CN106052747A - 一种媒介生物信息智能采集设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种媒介生物信息智能采集设备，包括：箱体单元，用于设置鼠类监测路径、整机供电以及其他功能单元承载；传感器单元，用于采集所需的数据指标；GSM短信息模块，完成采集信息的收、发，进行SIM卡检测，将收到的信息传送至MCU控制器中心模块进行处理，并将MCU控制器中心模块传送来的信息发送出去；MCU控制器中心模块，用于完成设备上的数据处理和逻辑运算，协调设备其他功能模块运行逻辑，并控制信息采集、处理和数据传输。本发明利用物联网新技术实现了媒介生物(鼠类)信息实时监测、传输，避免人为因素干扰，更避免了人鼠直接接触导致的疫病传染。

Description

一种媒介生物信息智能采集设备
技术领域
本发明涉及媒介生物监控的技术领域，尤其是涉及一种基于无线传感器网络技术的媒介生物信息智能采集系统。
背景技术
媒介生物广泛分布于自然界，有较强的繁殖力，它不但是多种传染病的储存宿主，也是传染病的主要媒介，不仅可以传播几十种人类疾病，同时还骚扰、吸血、寄生、致敏、损坏物品、污染食品和粮食，给工业、农业、旅游、电讯、水利、仓储、文物等造成破坏，危害相当严重。
全球化的经济发展，极大地促进了国际贸易和旅游业的快速发展，物流和人流飞速增长，为媒介生物的迁移和传染病的传播提供了更快捷、更便利的条件。2002-2005年，国境口岸卫生检疫机关在入境交通工具、集装箱、货物、邮件中共捕获医学媒介生物1.57亿只，捕捉数量逐年增加。其中，2005年捕获的数量是2002年的406倍，显示媒介生物入侵日益严峻的形势。外来入侵物种(包括医学媒介生物、动植物媒介生物)每年对中国造成直接经济损失约198.59亿元，其中由医学媒介生物入侵造成的人类健康损失约29.21亿元。大量媒介生物的入侵，严重威胁我国人民健康安全，影响我国的经济发展和社会安定。
媒介生物性疾病近年在全球呈上升趋势，在我国也是一种严重的公共卫生问题，每年发病人数约占传染病总病例的5～10％，每年死亡人数占传染病总死亡数的30～50％。在世界卫生组织(WHO)和我国控制的传染病中，有近60％的疾病是通过媒介生物传播的；传染病每年在全球造成的死亡人数占总死亡病例数的30～50％，其中媒介生物性疾病约占10％。目前我国法定报告的36种传染病中，鼠疫、炭疽、流行性出血热病、钩端螺旋体病、黄热病、狂犬病、血吸虫病等13种为媒介生物性疾病，且流行性出血热和钩端螺旋体病是目前我国境内发生率最高、危害最大的鼠传疫病。鼠类还是鼠传疾病的自然疫源性疾病的保存宿主。鼠类传播50多种疾病，每年鼠传染性疾病发病人数高达数十万。鼠疫是在鼠源性疾病中影响最深远的一种恶性传染病，其传染性强，病死率极高，全球曾有三次大流行，给人类健康安全造成极大危害。“十五”期间，我国鼠疫疫源地新增11个县，面积达115万平方公里，占国土面积的九分之一。2004年9-10月，我国甘肃省、青海省发生人间鼠疫20余例，死亡10例。2005年，青海、甘肃、内蒙、云南等省份均出现鼠疫疫情。2010年，河南省因蜱螨类传播疾病，导致十几人死亡，而鼠类是蜱螨类的重要宿主。近年来，由于高速公路、铁路的陆续建成开通，交通条件的改善使外出旅游人数迅速增加，鼠源性疾病暴发的风险越来越大。伴随我国社会经济高速发展，城市建设投资力度加大，外来人口流动量激增，预防鼠传疾病也成为保障人类健康安全最迫切的任务之一。
目前，媒介生物监测的对象主要有鼠、蚤、蚊、蝇、蜚镰、蜱、螨、蠓八种。在我国口岸常发现的一些与疾病关系密切、具有流行病学研究意义的种类中，鼠形动物类63种，蚤类67种，蚊类82种，蝇类104种，蜱类28种，螨类75种(草螨51种，恙螨23种，疥螨1种)，蜚镰类11种，蠓类15种。其中每一类又都有相应的科、属、种分类，可以说种类多、分类繁。常用的监测方式主要是本底调查和动态监测等方式。
媒介生物性疾病的预防控制，一靠疫苗免疫接种，二靠媒介生物控制。对于还没有疫苗的媒介生物性疾病，控制媒介生物则是唯一可行的预防措施。病媒生物引起新型传染病不断出现，原有疾病范围扩大、发生频率和强度增加，专业病媒生物监测网络正在全球兴起。蚊蝇类发展相对迅速，鼠类受监测难度大、技术突破难、耗费人力多等原因影响，国内对于病媒生物中鼠传疫病监测仍处于摸底、调查阶段，监测方法原始、准确性差，而导致防治工作薄弱，无法做到对疫情及时预警，只能停留在紧急应对和疫情爆发后环境治理阶段，每年人力、财力重复性投入巨大。因此，设计一种建立在物联网新技术上智能信息采集系统对于媒介生物的监控工作具有十分重要的意义。
发明内容
针对媒介生物监测工作中存在的以上问题，本发明提供了一种建立在物联网新技术上的媒介生物信息智能采集设备，实现对于鼠类监测信息的实时采集和传输。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种媒介生物信息智能采集设备，包括：
箱体单元，用于设置鼠类监测路径、整机供电以及其他功能单元承载；
传感器单元，用于采集所需的数据指标；
GSM短信息模块，完成采集信息的收、发，进行SIM卡检测，将收到的信息传送至MCU控制器中心模块进行处理，并将MCU控制器中心模块传送来的信息发送出去；
MCU控制器中心模块，用于完成设备上的数据处理和逻辑运算，协调设备其他功能模块运行逻辑，并控制信息采集、处理和数据传输。
可选地，本发明的媒介生物信息智能采集设备还包括图像采集模块，监测动物图像采集和处理。
可选地，本发明的媒介生物信息智能采集设备还包括移动监测模块及红外监测模块，用于辅助媒介生物图像采集及内光源补给。
可选地，本发明的媒介生物信息智能采集设备还包括数据无线传输模块，用于传输所采集到的信息数据，与GSM短信息模块构成两套信息传输路径。
可选地，本发明的媒介生物信息智能采集设备还包括重量采集模块，记录监测动物体重信息。
可选地，本发明的媒介生物信息智能采集设备还包括重补标记模块，用于标记重复计数的监测动物并主动剔除记录数据。
可选地，本发明的媒介生物信息智能采集设备还包括GPS定位模块，记录监测区域实时坐标数据。
可选地，本发明的媒介生物信息智能采集设备还包括温度采集模块，记录监测动物出现时气温数据。
可选地，本发明的媒介生物信息智能采集设备还包括湿度采集模块，记录监测动物出现时间相对湿度数据。
可选地，本发明的媒介生物信息智能采集设备还包括：电源及电源管理单元，采取移动监测和红外检测方式触发启动整体功能。
本发明的有益效果是：
(1)实现了媒介生物(鼠类)信息实时监测、传输，避免人为因素干扰，更避免了人鼠直接接触导致的疫病传染；
(2)监测信息即时反馈，记录媒介生物(鼠类)监测信息更详实、全面，且成本低、效率高；
(3)降低了传统鼠情监测的劳动强度，推进了媒介生物监测工作的自动化；
(4)自动化程度高、野外适应性强，电源管理模块应用和工业级低能耗配件使用降低了设备能耗，野外条件可长时间待机工作；
(5)采用高性能控制器中心模块，功能强大且数据处理速度快，系统稳定、可靠性强、具有实时升级更新功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明基于无线传感器网络技术的媒介生物信息智能采集设备的原理图；
图2为本发明基于无线传感器网络技术的媒介生物信息智能采集设备一个具体实施例的原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出了一种基于无线传感器网络技术的媒介生物信息智能采集设备，如图1所示，该设备包括：箱体单元，用于设置鼠类监测路径、整机供电以及其他功能单元承载；传感器单元，用于采集所需的各类数据指标，例如：温度、湿度、体重、体长、尾长、耳高、生境等数据；GSM短信息模块，完成采集信息的收、发，进行SIM卡检测，将收到的信息传送至MCU控制器中心模块进行处理，并将MCU控制器中心模块传送来的信息发送出去，GSM短信息模块可以是2G/3G/4G网络、蓝牙技术网络以及无线网桥；MCU控制器中心模块，MCU控制器中心模块是整个系统的核心部分，用于完成设备上的数据处理和逻辑运算，协调设备其他功能模块运行逻辑，并控制信息采集、处理和数据传输。
优选地，该媒介生物信息智能采集设备还包括图像采集模块，监测动物图像采集和处理。为提高图像捕捉速率和质量，该媒介生物信息智能采集设备还包括移动监测模块及红外监测模块，用于辅助媒介生物(鼠类)图像采集及内光源补给，迅速捕捉媒介生物(鼠类)图像，并对图像进行内光源补给以提高成像质量。
优选地，该媒介生物信息智能采集设备还包括数据无线传输模块，用于传输所采集到的信息数据，与GSM短信息模块构成两套信息传输路径，以提高信息传输的速度和稳定性。
优选地，该媒介生物信息智能采集设备还包括重量采集模块，记录监测动物体重信息。为了提高数值分析精度，该媒介生物信息智能采集设备还包括重补标记模块，用于标记重复计数的监测动物并主动剔除记录数据。
优选地，该媒介生物信息智能采集设备还包括GPS定位模块，记录监测区域实时坐标数据，精确定位该区域位置，为最终的数据分析提供精确坐标。
优选地，该媒介生物信息智能采集设备还包括温度采集模块，记录监测动物出现时气温数据；湿度采集模块，记录监测动物出现时间相对湿度数据；为分析媒介生物的生存环境提供依据。
该媒介生物信息智能采集设备进一步包括：电源及电源管理单元，采取移动监测和红外检测方式触发启动整体功能，以节省电源；另外，具有电量自检功能用于提醒设备充电。
下面结合一个具体实施例对本发明的媒介生物信息智能采集设备进行详细说明，该实施例中，硬件设备采用嵌入式开发设计，如图2所示，MCU控制器中心模块采用MSP430F149芯片进行系统控制，管理控制整机工作，对各模块进行上电自检，处理键盘输入，液晶板的字符显示，指示灯的状态显示，按键提示音的生成，控制图像、称重、重补标记、温湿度、GSM、GPS模块的协调工作，根据操作完成系列信息的编码发送，并预设JTAG接口以便对终端设备功能进行完善和修改。
GPS模块采用德国FALCOM公司的JP13模块，其采用了美国SiRF公司Star III芯片组，具有如下优点：定位精度高：定位误差小于10m；定位速度快：冷启动时间小于30s；超高灵敏度：灵敏度达-159dbm；功耗低：工作电压+3.3V DC，功耗105mw。
JP13获得定位数据后通过串口输出至MCU控制器中心模块，通信波特率为115200，输出数据格式是NMEA-0183。
GSM短信息模块采用华为公司的MC509模块，采用内置天线，支持800/1,900MHz双频，其主要功能是完成采集信息的收、发，进行SIM卡检测，将收到的信息传送至MCU控制器中心模块进行处理，并将MCU控制器中心模块传送来的信息发送出去，或者采用CC2420模块完成上述操作。MCU控制器中心模块通过UART串行接口直接向GSM模块发出AT命令，从而可以方便地实现基于GSM的信息的收发、查找和管理。
上述实施例的工作过程如下：被监测媒介生物(鼠类)通过该采集设备设置的路径时，触发移动监测模块，闪光灯被激活补充光源强度，采集被监测生物图片信息，其余各功能模块通过各个传感器采集相应指标，并上传至MCU控制器中心模块，MCU控制器中心模块读取各传感器回传数据，进行计算，定时通过射频模块CC2420或者MC509模块向外部转发信息，同时也接受外部命令并执行相关操作。在无监测生物通过该设备时，系统自动关闭各传感器供电电源，以降低系统耗电量。当系统电压低于工作电压时，电源检测模块向MCU控制器中心模块发出信号，同时通过LED指示灯为用户提供充电指示；系统正常工作时，指示灯正常显示。该监测设备丢失或被盗时，系统自动启动MCU控制器中心模块备用电源，强制启动供电定位设备。
本发明利用物联网新技术实现了媒介生物(鼠类)信息实时监测、传输，避免人为因素干扰，更避免了人鼠直接接触导致的疫病传染；监测信息即时反馈，记录媒介生物(鼠类)监测信息更详实、全面，且成本低、效率高；降低了传统鼠情监测的劳动强度，推进了媒介生物监测工作的自动化；自动化程度高、野外适应性强，电源管理模块应用和工业级低能耗配件使用降低了设备能耗，野外条件可长时间待机工作；采用高性能控制器中心模块，功能强大且数据处理速度快，系统稳定、可靠性强、具有实时升级更新功能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种媒介生物信息智能采集设备，其特征在于，包括：
箱体单元，用于设置鼠类监测路径、整机供电以及其他功能单元承载；
传感器单元，用于采集所需的数据指标；
GSM短信息模块，完成采集信息的收、发，进行SIM卡检测，将收到的信息传送至MCU控制器中心模块进行处理，并将MCU控制器中心模块传送来的信息发送出去；
MCU控制器中心模块，用于完成设备上的数据处理和逻辑运算，协调设备其他功能模块运行逻辑，并控制信息采集、处理和数据传输。
2.如权利要求1所述的媒介生物信息智能采集设备，其特征在于，还包括图像采集模块，监测动物图像采集和处理。
3.如权利要求2所述的媒介生物信息智能采集设备，其特征在于，还包括移动监测模块及红外监测模块，用于辅助媒介生物图像采集及内光源补给。
4.如权利要求1所述的媒介生物信息智能采集设备，其特征在于，还包括数据无线传输模块，用于传输所采集到的信息数据，与GSM短信息模块构成两套信息传输路径。
5.如权利要求1所述的媒介生物信息智能采集设备，其特征在于，还包括重量采集模块，记录监测动物体重信息。
6.如权利要求5所述的媒介生物信息智能采集设备，其特征在于，还包括重补标记模块，用于标记重复计数的监测动物并主动剔除记录数据。
7.如权利要求1所述的媒介生物信息智能采集设备，其特征在于，还包括GPS定位模块，记录监测区域实时坐标数据。
8.如权利要求1所述的媒介生物信息智能采集设备，其特征在于，还包括温度采集模块，记录监测动物出现时气温数据。
9.如权利要求1所述的媒介生物信息智能采集设备，其特征在于，还包括湿度采集模块，记录监测动物出现时间相对湿度数据。
10.如权利要求1所述的媒介生物信息智能采集设备，其特征在于，还包括：电源及电源管理单元，采取移动监测和红外检测方式触发启动整体功能。
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