1.一种畜牧养殖环境实时监测方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
在畜牧养殖场的一段时间内,获取若干个监测位置上每一监测时刻的粉尘浓度以及若干个动物在每一监测时刻的位置坐标与加速度;其中每个监测位置对应一个位置坐标;
根据每个监测位置上所有监测时刻的粉尘浓度数据,构成每个监测位置对应的粉尘浓度数据序列;
根据每个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中每个粉尘浓度数据的数值,得到每个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中每个粉尘浓度数据的噪声程度与若干待滤波数据;
获取每个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中每个待滤波数据对应的一个参考块与若干个邻域块;
根据每个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中每个粉尘浓度数据对应的监测时刻与每个粉尘浓度数据的数值,得到每个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中每个待滤波数据对应的每个邻域块的滤波权重;
根据每个监测位置的位置坐标、每一动物在每一监测时刻的位置坐标与加速度以及每个粉尘浓度数据的噪声程度,得到每个监测位置在每个监测时刻上的粉尘浓度数据所对应的粉尘环境;
根据每个待滤波数据对应的每个邻域块的滤波权重及每个监测位置在每个监测时刻上的粉尘浓度数据所对应的粉尘环境,得到每个待滤波数据对应的每个邻域块的最终滤波权重;
根据每个待滤波数据对应的每个邻域块的最终滤波权重,得到若干去噪后的粉尘浓度数据序列;
根据所有去噪后的粉尘浓度数据序列,对粉尘浓度进行监测;
其中,粉尘浓度数据的噪声程度的获取方法为:
计算第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中每个粉尘浓度数据与其最近的 个粉尘浓度数据的差值绝对值的均值,记为每个粉尘浓度数据的噪声程度,其中, 为预设的最近的粉尘浓度数据的个数;
其中,每个监测位置在每个监测时刻上的粉尘浓度数据所对应的粉尘环境的获取方法为:
根据每个监测位置对应的位置坐标和每个动物在第 个监测时刻的位置坐标,在第 个监测时刻上,将以第 个监测位置为中心,半径为 的圆内的动物,记为第 个监测时刻上第个监测位置对应的目标动物;
根据第 个监测时刻上第 个监测位置对应的目标动物的位置坐标与加速度,得到第个监测位置在第 个监测时刻上周围动物活动产生的粉尘的程度;
根据 个监测位置在第 个监测时刻上周围动物活动产生的粉尘的程度与第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中每个粉尘浓度数据的噪声程度,得到第 个监测位置在第 个监测时刻上的粉尘浓度数据所对应的粉尘环境;
其中,粉尘环境的计算公式为:
式中, 表示第 个监测位置在第 个监测时刻上的粉尘浓度数据所对应的粉尘环境, 表示第 个监测位置在第 个监测时刻上周围动物活动产生的粉尘的程度, 表示第 个监测时刻与第 个监测时刻的时间间隔, 表示第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个粉尘浓度数据的噪声程度, 表示预设的个数。
2.根据权利要求1所述一种畜牧养殖环境实时监测方法,其特征在于,所述根据每个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中每个粉尘浓度数据的数值,得到每个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中每个粉尘浓度数据的噪声程度与若干待滤波数据,包括的具体步骤如下:在第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中,将噪声程度大于预设的噪声程度阈值的粉尘浓度数据作为待滤波数据。
3.根据权利要求1所述一种畜牧养殖环境实时监测方法,其特征在于,所述根据每个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中每个粉尘浓度数据对应的监测时刻与每个粉尘浓度数据的数值,得到每个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中每个待滤波数据对应的每个邻域块的滤波权重,包括的具体公式如下:式中, 表示第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个待滤波数据对应的第个邻域块的滤波权重, 表示第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个待滤波数据对应的监测时刻与第 个待滤波数据对应的第 个邻域块中心处的粉尘浓度数据对应的监测时刻之间的时间间隔, 表示第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第个待滤波数据与其对应第 个邻域块之间的粉尘浓度数据的个数, 表示第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个待滤波数据对应的参考块与第 个待滤波数据对应的第 个邻域块内粉尘浓度数据的皮尔斯相关系数, 表示归一化函数。
4.根据权利要求1所述一种畜牧养殖环境实时监测方法,其特征在于,所述根据第 个监测时刻上第 个监测位置对应的目标动物的位置坐标与加速度,得到第 个监测位置在第 个监测时刻上周围动物活动产生的粉尘的程度,包括的具体公式如下:式中, 表示第 个监测位置在第 个监测时刻上周围动物活动产生的粉尘的程度, 表示第 个监测时刻上第 个监测位置对应的第 个目标动物的加速度, 表示第 个监测位置到第 个监测时刻上第 个监测位置对应的第 个目标动物的距离,表示第 个监测时刻上第 个监测位置对应的目标动物的数量。
5.根据权利要求1所述一种畜牧养殖环境实时监测方法,其特征在于,所述根据每个待滤波数据对应的每个邻域块的滤波权重及每个监测位置在每个监测时刻上的粉尘浓度数据所对应的粉尘环境,得到每个待滤波数据对应的每个邻域块的最终滤波权重,包括的具体步骤如下:根据第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个待滤波数据对应的参考块与对应第 个邻域块内每一粉尘浓度数据的数值,得到第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个待滤波数据对应的参考块与其对应的第 个邻域块的差异;
根据第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中每个粉尘浓度数据所对应的粉尘环境、第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个待滤波数据对应的参考块与其对应的第 个邻域块的差异与第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个待滤波数据对应的第 个邻域块的滤波权重,得到第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个待滤波数据对应的第 个邻域块的最终滤波权重。
6.根据权利要求5所述一种畜牧养殖环境实时监测方法,其特征在于,所述根据第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个待滤波数据对应的参考块与对应第 个邻域块内每一粉尘浓度数据的数值,得到第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个待滤波数据对应的参考块与其对应的第 个邻域块的差异,包括的具体步骤如下:将第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个待滤波数据对应的参考块,记为块
1;
将第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个待滤波数据对应的第 个邻域块,记为块2;
计算块1和块2中每个相同位置的数据的差值的绝对值,将块1和块2中所有相同位置的数据的差值绝对值的均值,记为第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个待滤波数据对应的参考块与其对应的第 个邻域块的差异。
7.根据权利要求5所述一种畜牧养殖环境实时监测方法,其特征在于,所述根据第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中每个粉尘浓度数据所对应的粉尘环境、第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个待滤波数据对应的参考块与其对应的第 个邻域块的差异与第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个待滤波数据对应的第 个邻域块的滤波权重,得到第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个待滤波数据对应的第 个邻域块的最终滤波权重,包括的具体公式如下:式中, 表示第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个待滤波数据对应的第 个邻域块的最终滤波权重, 表示第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第个待滤波数据对应的参考块内第 个粉尘浓度数据所对应的粉尘环境, 表示第个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个待滤波数据对应的第 个邻域块中第x个粉尘浓度数据所对应的粉尘环境, 表示第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个待滤波数据对应的参考块与其对应的第 个邻域块的差异, 表示第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个待滤波数据对应的参考块内包含数据个数, 表示第 个监测位置对应的粉尘浓度数据序列中第 个待滤波数据对应的第 个邻域块的滤波权重, 表示绝对值函数。
8.根据权利要求1所述一种畜牧养殖环境实时监测方法,其特征在于,所述根据所有去噪后的粉尘浓度数据序列,对粉尘浓度进行监测,包括的具体步骤如下:在所有去噪后的粉尘浓度数据序列中,将大于预设的粉尘浓度阈值的粉尘浓度数据记为异常粉尘浓度数据;
在发现异常粉尘浓度数据时,进行预警。