CN107786653A - 一种生态养殖复合数据采集分析设备、系统及其方法 - Google Patents

一种生态养殖复合数据采集分析设备、系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种生态养殖复合数据采集分析设备、系统及其方法，所述生态养殖复合数据采集分析设备包括集成功能板和与集成功能板连接的数据采集模块，所述集成功能板上设置有主控单元以及与主控单元连接的网络通信模块；所述数据采集模块用于采集养殖对象的养殖数据；所述主控单元用于接收数据采集模块发送的养殖数据并对其进行处理；所述网络通信模块用于将处理后的养殖数据发送至网络服务器。本发明可以对养殖对象进行全方位的数据采集，并将采集处理后的养殖数据进行检测及大数据分析，实现养殖对象溯源，对养殖过程的技术分析和指导提供可靠的数据凭据。

Description

一种生态养殖复合数据采集分析设备、系统及其方法
技术领域
本发明涉及生态养殖技术领域，特别涉及一种生态养殖复合数据采集分析设备。
背景技术
目前，在生态养殖方面，一般沿用传统的养殖方法，对养殖对象采用人工目测的方式来了解养殖对象的生长情况和活动情况。但是通过这种人工目测的方式无法对养殖对象进行全方位的了解，并且难以进行数据采集，更不能对养殖对象的生长情况、活动情况进行量化和分析，更多的是依靠经验，导致一些好的养殖方法无法批量复制。
因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种生态养殖复合数据采集分析设备、系统及其方法，可以对养殖对象进行全方位的数据采集，并对养殖数据进行处理及分析，从而为养殖技术的提示提供帮助和指导。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种生态养殖复合数据采集分析设备，包括集成功能板和与集成功能板连接的数据采集模块，所述集成功能板上设置有主控单元以及与主控单元连接的网络通信模块；
所述数据采集模块用于采集养殖对象的养殖数据；
所述主控单元用于接收数据采集模块发送的养殖数据，并对养殖数据进行处理后存储；
所述网络通信模块用于将处理后的养殖数据发送至网络服务器。
所述的生态养殖复合数据采集分析设备中，所述主控单元包括嵌入式微控制器、主控电源、存储器、时钟芯片、模数转化器、通用设备接口、串行通信接口和I/O接口，所述主控电源、存储器、时钟芯片、模数转化器、通用设备接口、串行通信接口和I/O接口均连接嵌入式微控制器。
所述的生态养殖复合数据采集分析设备中，所述数据采集模块包括重量传感器、计步传感器、图像传感器和GPS定位传感器或北斗定位传感器，所述重量传感器、计步传感器、图像传感器和GPS定位传感器或北斗定位传感器均通过模数转化器或串行通信接口连接嵌入式微控制器。
所述的生态养殖复合数据采集分析设备中，所述数据采集模块还包括RFID读写器和多个RFID标签，所述RFID读写器连接嵌入式微控制器，多个所述RFID标签分别设置于不同的养殖对象上。
所述的生态养殖复合数据采集分析设备中，所述网络通信模块采用以太网或NB-IoT通信协议标准。
一种包括上述的生态养殖复合数据采集分析设备的系统，所述系统还包括网络服务器、接收终端和分析平台，所述生态养殖复合数据采集分析设备、接收终端和分析平台均连接网络服务器。
所述的系统中，所述接收终端为PC终端和/或移动终端。
所述的系统中，所述分析平台为大数据分析平台和/或远程生态养殖检测分析平台。
一种基于上述系统的数据采集分析方法，所述方法包括如下步骤：
数据采集模块采集养殖对象的养殖数据；
主控单元接收数据采集模块发送的养殖数据，并对养殖数据进行处理后存储；
网络通信模块将主控单元处理后的养殖数据发送至网络服务器；
分析平台通过网络服务器接收处理后的养殖数据，并对其进行分析后将分析后的养殖数据发送回网络服务器；
接收终端通过网络服务器接收分析后的养殖数据。
所述的方法中，所述数据采集模块采集养殖对象的养殖数据的步骤具体包括：
数据采集模块采集养殖对象的生长数据、活动数据、生活环境信息、生长的形体外观信息和溯源数据。
相较于现有技术，本发明提供的一种生态养殖复合数据采集分析设备、系统及其方法，所述生态养殖复合数据采集分析设备包括集成功能板和与集成功能板连接的数据采集模块，所述集成功能板上设置有主控单元以及与主控单元连接的网络通信模块；所述数据采集模块用于采集养殖对象的养殖数据；所述主控单元用于接收数据采集模块发送的养殖数据并对其进行处理；所述网络通信模块用于将处理后的养殖数据发送至网络服务器。本发明可以对养殖对象进行全方位的数据采集，并将采集处理后的养殖数据进行检测和大数据分析，实现养殖对象溯源，对养殖过程的技术分析和指导提供可靠的数据凭据。
附图说明
图1为本发明提供的生态养殖复合数据采集分析设备的结构框图。
图2为本发明提供的生态养殖复合数据采集分析系统的网络拓扑图。
图3为本发明提供的基于生态养殖复合数据采集分析系统的方法的流程图。
图中，10、嵌入式微控制器；11、主控电源；12、存储器；13、时钟芯片；14、模数转化器；15、数字通信接口；16、I/O接口；20、数据采集模块；21、重量传感器；22、计步传感器；23、图像传感器；24、GPS定位传感器；25、RFID读写器；30、网络通信模块；40、网络服务器；50、PC终端；51、移动终端；60、大数据分析平台；61、远程生态养殖检测分析平台。
具体实施方式
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种生态养殖复合数据采集分析设备、系统及其方法，可以对养殖对象进行全方位的数据采集，并对养殖数据进行处理及分析，从而为养殖技术的提示提供帮助和指导。
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明提供的生态养殖复合数据采集分析设备的结构框图，所述生态养殖复合数据采集分析设备包括集成功能板（图中未示出）和与集成功能板连接的数据采集模块20，所述集成功能板上设置有主控单元（图中未标出）以及与主控单元连接的网络通信模块30；
所述数据采集模块20用于采集养殖对象的养殖数据；
所述主控单元用于接收数据采集模块20发送的养殖数据并对其进行处理；
所述网络通信模块30用于将处理后的养殖数据发送至网络服务器。
在进一步的实施例中，所述主控单元包括嵌入式微控制器10、主控电源11、存储器12、时钟芯片13、模数转化器14、通用设备接口（图中未示出）、数字通信接口15和I/O接口16，所述主控电源11、存储器12、时钟芯片13、模数转化器14、通用设备接口、数字通信接口15和I/O接口16均连接嵌入式微控制器10。
具体的，所述嵌入式微控制器10（MCU）可对数据采集模块20发送的养殖数据进行量化处理；所述存储器12包括flash闪存（Flash Memory，是一种非易失性（ Non-Volatile）内存）、SDRAM内存（Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器12）等，其可对养殖数据进行存储；所述时钟芯片13具有显示时间与记录时间的功能作用；所述主控电源11可用于给嵌入式微控制器10及其用电模块供电；所述通用设备接口可使主控单元连接外部的键盘和显示器等设备，从而便于对养殖数据进行显示及操作。
在更进一步的实施例中，所述数据采集模块20包括重量传感器21、计步传感器22、图像传感器23和GPS定位传感器24（或为北斗定位器），所述重量传感器21、计步传感器22、图像传感器23和GPS定位传感器24（或为北斗定位器）均通过模数转化器14或数字通信接口15连接嵌入式微控制器10，所述数字通信接口15具体可为RS232串口、RS485串口、USB接口或RJ45水晶头等。通过这些传感器，可实现养殖数据的自动采集、交互及数据预处理。当然，在已经部署或正在运行的设备中，还可实现复合多种数据采集传感器的动态扩展，包括传感器的动态增加、修改、及删除；识别新的传感器，避免与原有传感器的数据冲突，本发明在此不做赘述。
具体的，所述重量传感器21可设置在养殖场的某一特定角落，如养殖对象的休憩处，通过重量传感器21连续的检测养殖对象的重量，即可记录养殖对象的生长数据；所述GPS定位传感器24及计歩传感器22均可设置于养殖对象的腿部，并可结合两者检测养殖对象活动范围及活动频率，从而记录养殖对象的活动数据，并且，值得一体的是，所述GPS定位器也可为北斗定位器或采用其他定位系统的定位器，本发明对此不做限定；所述图像传感器23可设置多个并分别位于养殖场的不同角落，定期拍摄养殖对象的形体外观图片及其生活环境图片，并将此类图片传输至主控单元中进行存储分类，从而记录养殖对象的形体生长数据。
此外，所述数据采集模块20还包括RFID（Radio Frequency Identification 无线射频识别）读写器25和多个RFID标签，所述RFID读写器25连接嵌入式微控制器10，多个所述RFID标签分别设置于不同的养殖对象上。
所述RFID标签优选为无源RFID标签，其具有较强的抗干扰能力且无需电池，使用寿命长，内存可反复擦写次数多，可在RFID标签中预先储存与其关联的养殖对象的相关数据；所述RFID读写器25可设置在各种传感器旁边，用于读取RFID标签内与养殖对象关联的相关数据。例如，当养殖对象接近某一重量传感器21时，该重量传感器21对该养殖对象称重，此时位于该重量传感器21旁的RFID读写器25通过养殖对象带有的RFID标签识别养殖对象的身份，使得主控单元可将重量传感器21测得的重量数据与养殖对象一一对应，防止出错，并且还可实现各个养殖对象数据的溯源。
较佳的，所述网络通信模块30采用以太网或NB-IoT通信协议标准。所述以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准，可根据网络通信模块30传输的数据的大小选择标准以太网（10Mbit/s)、快速以太网（100Mbit/s）或1000M（1000Mbit/s）以太网。所述NB-IoT（基于蜂窝的窄带物联网Narrow Band Internet of Things）IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)；在本申请中，具体可选择2G/3G/4G/5G的NBIoT物联网，实现网络服务器与所述生态养殖复合数据采集分析设备之间低成本、低功耗且高效的连接。
请参阅图2，本申请还提供一种生态养殖多传感复合数据采集分析系统，其包括上述生态养殖复合数据采集分析设备、网络服务器40、接收终端和分析平台（图中均未标号），所述生态养殖复合数据采集分析设备、接收终端和分析平台均连接网络服务器40。
所述生态养殖复合数据采集分析设备对养殖数据进行采集处理后，通过网络服务器40将处理后的养殖数据传送到分析平台进行分析处理，分析平台对该养殖数据分析后得到的最终数据又可通过网络服务器40发送到接收终端，由接收终端接收并显示。从而所述系统通过分析平台对数据的分析，实现对每个养殖对象的量化分析，及对养殖对象的生长预测、疾病预测等，通过数据建模，为养殖业提供数字化养殖模型，为提高养殖技术和经验提供了强有力的工具。并且，所述系统还实现了生态养殖的溯源数据链，可在接收终端处提供相关的养殖数据溯源或验证服务。
具体的，所述接收终端为PC终端50和/或移动终端51，所述分析平台为大数据分析平台60和/或远程生态养殖检测分析平台61。PC终端50和如手机等移动终端51为常见的数据接收显示设备，并在其的使用过程中通过结合溯源RFID标签，有助于保护品牌产品，打击假冒产品，为消费者购买正品提供一种可靠的溯源渠道。通过大数据分析平台60，可获取需要的养殖数据证明养殖观点，或者从大数据中发现规律；通过远程生态养殖检测分析平台61，可做到对养殖对象的各项数据进行全面的监测和分析。
请参阅图3，本申请还提供一种基于上述生态养殖多传感复合数据采集分析系统的方法，所述方法包括如下步骤：
S100、数据采集模块采集养殖对象的养殖数据；
S200、主控单元接收数据采集模块发送的养殖数据，并对养殖数据进行处理后存储；
S300、网络通信模块将主控单元处理后的养殖数据发送至网络服务器；
S400、分析平台通过网络服务器接收处理后的养殖数据，并对其进行分析后将分析后的养殖数据发送回网络服务器；
S500、接收终端通过网络服务器接收分析后的养殖数据。
其中，所述步骤S100具体包括：数据采集模块采集养殖对象的生长数据、活动数据、生活环境信息、生长的形体外观信息和溯源数据。
综上所述，本发明提供的一种生态养殖复合数据采集分析设备、系统及其方法，所述生态养殖复合数据采集分析设备包括集成功能板和与集成功能板连接的数据采集模块，所述集成功能板上设置有主控单元以及与主控单元连接的网络通信模块；所述数据采集模块用于采集养殖对象的养殖数据；所述主控单元用于接收数据采集模块发送的养殖数据并对其进行处理；所述网络通信模块用于将处理后的养殖数据发送至网络服务器。本发明可以对养殖对象进行全方位的数据采集，并将采集处理后的养殖数据进行检测和大数据分析，实现养殖对象溯源，对养殖过程的技术分析和指导提供可靠的数据凭据。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种生态养殖复合数据采集分析设备，其特征在于，包括集成功能板和与集成功能板连接的数据采集模块，所述集成功能板上设置有主控单元以及与主控单元连接的网络通信模块；
所述数据采集模块用于采集养殖对象的养殖数据；
所述主控单元用于接收数据采集模块发送的养殖数据并对其进行处理；
所述网络通信模块用于将处理后的养殖数据发送至网络服务器。
2.根据权利要求1所述的生态养殖复合数据采集分析设备，其特征在于，所述主控单元包括嵌入式微控制器、主控电源、存储器、时钟芯片、模数转化器、通用设备接口、数字通信接口和I/O接口，所述主控电源、存储器、时钟芯片、模数转化器、通用设备接口、数字通信接口和I/O接口均连接嵌入式微控制器。
3.根据权利要求1所述的生态养殖复合数据采集分析设备，其特征在于，所述数据采集模块包括重量传感器、计步传感器、图像传感器和GPS定位传感器或北斗定位传感器，所述重量传感器、计步传感器、图像传感器和GPS定位传感器或北斗定位传感器均通过模数转化器或数字通信接口连接嵌入式微控制器。
4.根据权利要求1所述的生态养殖复合数据采集分析设备，其特征在于，所述数据采集模块还包括RFID读写器和多个RFID标签，所述RFID读写器连接嵌入式微控制器，多个所述RFID标签分别设置于不同的养殖对象上。
5.根据权利要求1所述的生态养殖复合数据采集分析设备，其特征在于，所述网络通信模块采用以太网或NB-IoT通信协议标准。
6.一种生态养殖复合数据采集分析系统，其特征在于，所述系统包括如权利要求1-5任意一项所述的生态养殖复合数据采集分析设备、网络服务器、接收终端和分析平台，所述生态养殖复合数据采集分析设备、接收终端和分析平台均连接网络服务器。
7.根据权利要求6所述的生态养殖复合数据采集分析系统，其特征在于，所述接收终端为PC终端和/或移动终端。
8.根据权利要求6所述的生态养殖复合数据采集分析系统，其特征在于，所述分析平台为大数据分析平台和/或远程生态养殖检测分析平台。
9.一种基于权利要求6-8中任意一项所述系统的生态养殖复合数据采集分析方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
数据采集模块采集养殖对象的养殖数据；
主控单元接收数据采集模块发送的养殖数据，并对养殖数据进行处理后存储；
网络通信模块将主控单元处理后的养殖数据发送至网络服务器；
分析平台通过网络服务器接收处理后的养殖数据，并对其进行分析后将分析后的养殖数据发送回网络服务器；
接收终端通过网络服务器接收分析后的养殖数据。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述数据采集模块采集颜值对象的养殖数据的步骤具体包括：
数据采集模块采集养殖对象的生长数据、活动数据、生活环境信息、生长的形体外观信息和溯源数据。
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