奶牛呼吸頻率自動監測技術研究進展

李奇峰 ，丁露雨*，李 潔，馬為紅，肖伯祥，余禮根，高榮華，鄭文剛，張石銳

（1.北京農業信息技術研究中心，北京 100097；2.國家農業信息化工程技術研究中心，北京 100097；3.農業部農業信息技術重點實驗室，北京 100097；4.天津市農業農村委員會信息中心，天津 300061；5.北京農業智能裝備技術研究中心，北京 100097）

全球范圍內，畜禽生產正在向以動物為中心的精細畜牧業方向轉型，通過獲取畜禽的生命信息研究其生理、健康、福利狀況，可對畜禽養殖環境、飼喂、繁育和防疫等進行精準管理與決策支持[1]。呼吸頻率作為畜禽重要的生命體征參數，常作為健康、熱環境舒適度和福利的重要參考指標[2-4]。呼吸頻率是評判奶牛熱應激狀態最直接、有效的生理指標，出現熱應激時，奶牛的呼吸頻率普遍在40 次/min 以上，并隨著熱應激程度的增加而升高[5-8]。奶牛汗腺不發達，呼吸道蒸發散熱是奶牛體熱調節中的主要散熱途徑之一，呼吸頻率也是奶牛呼吸道散熱模型中的重要參數，是研究奶牛與環境傳熱傳質過程與模型的基礎[9-10]。因此，連續、準確的呼吸頻率監測對了解奶牛的健康狀況，建立奶牛與環境的互作機制、表達模型與報警機制、實現精準環境調控等都有重要意義。

傳統的奶牛呼吸頻率測定以人工觀察為主，利用秒表連續3 min 記錄側腹起伏次數[11-12]。這種方式對觀察人員要求高，人力成本高、效率低，不能進行連續自動監測，難以滿足現代畜牧業數字化和智能化的需求[2,13]。連續自動監測可以增加測量頻率，提供一致性和魯棒性更好的數據為動物的生理反應做動態評估，同時減少數據收集所需的勞動強度和人力成本[14]。……