Спосіб автоматичного розпізнавання коду номера тварин

Винахід відноситься до сільського господарства, а саме до автоматизації тваринництва, і може застосуватись як складова частина автоматизованих систем керування (АСК) фермами. При побудові АСК однією з актуальних задач є визначення точного номеру кожної тварини при загальній їх кількості від декількох тисяч на великих фермах, до декількох десятків і сотень в середніх і малих господарствах. Головними вимогами до такої системи є висока вірогідність розпізнавання. Відомий спосіб автоматичного розпізнавання кода номера тварин [Авт. св. СРСР №1474887, кл. А 01 К 29/00, 22.12.1988 (прототип)] не забезпечує в достатній мірі спільність цих якостей, що впливає на якість роботи всієї АСК. У цьому способі фіксується код номеру тварини за допомогою набору пасивних резонансних коливальних контурів, налагоджених на задані частоти. У місці розпізнавання наводиться електромагнітне поле змінної частоти. В залежності від зміни частоти електромагнітного поля, змінюється частотна характеристика джерела електромагнітного поля, таким чином, щоб частота електромагнітного поля знаходилась у межах резонансної характеристики джерела електромагнітного поля, яке в цьому випадку виконується у вигляді коливального контуру з габаритною рамкою датчиком, що є Індуктивністю, та набором ємностей, які комутуються з метою переналагодження контура на ряд фіксованих частот. При внесенні твариною в рамку пасивних коливальних контурів, закріплених на ній, значення напруги на джерелі поля зменшується на тих частотах, які співпадають з частотами резонансу пасивних коливальних контурів. Це зменшення сприймається компаратором, опорна напруга якого має фіксоване порогове значення і встановлюється при налагодженні компаратора. Після перевірки всіх заданих частот формується код номеру тварини. Суттєвою вадою цього способа є те, що він не забезпечує потрібну вірогідність розпізнавання внаслідок того, що зменшення напруги на джерелі поля сприймається компаратором тільки тоді, коли воно досягає наперед встановленого значення. Крім того, на саму АСК обов'язково впливають природні умови (зміни температури, вологості та інших параметрів навколишнього середовища), то вони впливають і на напругу на джерелі електромагнітного поля, що також зменшує вірогідність розпізнавання номера тварини. Запропонований спосіб вирішує задачу підвищення вірогідності розпізнавання. Для цього у способі автоматичного розпізнавання номера тварини по його коду, що полягає у фіксації носія кода його номера у вигляді набору пасивних резонансних контурів, що налагоджуються на фіксовані частоти, наведенні в місці розпізнавання електромагнітного поля змінної частоти, формування та реєстрація Інформативного параметра сигнала на виході джерела електромагнітного поля, його порівняння з пороговим значенням Інформативного параметра і формування кода номера тварини, що завдання значення порогу виконується шляхом його обчислення після низькочастотної фільтрації значення отриманого параметру, при цьому обчислення порогу h виконується згідно виразу де 0,7 - 0,9 - визначається конструктивною особливістю джерела електромагнітного поля; Р(А/Но) - умовна ймовірність Інформативного параметра А сигнала на виході джерела електромагнітного поля при гіпотезі знаходження резонансного контура поза зони розпізнавання (Но); М[Р(А/Н о)] - математичне чекання. Суть запропонованого способу пояснюється таким чином. Інформативним параметром є вимірювальна амплітуда напруги A(t) на джерелі електромагнітного поля при внесенні в нього коливального контура з елемента кода номера тварини. Значення вимірювальної амплітуди можна записати в вигляді де АІС - постійна складова амплітуди, що налагоджується у дослідних умовах; DІН(t) - низькочастотні відхилення вимірювальної амплітуди A(t); DIB(t) - високочастотні відхилення вимірювальної амплітуди A(t); і - номер гіпотези (резонансний контур в зоні розпізнавання - гіпотеза і = 1, за межами - гіпотеза і = 0). Так як визначення внесення коливального контуру в зону розпізнавання відбуваються в умовах наявності перешкод то можливі чотири наслідки прийняття рішення: - резонансний контур в зоні розпізнавання, що і фіксується (гіпотеза Н1); - резонансний контур поза зони розпізнавання, що і фіксується (гіпотеза Нo); - резонансний контур в зоні розпізнавання (гіпотеза Н1), а фіксується відсутність контура в зоні розпізнавання (гіпотеза Нo); - резонансний контур поза зони розпізнавання (гіпотеза Н o), а фіксується наявність контура в зоні розпізнавання (гіпотеза Н1). Поскільки для рішення даної задачі розпізнавання об'єктів, виникнення гіпотез з достатньою мірою описується нормальним законом розподілення, то ймовірність виникнення похибок при фіксації внесення резонансного контуру в зону розпізнавання Рa+b визначається виразом де h - порогове значення інформативного параметру; Р(А/НI) - ймовірність розподілення амплітуди при Н I гіпотезі, що при нормальному законі розподілення визначається як si - середнє квадратичне відхилення амплітуди при Ні гіпотезі. В якості приклада, використовуючи формули (1), (2), (3) и (4) визначимо ймовірність вірного розпізнавання в умовах А1 = 8В, А2 = 4,5В и D0B = D1B = 0,2 В, коли низькочастотні відхилення дорівнюють D0H(t) = 0,8 В, D1H(t) = 0,45 В для пропонованого способу та його прототипу, в випадку коли в способах використовується шістнадцять фіксованих частот, а код номера тварини фіксується набором чотирьох пасивних резонансних контурів при цьому забезпечується кодування стада Із В існуючому способі низькочастотні відхилення амплітуди слід розглядати як перешкоду, тоді математичні чекання амплітуди при гіпотезі Н о М[Р(А/Н о)] = 8 В, в при гіпотезі Ні М[Р(А/Ні)] = 4,5 В, а середні квадратичні відхилення амплітуд Чисельне значення порога, в такому випадку, h > 5,6 - 7,2 В, а ймовірність вірного розпізнавання Р = (1 Рa+b )16=0,74-0,75. В запропонованому способі в наслідок додаткової фільтрації віддільні низькочастотна DIH та постійна DIC складові, тому математичні чекання амплітуди при гіпотезі Н о М[Р(А/Н o)] = 8,8 В, при гіпотезі Ні М[Р(А/Ні)] - 4,95 В, в середні квадратичні відхилення амплітуд si = DIB = 0,2, тоді поріг h = (6,16 - 7,92) В, а ймовірність вірного розпізнавання Р=(1 - Рa+b )16 = 0,98. Так як під впливом зовнішніх факторів, Інформативний параметр A(t) і поріг порівняння h змінюються однаково і в одну сторону, з'являється можливість слідкувати за середнім рівнем сигнала та використовувати його для задання порога, що також сприяє підвищенню вірогідності розпізнавання. Таким чином підвищення вірогідності розпізнавання запропонованого способу досягається за рахунок значного зниження середнеквадратичного відхилення амплітуди, яке в даному способі залежить тільки від високочастотного відхилення вимірювальної амплітуди.