CN107028595A - 基于无源无线射频胶囊的动物体温测量装置及获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无源无线射频胶囊的动物体温测量装置及获取方法，包括内部系统与外部结构。所述内部系统包括能量发射模块、能量收集模块、整流调压模块、温度采集模块、第一中心处理模块、信号发射模块、信号接收模块、第二中心处理模块。所述外部结构包括一或多个米粒状圆柱体无源射频RFID胶囊、射频读写器。每个所述无源射频RFID胶囊包括第一RFID芯片、MEMS温度传感器、感应线圈、胶囊体；所述第一RFID射频芯片上包括有整流调压电路。所述无源射频RFID胶囊的长度为4‑7mm，半径为1.5‑3mm。本发明提供的这种基于无源无线射频胶囊的动物体温测量装置，可将畜禽体温检测的操作显著简化，同时将畜禽个体身份与体温的绑定，进行畜禽养殖过程中个体体温的在线化监测。

Description

基于无源无线射频胶囊的动物体温测量装置及获取方法

技术领域

本发明涉及温度测量装置领域，尤其涉及一种动物体温测量装置。

背景技术

畜禽一类高等动物是能在一定环境温度范围内保持体温不变的恒温动物，各种牲畜的核心体温为36～40℃，禽类的体温又要高于畜类。在畜禽养殖实践中，遇到动物生病时，需要测量动物体温作为进行药物注射的依据。当动物体温不高甚至低于正常体温时，退烧药对体温的进一步降低就将使动物有可能因体温过低而处于濒危状态。而当动物体温很高时，则应使用大剂量的退烧药。因此，体温异常是确定疾病的性质、程度和指导治疗并判断预后的重要依据，测温是临诊时必不可少的一项内容。

目前临床和饲养过程中对于动物体温的测量通常采用测量肛温、翼下温度等方式，但都存在测量不方便，温度不准确，无法在线测量等问题。特别是家庭宠物的饲养过程中，由于普通宠物主人没有接受过培训，通常无法进行温度的测量，造成宠物生病后无法得到及时治疗从而导致死亡。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供一种基于无源无线射频胶囊的动物体温测量装置，包括内部系统与外部结构。

所述内部系统包括能量发射模块、能量收集模块、整流调压模块、温度采集模块、第一中心处理模块、信号发射模块、信号接收模块、第二中心处理模块。

所述能量发射模块的输出端与所述能量收集模块的输入端相连。所述能量收集模块的输出端分别与整流调压模块、温度采集模块、第一中心处理模块、信号发射模块的输入端相连。所述整流调压模块的输出端与所述温度采集模块、第一中心处理模块的输入端相连。所述温度采集模块的输出端与所述第一中心处理模块的输入端相连。所述第一中心处理模块的输出端与所述信号发射模块的输入端相连。所述信号发射模块的输出端与所述信号接收模块的输入端相连。所述信号接收模块的输出端与所述第二中心处理模块的输入端相连。

所述外部结构包括一或多个米粒状圆柱体无源射频RFID胶囊、射频读写器。

每个所述无源射频RFID胶囊包括第一RFID芯片、MEMS温度传感器、感应线圈、胶囊体。所述第一RFID射频芯片上包括有整流调压电路。

所述射频读写器包括第二RFID射频芯片、射频天线。

所述感应线圈、所述第一RFID芯片、所述MEMS温度传感器位于所述胶囊体内；所述第一RFID芯片、MEMS温度传感器通过所述感应线圈相连，且所述整流调压电路通过所述感应线圈与所述第一RFID芯片、MEMS温度传感器两两相连；所述射频天线与所述第二RFID射频芯片相连；所述射频天线与所述感应线圈相匹配，二者通过信号相连；所述无源射频RFID胶囊的长度为4-7mm，半径为1.5-3mm。

较佳的，所述内部系统还包括有显示模块，所述射频读写器还包括有显示屏；所述显示模块的输入端与所述第二中心处理模块的输出端相连，所述显示屏嵌于所述射频读写器的外表面，便于读取所测量的体温。

较佳的，所述内部系统还包括有扩展接入模块；所述扩展接入模块的输入端与所述第二中心处理模块的输出端相连；所述扩展接入模块的输出端与互联网的输入端相连，可将所有的读取数据上传至与互联网相连的电脑上，便于批量处理数据。

较佳的，所述感应线圈的频率为125kHz，13.56MHz。

较佳的，所述胶囊体为烧结玻璃管封装或注塑封装，保证密封性。

较佳的，所述第一RFID芯片还包括有UID值，一个所述第一RFID芯片对应一个UID值，可对注射该体温测量装置的动物进行追踪测量，并便于其体温数据的收集处理工作。

一种基于无源无线射频胶囊的动物体温获取方法，包括以下步骤：

步骤1：将无源射频RFID胶囊一次性植入动物皮下；

步骤2：打开射频读写器，扫描胶囊所植入动物皮下的区域，射频读写器发送射频电磁场；

步骤3：无源射频RFID胶囊通过感应天线，接受射频读写器的电磁场并通过自身整流调压电路提供稳定工作电压给第一RFID芯片及MEMS温度传感器；

步骤4：MEMS温度传感器完成一次温度读取，将数据传给第一RFID芯片，第一RFID芯片接受温度数值并将其写入自身存储空间；

步骤5：第一RFID芯片将自身UID号与温度值一起通过无线射频技术回传给射频读写器；

步骤6：射频读写器在接收到胶囊回传的数据后，通过数据处理和解码将其显示在显示屏上，并通过扩展互联网接入模块将数据同时上传至后台服务器。

采用了以上技术方案，本发明的有益效果是：

1、对畜禽体温检测的操作显著简化：饲养人员或宠物主人只需一次性将射频胶囊注射进畜禽皮下，在之后的温度检测过程中，只需要使用所述射频读写器扫描注射区域，即可立即获得畜禽当前体温并转化成可视化数字，整个温度获取时间不超过3秒。在获取温度的过程中无需任何复杂操作，适合于普遍广泛及时的畜禽体温获取。

2、畜禽养殖过程中个体体温的在线化监测：相较于传统使用温度计测量体温的方式，可将所述射频读写器固定于畜禽舍中，加大所述射频读写器的发射场，即可使胶囊处于长期充能工作状态，能够实现连续，在线的畜禽体温获取。

3、畜禽个体身份与体温的绑定：在群体畜禽养殖过程中，使用本装置测量个体体温，每次读取的体温值将和个体的UID值绑定，在完成对个体身份识别的同时记录其体温值，方便对群体畜禽养殖中的个体监测管理。

4、提高畜禽就医的效率：将本装置与宠物病例相结合，实现信息一体化管理，当动物生病送往宠物医院时，使用本装置在测量个体体温时，电脑上同时还将显示该宠物的就医史，为诊断就医节约了大量时间。

5、检测结果更准确：相较于传统畜禽体温采集采用水银温度计的方式，本发明中的温度检测元件采用数字MEMS温度传感器，检测精度大幅提高，有利于更好的畜禽体温的精确监控。

6、覆盖畜禽生命周期的工作寿命：所述无源射频RFID胶囊采用无源设计，自身无需电池供电，使用寿命可达5年以上，反复读取次数可达1万次以上，能基本覆盖畜禽的生命周期。

7、动物关怀和动物人道主义：相较于传统水银温度计测肛温的方式，所述无源射频RFID胶囊体积大为缩减，长度为4-7mm，半径为1.5-3mm的米粒状圆柱体，异物感显著降低，有利于更好的动物关怀和动物人道主义。

8、防范大规模的流感，并可批量检测、监控畜禽生理发情期、妊娠期：近些年，我国每年都会爆发大量的禽流感，导致大量的经济损失，同时接触带有病菌的活禽，极易导致病毒感染威胁人类的健康。直至目前为止，尚未能有很好的方案用于检测防范大规模流感的爆发。而本装置可用于批量的检测畜禽的体温，畜禽体温数据也是反映畜禽身体健康的一个重要因素。因此，每当冬末春初，通过本装置及其使用方法可及时得知畜禽体温所发生的异常变化，及时了解并知晓哪些动物已经感染病菌，对剩下的动物进行及时的隔离观察，这样可避免屠杀健康活禽，并且及时抑制流感的爆发。另外，动物发情时，其体温也会产生变化，使用本装置可精准的批量监控畜禽，为其配对，在配对成功后，依据本装置所检测到的温度对其进行妊娠监控，提高动物的速配率，合理智能化管理畜禽场，增加经济收益。

附图说明

图1为基于无源无线射频胶囊的动物体温测量装置内部系统信息传递示意图；

图2为无源射频RFID胶囊示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示的一种基于无源无线射频胶囊的动物体温测量装置，包括内部系统与外部结构。

所述内部系统包括能量发射模块1、能量收集模块2、整流调压模块3、温度采集模块4、第一中心处理模块5、信号发射模块6、信号接收模块7、第二中心处理模块8、显示模块9、扩展接入模块10。

所述能量发射模块1的输出端与所述能量收集模块2的输入端相连。所述能量收集模块2的输出端分别与整流调压模块3、温度采集模块4、第一中心处理模块5、信号发射模块6的输入端相连。所述整流调压模块3的输出端与所述温度采集模块4、第一中心处理模块5的输入端相连。所述温度采集模块4的输出端与所述第一中心处理模块5的输入端相连。所述第一中心处理模块5的输出端与所述信号发射模块6的输入端相连。所述信号发射模块6的输出端与所述信号接收模块7的输入端相连。所述信号接收模块7的输出端与所述第二中心处理模块8的输入端相连。所述显示模块9的输入端与所述第二中心处理模块8的输出端相连。所述扩展接入模块10的输入端与所述第二中心处理模块8的输出端相连，所述扩展接入模块10的输出端与互联网的输入端相连。

所述外部结构包括一或多个米粒状圆柱体无源射频RFID胶囊、射频读写器。

每个所述无源射频RFID胶囊包括第一RFID芯片12、MEMS温度传感器11、感应线圈14、胶囊体13。所述第一RFID射频芯片上包括有整流调压电路、UID值。所述感应线圈14的频率为125kHz，13.56MHz。所述胶囊体13为烧结玻璃管封装或注塑封装。

所述射频读写器包括第二RFID射频芯片、射频天线、显示屏。

所述感应线圈14、所述第一RFID芯片12、所述MEMS温度传感器11位于所述胶囊体13内；所述第一RFID芯片12、MEMS温度传感器11通过所述感应线圈14相连，且所述整流调压电路通过所述感应线圈14与所述第一RFID芯片12、MEMS温度传感器11两两相连；所述射频天线与所述第二RFID射频芯片相连；所述射频天线与所述感应线圈14相匹配，二者通过信号相连；所述无源射频RFID胶囊的长度为6mm，半径为2mm。所述显示屏嵌于所述射频读写器的外表面。

在使用本发明提供的这种装置检测畜禽体温时，一次性将所述无源射频RFID胶囊注射进畜禽皮下，在每次进行温度检测的过程中，只需打开射频读写器，将所述射频读写器扫描胶囊注射区域，通过射频读写器发射的电磁辐射场完成对所述无源射频RFID胶囊的充能。所述无源射频RFID胶囊内所述感应线圈14配合能量收集电路完成整流、调压后提供给所述第一RFID芯片12与所述MEMS温度传感器11稳定电压，驱动所述MEMS温度传感器11完成一次温度采集并将结果传给所述第一RFID芯片12上的寄存器，所述第一RFID芯片12通过RFID无线通讯技术将自身UID号以及采集到的温度值回传给所述射频读写器，所述射频读写器接受数据后解码并显示对应的UID与温度值。所述射频读写器也可以通过其他有线或无线通讯方式将所读取数据上传至后台服务器，自动完成畜禽产品的无接触在线测量。

以上仅为本发明较佳的实施例，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明说明书内容所作的等效变化与装饰，皆应属于本发明覆盖的范围内。

Claims (7)

1.一种基于无源无线射频胶囊的动物体温测量装置，其特征在于包括内部系统与外部结构；

所述内部系统包括能量发射模块、能量收集模块、整流调压模块、温度采集模块、第一中心处理模块、信号发射模块、信号接收模块、第二中心处理模块；

所述能量发射模块的输出端与所述能量收集模块的输入端相连；所述能量收集模块的输出端分别与整流调压模块、温度采集模块、第一中心处理模块、信号发射模块的输入端相连；所述整流调压模块的输出端与所述温度采集模块、第一中心处理模块的输入端相连；所述温度采集模块的输出端与所述第一中心处理模块的输入端相连；所述第一中心处理模块的输出端与所述信号发射模块的输入端相连；所述信号发射模块的输出端与所述信号接收模块的输入端相连；所述信号接收模块的输出端与所述第二中心处理模块的输入端相连；

所述外部结构包括一或多个米粒状圆柱体无源射频RFID胶囊、射频读写器；

每个所述无源射频RFID胶囊包括第一RFID芯片、MEMS温度传感器、感应线圈、胶囊体；所述第一RFID射频芯片上包括有整流调压电路；

所述射频读写器包括第二RFID射频芯片、射频天线；

所述感应线圈、所述第一RFID芯片、所述MEMS温度传感器位于所述胶囊体内；所述第一RFID芯片、MEMS温度传感器通过所述感应线圈相连，且所述整流调压电路通过所述感应线圈与所述第一RFID芯片、MEMS温度传感器两两相连；所述射频天线与所述第二RFID射频芯片相连；所述射频天线与所述感应线圈相匹配，二者通过信号相连；所述无源射频RFID胶囊的长度为4-7mm，半径为1.5-3mm。

2.根据权利要求1中所述基于无源无线射频胶囊的动物体温测量装置，其特征在于所述内部系统还包括有显示模块，所述射频读写器还包括有显示屏；所述显示模块的输入端与所述第二中心处理模块的输出端相连，所述显示屏嵌于所述射频读写器的外表面。

3.根据权利要求1中所述基于无源无线射频胶囊的动物体温测量装置，其特征在于所述内部系统还包括有扩展接入模块；所述扩展接入模块的输入端与所述第二中心处理模块的输出端相连；所述扩展接入模块的输出端与互联网的输入端相连。

4.根据权利要求1中所述基于无源无线射频胶囊的动物体温测量装置，其特征在于所述感应线圈的频率为125kHz，13.56MHz。

5.根据权利要求1中所述基于无源无线射频胶囊的动物体温测量装置，其特征在于所述胶囊体为烧结玻璃管封装或注塑封装。

6.根据权利要求1中所述基于无源无线射频胶囊的动物体温测量装置，其特征在于所述第一RFID芯片还包括有UID值。

7.一种基于无源无线射频胶囊的动物体温获取方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：将无源射频RFID胶囊一次性植入动物皮下；

步骤2：打开射频读写器，扫描胶囊所植入动物皮下的区域，射频读写器发送射频电磁场；

步骤3：无源射频RFID胶囊通过感应天线，接受射频读写器的电磁场并通过自身整流调压电路提供稳定工作电压给第一RFID芯片及MEMS温度传感器；

步骤4：MEMS温度传感器完成一次温度读取，将数据传给第一RFID芯片，第一RFID芯片接受温度数值并将其写入自身存储空间；

步骤5：第一RFID芯片将自身UID号与温度值一起通过无线射频技术回传给射频读写器；

步骤6：射频读写器在接收到胶囊回传的数据后，通过数据处理和解码将其显示在显示屏上，并通过扩展互联网接入模块将数据同时上传至后台服务器。