает весоизмерительное устройство 1, расположенное у поилки

5 2, снабженное блоком 3 разрешения взвешивания, выход которого соединен с первым входом блока 4 памяти, и блок 5 идентификации, выход которого соединен с вторым входом блока 4. Третий вход блока 4 соединен с выходом блока-таймера 6, а

четвертый вход - с выходом блока 7 обработки данных, причем вход блока 4 связан с входом блока 7. Второй выход блока 7 связан с входом блока 8 индикации. Блок 4 памяти включает блок 9 формирования элементарных данных, входы которого связаны с выходами блоков 3, 5 и 6. а выход - с первым входом блока 10 хранения элементарных данных, второй вход которого связан с выходом блока б, третий вход - с выходом блока 7, а выход - с входом блока 7.

Установка работает следующим образом.

При подходе к поилке 2 животные входят на платформу весоизмерительного устройства 1. Установив, что животное начало пить, блок 3 разрешает передать данные о весе животного (нагрузке на весоизмерительное устройство) в блок 4. Одновременно с этим в блок 4 приходят данные от блока 5 идентификации - какое именно животное пьет, и от блока-таймера б в какое время пьет. По этим данным блок 4 формирует комплексы данных вида номер животного- гзремя взвешивания-вес, которые и хранит. Формирование комплексов данных произ- т on блоком 9, хранение осуществляется , юком 10. В Ьлохе А хранятся данные за трое суток, включая текущие, т.е. те, в которые проводится измерение. При наступлении следующих суток ранее хранившиеся переформировывают, стирают данные за позавчера, данные за вчера перемещают на место данных за позавчера, данные за сегодня перемещают на место данных для вчера. Таким образом, освобождается место для хранения данных, поступающих, в наступившие сутки, и в блоке памяти снова хранятся данные за трое суток, включая текущие.

При наступлении новых суток до стирания и перемещения данных все комплексы данных поступают в блок 7 обработки. Данные поступают группами по каждому животному отдельно в виде время взвешивания-вес за трое суток. Эти данные обрабатываются блоком 7 по методу наименьших среднеквадратичных отклонений, а вес животного к концу истекших суток принимается как значение аппроксимирующей линейной функции к концу истекших суток. Эти данные и поступают в блок 8 индикации, где хранятся и выдаются по требованию пользователя системы - оператора или ЭВМ.

При необходимости срочно вне обычного графика получения данных по определенному животному через блок 7 запрашивают у блока 4 все имеющиеся по этому животному данные, а затем обрабатывают их как и при регулярном запросе - по методу наименьших среднеквадратичных отклонений. Вес животного на момент запроса принима- 5 ют как значение аппроксимирующей линейной функции на момент запроса.

Пример. Рассмотрим данные взвешивания бычка на откорме при подходах его к поилке в течение трех суток позавчера, вче- 10 ра и сегодня (животное пьет редко):

Время, ч Позавчера 6,5 10,0 13,2 16,8 Моментальный вес, кг 136,3 143,6 139,5 144,4

23,2 вчера 6,0 8.2 11.0 16.6 23.8 6.2 15139,9 135,3 134,6 140.6 142.6 140.1

сегодня 133,4

10,2 13,2 16,5 18.5 22.8 140,4 139,6 137.3 142.6 134.7 Обработка полученного ряда по методу 0 наименьших среднеквадратичных отклонений дает линейную аппроксимацию Р 137,60 н- 0,030 Т, кг, где Т измеряется в часах. Вес животного к концу третьих суток 139,7 кг.

5 При обработке данных только за сегодня тем же методом минимальных среднеквадратичных отклонений мы получим иную зависимость, что связано с тем, что в данных за сегодня есть явные отклонения от зави- 5 симости (1), которые, впрочем, не выходят за рамки возможных случайных воздействий текущих факторов жизнедеятельности (дефекации и мочеиспускания): PI 138,3 + 0,012 Т, кг, и вес животного к концу третьих 0 суток 138,6кг.

Это еще раз подтверждается целесообразность использования для эффективной аппроксимации возможно большего количества точек. Таймер имеется в большинстве 5 серийных ЭВМ, математическое обеспечение для обработки рядов данных по методу наименьших среднеквадратичных отклонений есть. В месте с тем. что предлагаемые способ и устройство позволяет ввести эф- 0 фективную систему контроля веса животных с точностью, достаточной для автоматизированных систем управления процессами животноводства.

Определение веса животного может 5 проводиться также (для коров) при их нахождении около кормовой станции концкор- мов и на доильной площадке.

В этих случаях период надо определять исходя из получения необходимых для эффективной аппроксимации примерно 15 то- 5 чек. Так, и кормовым станциям концкормов коровы подходят 6-8 раз в сутки, и здесь для эффективного определения веса хватит периода в 2-3 сут, а доение проводится 2-3 раза а сутки и для эффективного определения веса необходимо уже 5-8 сут сбора данных.

Формула изобретения 1. Способ определения веса животных, заключающийся в их многократном взвеши- вании в течение заданного периода времени, математической обработке полученных данных и определении веса по результатам математической обработки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, взвешивания производят при каждом подходе животного к весоизмерительному устройству, при этом фиксируют текущее время и идентифицируют животных, а математическую обработку производят для каж- дого животного методом аппроксимации гладкой функцией рядов данных время взвешивания - вес для каждого животного, значение веса в заданный момент времени определяют как значение аппроксимирую- щей функции в этот момент.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что период времени измерения веса при взвешивании животных при каждом их подходе к полке задают равным от одних до трех суток.

3.Способ по п.1,отличающийся тем, что период времени измерения веса при взвешивании животных при каждом их подходе к кормовой станции задают равным от двух до трех суток.

4.Способ пбп.1,отлича ющийся тем, что период времени измерения веса при взвешивании животных при каждом их выходе на выгул и при возвращении задают равным от пяти до восьми суток.

5.Способ по п.1,отличающийся тем, что взвешивание животных оизводя при каждом доении, а период времени измерения веса задают равным от пяти до восьми суток.

Изобретение может найти применение как на крупных промкомплексах, так и на небольших фермах. При многократном взвешивании животных в то время, когда они подходят к поилкам, возможно устранить влияние на мгновенный вес животных, фиксируемый весами, влияние текущих факторов жизнедеятельности: поедания корма, питья воды, дефекации и мочеиспускания. Для этого полученные ряды данных время взвешивания - вес для каждого животного аппроксимируют гладкой функцией и именно рассматривают как значение фактического веса животного (в динамике). 4 з.п.ф-лы, ил.

Ч

Jc

Фиг. 1

Отдло- От блока 3 ка5

г

L