CN103230265A - 基于体域网的奶牛体征监测设备 - Google Patents

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苏中滨
沈维政
初永良
孔庆明
郑爽
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Abstract

基于体域网的奶牛体征监测设备属于牲畜个体参数自动检测技术；该设备包含体温检测模块、脉搏检测模块和活动量检测模块，三个模块构成无线体域网；体温检测模块由第一MSP430F149微处理器、第一CC2430无线通信模块、MLX90614红外温度传感器、第一电源构成；脉搏检测模块由第二MSP430F149微处理器、第二CC2430无线通信模块、血氧探头传感器、第二电源构成；活动量检测模块由第三MSP430F149微处理器、CC2431无线通信模块、ADXL345三轴加速度传感器和第三电源构成；本设备操作简单，自动化程度高，测量精准，使用方便，造价低廉，实时性强。

Description

基于体域网的奶牛体征监测设备
技术领域
本发明属于牲畜个体参数检测技术，主要涉及一种对奶牛个体体温、脉搏和活动量三个关键生理参数进行感知的设备。
背景技术
目前，国外已展开利用无线传感器网络对奶牛进行监测的研究。将个体识别系统同其它信息技术结合，建立了体重、产奶量、采食量、体温、活动量等自动检测系统；在牛脖子上佩戴全球定位系统和无线传感器结点的项圈来记录相关环境和牛的特征；采用无线传感器网络结点测量牛颈部的旋转角度和运动速度，运用分类树来分类牛的行为。这些系统功能全，但价格昂贵，维护维修困难。我国奶牛养殖技术比较落后，绝大多数奶牛养殖场还在采用人工手段来测量奶牛体温、脉搏等关键生理参数。近年来，虽然国内也开展了对奶牛个体体征参数采集系统的研究，但对奶牛个体参数感知方面的技术还不成熟。
发明内容
本发明的目的就是设计一种基于体域网的奶牛体征监测设备，通过自动检测奶牛个体的体温、脉搏和活动量三个关键生理参数，经ZigBee无线网络将体温、脉搏和活动量这三个关键生理参数传送到信息中心或终端，以实现奶牛个体体征监测、奶牛疾病预防控制、奶牛发情期判断、奶牛精细化饲养的目的。
本发明的基本设计是，基于体域网的奶牛体征监测设备包含体温检测模块、脉搏检测模块和活动量检测模块，其中体温检测模块由第一MSP430F149微处理器、第一CC2430无线通信模块、MLX90614红外温度传感器、第一电源组成，脉搏检测模块由第二MSP430F149微处理器、第二CC2430无线通信模块、血氧探头传感器、第二电源组成，活动量检测模块由第三MSP430F149微处理器、CC2431无线通信模块、ADXL345三轴加速度传感器、第三电源组成；以活动量检测模块为中心节点，体温检测模块的第一CC2430无线通信模块和脉搏检测模块的第二CC2430无线通信模块分别与活动量检测模块的CC2431无线通信模块无线连通，构成无线体域网；各模块结构是：
①体温检测模块：第一MSP430F149微处理器通过串口与第一CC2430无线通信模块相连，第一CC2430无线通信模块通过一片SP3223和MAX232与第一MSP430F149微处理器的P3.4/UTXD0、P3.5/URXD0相连；MLX90614红外温度传感器的四个引脚SCL/Vz、PWM/SDA、VDD、VSS分别与第一MSP430F149微处理器的引脚P1.2/TA1、P1.3/TA2、DVCC、DVSS相连；导线将第一电源与第一MSP430F149微处理器连通；
②脉搏检测模块：第二MSP430F149微处理器通过串口与第二CC2430无线通信模块相连，第二CC2430无线通信模块通过一片SP3223和MAX232与第二MSP430F149微处理器的P3.4/UTXD0、P3.5/URXD0相连；血氧探头传感器中的TSL235R光频转换器的三个引脚GND、VDD、OUT分别与第二MSP430F149微处理器的引脚DVSS、AVCC、P6.0/A0相连；第二电源通过导线与第二MSP430F149微处理器连通；
③活动量检测模块：第三MSP430F149微处理器通过串口与CC2431无线通信模块相连，CC2431无线通信模块通过一片SP3223和MAX232与第三MSP430F149微处理器的P3.4/UTXD0、P3.5/URXD0相连；ADXL345三轴加速度传感器的四个引脚VCC33、GND、SCL、SDA分别与第三MSP430F149微处理器的引脚DVCC、DVSS、P1.1/TA0、P1.0/TACLK相连；导线将第三电源与第三MSP430F149微处理器连通。
本发明应用传感器技术采集奶牛个体的体温、脉搏和活动量三个关键生理参数，通过无线体域网技术将采集到的体温和脉搏传送到中心节点活动量检测模块，在嵌入式微处理器的控制下，对这三个关键生理参数进行数据存储和融合，并将处理后的数据通过串口发送到CC2431无线通信模块，CC2431无线通信模块通过ZigBee无线网络将这些数据传送到信息中心或终端，以实现对奶牛体征的监测。该装置能及时自动的检测奶牛个体的体温、脉搏和活动量三个关键生理参数，具有操作简单、自动化程度高、测量精准、使用方便、造价低廉、实时性强的特点。
附图说明
附图是基于体域网的奶牛体征监测设备结构示意图。
图中件号说明：
1、体温检测模块，2、脉搏检测模块，3、活动量检测模块，4、第一MSP430F149微处理器，5、第一CC2430无线通信模块，6、MLX90614红外温度传感器，7、第一电源，8、第二MSP430F149微处理器，9、第二CC2430无线通信模块，10、血氧探头传感器，11、第二电源，12、第三MSP430F149微处理器，13、CC2431无线通信模块，14、ADXL345三轴加速度传感器，15、第三电源。
具体实施方式
下面结合附图对本发明最佳实施方案进行详细描述。基于体域网的奶牛体征监测设备包含体温检测模块1、脉搏检测模块2和活动量检测模块3，其中体温检测模块1由第一MSP430F149微处理器4、第一CC2430无线通信模块5、MLX90614红外温度传感器6、第一电源7组成，脉搏检测模块2由第二MSP430F149微处理器8、第二CC2430无线通信模块9、血氧探头传感器10、第二电源11组成，活动量检测模块3由第三MSP430F149微处理器12、CC2431无线通信模块13、ADXL345三轴加速度传感器14、第三电源15组成；以活动量检测模块3为中心节点，体温检测模块1的第一CC2430无线通信模块5和脉搏检测模块2的第二CC2430无线通信模块9分别与活动量检测模块3的CC2431无线通信模块13无线连通，构成无线体域网；各模块结构是：
①体温检测模块1：第一MSP430F149微处理器4通过串口与第一CC2430无线通信模块5相连，第一CC2430无线通信模块5通过一片SP3223和MAX232与第一MSP430F149微处理器4的P3.4/UTXD0、P3.5/URXD0相连；MLX90614红外温度传感器6的四个引脚SCL/Vz、PWM/SDA、VDD、VSS分别与第一MSP430F149微处理器4的引脚P1.2/TA1、P1.3/TA2、DVCC、DVSS相连；导线将第一电源7与第一MSP430F149微处理器4连通；
②脉搏检测模块2：第二MSP430F149微处理器8通过串口与第二CC2430无线通信模块9相连，第二CC2430无线通信模块9通过一片SP3223和MAX232与第二MSP430F149微处理器8的P3.4/UTXD0、P3.5/URXD0相连；血氧探头传感器10中的TSL235R光频转换器的三个引脚GND、VDD、OUT分别与第二MSP430F149微处理器8的引脚DVSS、AVCC、P6.0/A0相连；第二电源11通过导线与第二MSP430F149微处理器8连通；
③活动量检测模块3：第三MSP430F149微处理器12通过串口与CC2431无线通信模块13相连，CC2431无线通信模块13通过一片SP3223和MAX232与第三MSP430F149微处理器12的P3.4/UTXD0、P3.5/URXD0相连；ADXL345三轴加速度传感器14的四个引脚VCC33、GND、SCL、SDA分别与第三MSP430F149微处理器12的引脚DVCC、DVSS、P1.1/TA0、P1.0/TACLK相连；导线将第三电源15与第三MSP430F149微处理器12连通。

Claims (1)

1.一种基于体域网的奶牛体征监测设备，其特征在于所述的设备包含体温检测模块（1）、脉搏检测模块（2）和活动量检测模块（3），其中体温检测模块（1）由第一MSP430F149微处理器（4）、第一CC2430无线通信模块（5）、MLX90614红外温度传感器（6）、第一电源（7）组成，脉搏检测模块（2）由第二MSP430F149微处理器（8）、第二CC2430无线通信模块（9）、血氧探头传感器（10）、第二电源（11）组成，活动量检测模块（3）由第三MSP430F149微处理器（12）、CC2431无线通信模块（13）、ADXL345三轴加速度传感器（14）、第三电源（15）组成；以活动量检测模块（3）为中心节点，体温检测模块（1）的第一CC2430无线通信模块（5）和脉搏检测模块（2）的第二CC2430无线通信模块（9）分别与活动量检测模块（3）的CC2431无线通信模块（13）无线连通，构成无线体域网；各模块结构是：
①体温检测模块（1）：第一MSP430F149微处理器（4）通过串口与第一CC2430无线通信模块（5）相连，第一CC2430无线通信模块（5）通过一片SP3223和MAX232与第一MSP430F149微处理器（4）的P3.4/UTXD0、P3.5/URXD0相连；MLX90614红外温度传感器（6）的四个引脚SCL/Vz、PWM/SDA、VDD、VSS分别与第一MSP430F149微处理器（4）的引脚P1.2/TA1、P1.3/TA2、DVCC、DVSS相连；导线将第一电源（7）与第一MSP430F149微处理器（4）连通；
②脉搏检测模块（2）：第二MSP430F149微处理器（8）通过串口与第二CC2430无线通信模块（9）相连，第二CC2430无线通信模块（9）通过一片SP3223和MAX232与第二MSP430F149微处理器（8）的P3.4/UTXD0、P3.5/URXD0相连；血氧探头传感器（10）中的TSL235R光频转换器的三个引脚GND、VDD、OUT分别与第二MSP430F149微处理器（8）的引脚DVSS、AVCC、P6.0/A0相连；第二电源（11）通过导线与第二MSP430F149微处理器（8）连通；
③活动量检测模块（3）：第三MSP430F149微处理器（12）通过串口与CC2431无线通信模块（13）相连，CC2431无线通信模块（13）通过一片SP3223和MAX232与第三MSP430F149微处理器（12）的P3.4/UTXD0、P3.5/URXD0相连；ADXL345三轴加速度传感器（14）的四个引脚VCC33、GND、SCL、SDA分别与第三MSP430F149微处理器（12）的引脚DVCC、DVSS、P1.1/TA0、P1.0/TACLK相连；导线将第三电源（15）与第三MSP430F149微处理器（12）连通。
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