CN107959730B - 牲畜耳标的智能监控装置、监控系统及监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种牲畜耳标的智能监控装置，包括安装于其中一个手柄前端的电子监控装置和安装于手柄上位于所述转轴附近位置的卡钳合拢感应装置。本发明还公开了一种牲畜耳标的智能监控系统，包括上述智能监控装置以及相互通信连接的移动通信设备和云服务器。本发明还公开了一种牲畜耳标的智能监控装置采用的监控方法，通过电子监控装置的动作信号捕捉器和卡钳合拢感应装置同步进行是否完成戴标的判断。本发明将包括动作信号捕捉器的电子监控器和卡钳合拢感应装置都集成在卡钳上并相互连接，使其具有自动确定耳标真实佩戴于动物耳扇并获得准确戴标时间的功能，以杜绝假戴标现象并让动物身份可深度追溯。

Description

牲畜耳标的智能监控装置、监控系统及监控方法

技术领域

本发明涉及一种牲畜耳标相关设备，尤其涉及一种牲畜耳标的智能监控装置、监控系统及监控方法。

背景技术

随着国民经济的提高，中国肉类消费比例逐年提高，畜牧养殖也从散户养殖向着规模化养殖转变。耳标是用于牲畜个体识别的关键设备，对肉产品的相关追溯起到关键作用。然而，由于耳标只包含了简单的身份序号，所以戴标时间和戴标数量的统计都很困难。很多养殖单位会在牲畜出栏时才戴标，严重削弱了耳标的溯源功能，给食品安全埋下隐患。因此，迫切需要一种可以自动检测戴标时间和戴标数目的监控设备。

现有耳标外形类似，都由公标和母标两部分组成。公标上印有有二维码和数字形式的耳标号，可以通过人眼或光学设备进行识读。部分公标或母标中包含低频芯片，可以通过射频阅读设备读出耳标号。耳标需要用卡钳佩戴在耳扇上。卡钳类似于钳子，两个手柄的前段通过转轴连接在一起，其前端张口且可合拢。一个公标和一个母标分别固定于卡钳的两个手柄前端。通过对手柄后端施力，卡钳合拢，公标刺穿动物耳扇，并固定在母标内部。戴标完成后，戴标人员会在纸档或移动终端记录自己的戴标时间、所佩戴耳标号等信息。

传统的戴标流程有卡钳戴标、信息记录和戴标抽检三个流程，戴标过程耗时长，操作繁琐，容易犯错，而且繁琐的流程增加了戴标操作员的工作负担，也增大了养殖场的人力消耗；在戴标时，传统卡钳只能通过力学效果来佩戴耳标，不具备信息收集、储存和监督功能，更无法分辨耳标是否真的打在动物耳扇上，戴标的相关信息录入，必须在纸档或移动通信终端上手工进行，由于信息录入过程中依赖人工，所以信息在录入和汇总过程中有很大的错漏可能，所以戴标总数的统计往往与实际戴标数目不符；至于耳标号的录入，必须通过耳标识别设备的再次识别。在戴标过程中，戴标人员只能通过钟表或移动设备记录戴标时间，所以戴标时间的统计很粗糙，计时方式原始，以至于戴标时间只能精确到日，无法准确记录戴标的时间点；由于无法确定耳标是否真的佩戴于动物耳扇，给戴标真实性埋下隐患，戴标人员不一定严格执行戴标任务，漏打耳标甚至不打耳标的情况严重，而且由于养殖场动物数目多，而耳标在远距离难以识读，所以戴标抽检形同虚设，最终导致很多养殖单位只给出栏牲畜戴标，不给病死牲畜戴标；这些情况严重削弱了耳标的溯源功能。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能自动确定耳标真实佩戴于动物耳扇并能获得准确戴标时间的牲畜耳标的智能监控装置、监控系统及监控方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种牲畜耳标的智能监控装置，所述牲畜耳标通过卡钳佩戴在牲畜耳扇上，所述卡钳包括通过转轴连接在一起的两个手柄，所述牲畜耳标的公标和母标在佩戴时分别安装在两个所述手柄的前端，所述智能监控装置包括安装于其中一个所述手柄前端的电子监控装置和安装于所述手柄上位于所述转轴附近位置的卡钳合拢感应装置，所述电子监控装置包括中央处理器、时钟电路、动作信号捕捉器、存储器和收发电路，所述时钟电路的信号输出端与所述中央处理器的时钟信号输入端连接，所述动作信号捕捉器的信号输出端与所述中央处理器的动作信号输入端连接，所述存储器与所述中央处理器的存储端连接，所述收发电路的内部通信端与所述中央处理器的通信端连接，所述卡钳合拢感应装置包括用于感应所述卡钳的两个手柄合拢的卡钳合拢传感器，所述卡钳合拢传感器的信号输出端与所述中央处理器的卡钳合拢信号输入端对应连接。

上述结构中，中央处理器、时钟电路、动作信号捕捉器、存储器和收发电路分别采用现有常规部件或常规电路，其中，时钟电路为中央处理器提供实时时钟信息，作为中央处理器确定戴标信息的时间依据；动作信号捕捉器用于捕捉卡钳合拢操作产生的动作如振动信号并传输给中央处理器，中央处理器根据卡钳的实时动作信息，将其与戴标时卡钳对应的手柄合拢产生的较为标准的动作信息进行对比和常规的分析，即可较为准确地判断卡钳是否完成戴标动作；存储器用于存储戴标信息，作为及时发送给外部设备或后期查询的依据；收发电路用于在必要时将戴标信息发送给外部设备，卡钳合拢传感器用于感应卡钳的两个手柄合拢的操作信号，采用现有技术的常规电子技术即可实现，只需在手柄合拢时产生相应的电信号即可，卡钳合拢传感器也是为中央处理器判断卡钳是否完成戴标动作提供依据的设备，与动作信号捕捉器一起共同实现该功能，可以得到更加准确的判断结果。

根据实际需要，所述动作信号捕捉器为包括但不限于可捕捉卡钳活动的振动传感器、加速度传感器、角加速度传感器、磁场传感器和测距传感器中的一种或多种。在使用卡钳戴标时，动作信号捕捉器中的一种或多种传感器可以收集到一个或多个时间序列。我们把这些时间序列称为动作信号或动作数据。使用卡钳把耳标真实佩戴于猪耳时，卡钳产生的动作信号称为有效动作信号。非真实戴标情况下，动作信号捕捉器产生的动作信号称为无效信号。分析程序可以根据动作信号的特征，区分出有效和无效动作信号。

作为优选，所述智能监控装置安装于用于佩戴所述公标的所述手柄的前端，因为在实际戴标操作中，佩戴公标的手柄的移动幅度更大，更容易检测其振动信息，所述智能监控装置还包括外壳、电池、电路板和安装支架，所述电池、电路板、中央处理器、所述时钟电路、所述动作信号捕捉器、所述存储器和所述收发电路均设于所述外壳内并通过所述安装支架安装于所述手柄的前端，这样便于集中安装和应用，中央处理器、时钟电路、存储器和收发电路均安装在电路板上，电池和动作信号捕捉器根据需要安装在电路板上或外壳内的其它安装位置。

根据实际需要，所述卡钳合拢感应装置可以为电阻式感应装置，所述卡钳合拢传感器是电阻式位置传感器，所述电阻式感应装置还包括安装螺钉、外罩和电阻式感应连接线，所述电阻式位置传感器套装在所述转轴上并通过所述安装螺钉安装在对应的所述手柄上且能够在所述转轴转动时产生与阻值变化对应的感应信号，所述电阻式位置传感器的信号输出端通过所述电阻式感应连接线与所述中央处理器的卡钳合拢信号输入端对应连接，所述外罩安装在所述电阻式位置传感器的外侧。

根据实际需要，所述卡钳合拢感应装置也可以为电磁式感应装置，所述卡钳合拢传感器是霍尔传感器，所述电磁式感应装置还包括磁铁和电磁式感应连接线，所述卡钳上位于所述转轴外侧的位置设有不转动的转轴外盘，所述霍尔传感器安装在所述转轴外盘上靠近所述手柄后段的位置并位于两个手柄的中间，所述霍尔传感器的信号输出端通过所述电磁式感应连接线与所述中央处理器的卡钳合拢信号输入端对应连接，所述磁铁安装在其中一个所述手柄上靠近所述转轴外盘的位置且满足以下条件：两个所述手柄合拢时，所述磁铁与所述霍尔传感器的位置最靠近。

进一步，所述智能监控装置还包括安装于用于佩戴所述母标的所述手柄前端的耳标号识别设备，所述耳标号识别设备包括底托、RFID线圈、线圈支架、线路板、外壳组件和识别连接线，所述RFID线圈通过所述线圈支架安装在所述线路板上并整体安装在所述底托上且通过所述外壳组件包覆，所述底托安装于所述手柄的前端，RFID线圈的信号输出端通过所述识别连接线与所述中央处理器的识别信号输入端连接。一般情况下，耳标号识别设备安装在用于佩戴母标的手柄的前端，耳标号识别设备上设有用于安装母标的凹槽，公标上设有内置耳标号的RFID标签，在公标插入目标后，耳标号识别设备的RFID线圈能够实时检测到耳标号信息，这是现有常规技术。

一种牲畜耳标的智能监控系统，包括上述任何一种智能监控装置，还包括相互通信连接的移动通信设备和云服务器，所述收发电路分别与所述移动通信设备和所述云服务器对应通信连接。

一种智能监控装置采用的监控方法，包括以下步骤：

步骤1：电子监控装置供电启动；

步骤2：卡钳的两个手柄合拢时，触发卡钳合拢感应装置，卡钳合拢传感器输出信号并发送到中央处理器；

步骤3：中央处理器收到卡钳合拢信号时，启动动作信号捕捉器采集动作数据，同时启动耳标号识别设备；

步骤4：动作信号捕捉器将采集到的动作数据发送给中央处理器进行本地分析，或通过通信模块发送到外部设备进行外部分析；

步骤5：如果步骤4为本地分析，那么当中央处理器判断动作数据特征符合正常戴标时的动作特征时，在存储器中记录一次戴标信息，记录中包括时钟电路的当前时间；如果步骤4为外部分析，那么当外部设备判断动作数据特征符合正常戴标时的动作特征时，通过通信模块控制中央处理器在存储器中记录一次戴标信息，记录中包括时钟电路的当前时间；同时，耳标号识别设备识别耳标号，并通过中央处理器将识别出的耳标号存入存储器中；

步骤6：如果电子监控装置与外部设备通信连接，则通过中央处理器把存储器中的戴标信息发送到外部设备，否则无此步骤。

本发明的有益效果在于：

本发明将包括动作信号捕捉器的电子监控器和卡钳合拢开关都集成在卡钳上并相互连接，使其具有自动确定耳标真实佩戴于动物耳扇并获得准确戴标时间的功能，以杜绝假戴标现象并让动物身份可深度追溯；具体优点为：

通过卡钳合拢感应装置，实现低功耗和联动特性，让设备可以长时间工作；

通过动作感应实时检测，确定耳标是否真实佩戴于动物耳扇，杜绝假戴标现象；

通过时钟电路获得准确的戴标时间，可精确到毫秒；

通过耳标号识别设备，获得一一对应的耳标号，从而让动物身份变得可深度追溯；

戴标完成后，戴标数据即可自动上传到云服务器，实现远程实时监控。

附图说明

图1是本发明所述牲畜耳标的智能监控装置的电子监控装置的电路框图；

图2是本发明所述牲畜耳标的智能监控装置安装于卡钳的立体结构示意图之一，其卡钳合拢感应装置为电阻式感应装置，图中的公标和母标均未安装在卡钳上；

图3是本发明所述牲畜耳标的智能监控装置安装于卡钳的立体结构示意图之二，其卡钳合拢感应装置为电阻式感应装置，图中的公标和母标已经安装在卡钳上；

图4是本发明所述牲畜耳标的智能监控装置安装于卡钳的立体结构示意图之三，其卡钳合拢感应装置为电阻式感应装置，图中未示出公标和母标；

图5是本发明所述牲畜耳标的智能监控装置安装于卡钳的爆炸立体结构示意图之一，其卡钳合拢感应装置为电阻式感应装置，图中未示出公标和母标；

图6是本发明所述牲畜耳标的智能监控装置安装于卡钳的爆炸立体结构示意图之二，其卡钳合拢感应装置为电磁式感应装置，图中未示出公标和母标；

图7是本发明所述牲畜耳标的智能监控装置安装于卡钳的立体结构示意图之四，其卡钳合拢感应装置为电磁式感应装置，图中未示出公标和母标；

图8是本发明所述牲畜耳标的智能监控系统的电路框图。

实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1-图7所示，本发明所述牲畜耳标的智能监控装置，所述牲畜耳标通过卡钳佩戴在牲畜耳扇上，所述卡钳包括通过转轴7连接在一起的两个手柄6，所述牲畜耳标的公标2和母标1在佩戴时分别安装在两个手柄6的前端，所述智能监控装置包括安装于用于佩戴公标2的手柄6前端的电子监控装置4、安装于用于佩戴母标1的手柄6前端的耳标号识别设备3和安装于手柄6上位于转轴7附近位置的卡钳合拢感应装置，电子监控装置4包括中央处理器即CPU、时钟电路、振动传感器、存储器、收发电路、外壳41、电池42、电路板43和安装支架44，中央处理器即CPU、时钟电路、振动传感器、存储器和收发电路集成于电路板43上或外壳41内，图中未示出其机械部件，仅以电路框图示意，电池42、电路板43、所述中央处理器、所述时钟电路、所述振动传感器、所述存储器和所述收发电路均设于外壳41内并通过安装支架44安装于用于佩戴所述公标的手柄6的前端，所述时钟电路的信号输出端与所述中央处理器的时钟信号输入端连接，所述振动传感器的信号输出端与所述中央处理器的振动信号输入端连接，所述存储器与所述中央处理器的存储端连接，所述收发电路的内部通信端与所述中央处理器的通信端连接；耳标号识别设备3包括底托32、RFID线圈33、线圈支架34、线路板35、外壳组件36和识别连接线31，RFID线圈33通过线圈支架34安装在线路板35上并整体安装在底托32上且通过外壳组件36包覆，底托32安装于用于佩戴母标1的手柄6的前端，RFID线圈33的信号输出端通过识别连接线31与所述中央处理器的识别信号输入端连接。上述振动传感器是动作信号捕捉器的一种，也可以为加速度传感器、角加速度传感器、磁场传感器和测距传感器中的一种或多种。

如图1-图5所示，根据实际需要，所述卡钳合拢感应装置可以为电阻式感应装置5，电阻式感应装置5包括电阻式位置传感器51、安装螺钉52、外罩53和电阻式感应连接线54，电阻式位置传感器51即为所述卡钳合拢传感器，电阻式位置传感器51套装在转轴7上并通过安装螺钉52安装在对应的手柄6上且能够在转轴7转动时产生与阻值变化对应的感应信号，电阻式位置传感器51的信号输出端通过电阻式感应连接线54与所述中央处理器的卡钳合拢信号输入端对应连接，外罩53安装在电阻式位置传感器51的外侧。

如图1、图6和图7所示，根据实际需要，所述卡钳合拢感应装置也可以为电磁式感应装置8，电磁式感应装置8包括霍尔传感器83、磁铁82和电磁式感应连接线81，霍尔传感器83即为所述卡钳合拢传感器，所述卡钳上位于转轴7外侧的位置设有不转动的转轴外盘（图中未标记），霍尔传感器83安装在所述转轴外盘上靠近手柄6后段的位置并位于两个手柄6的中间，霍尔传感器83的信号输出端通过电磁式感应连接线81与所述中央处理器的卡钳合拢信号输入端对应连接，磁铁82安装在其中一个手柄6上靠近所述转轴外盘的位置且满足以下条件：两个手柄6合拢时，磁铁82与霍尔传感器83的位置最靠近。

如图1和图8所示，本发明所述牲畜耳标的智能监控系统包括上述任何一种智能监控装置即包括电子监控装置、卡钳合拢感应装置和耳标号识别设备，还包括相互通信连接的移动通信设备和云服务器，所述电子监控装置的收发电路分别与所述移动通信设备和所述云服务器对应通信连接。

结合图1-图8，在将公标2和母标1分别安装在两个手柄6的前端后，操作人员先将卡钳的两个手柄6分开并其实前端分别置于牲畜耳扇的两侧，然后操作人员手持两个手柄6用力合拢，合拢完成后，公标2的尖端插入母标1的孔内，实现耳标佩戴即戴标过程；上述过程中，本发明所述智能监控装置（或智能监控系统）采用的优选监控方法，包括以下步骤：

步骤1：电子监控装置4供电启动；

步骤2：卡钳的两个手柄6合拢时，触发卡钳合拢感应装置即电阻式感应装置5或电磁式感应装置8，卡钳合拢传感器即电阻式位置传感器51或霍尔传感器83输出信号并发送到中央处理器；

步骤3：中央处理器收到卡钳合拢信号时，启动振动传感器采集振动数据，同时启动耳标号识别设备3；

步骤4：振动传感器将采集到的振动数据发送给中央处理器进行本地分析，或通过通信模块发送到外部设备（如云服务器）进行外部分析；

步骤5：如果步骤4为本地分析，那么当中央处理器判断振动数据特征符合正常戴标时的振动特征时，在存储器中记录一次戴标信息，记录中包括时钟电路的当前时间；如果步骤4为外部分析，那么当外部设备判断振动数据特征符合正常戴标时的振动特征时，通过通信模块控制中央处理器在存储器中记录一次戴标信息，记录中包括时钟电路的当前时间；同时，耳标号识别设备3识别耳标号，并通过中央处理器将识别出的耳标号存入存储器中；

步骤6：如果电子监控装置与外部设备通信连接，则通过中央处理器把存储器中的戴标信息发送到外部设备（如移动通信设备和云服务器），否则无此步骤。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (7)

1.一种牲畜耳标的智能监控装置，所述牲畜耳标通过卡钳佩戴在牲畜耳扇上，所述卡钳包括通过转轴连接在一起的两个手柄，所述牲畜耳标的公标和母标在佩戴时分别安装在两个所述手柄的前端，其特征在于：所述智能监控装置包括安装于其中一个所述手柄前端的电子监控装置和安装于所述手柄上位于所述转轴附近位置的卡钳合拢感应装置，所述电子监控装置包括中央处理器、时钟电路、动作信号捕捉器、存储器和收发电路，所述时钟电路的信号输出端与所述中央处理器的时钟信号输入端连接，所述动作信号捕捉器的信号输出端与所述中央处理器的动作信号输入端连接，所述存储器与所述中央处理器的存储端连接，所述收发电路的内部通信端与所述中央处理器的通信端连接，所述卡钳合拢感应装置包括用于感应所述卡钳的两个手柄合拢的卡钳合拢传感器，所述卡钳合拢传感器的信号输出端与所述中央处理器的卡钳合拢信号输入端对应连接；

所述卡钳合拢感应装置为电阻式感应装置，所述卡钳合拢传感器是电阻式位置传感器，所述电阻式感应装置还包括安装螺钉、外罩和电阻式感应连接线，所述电阻式位置传感器套装在所述转轴上并通过所述安装螺钉安装在对应的所述手柄上且能够在所述转轴转动时产生与阻值变化对应的感应信号，所述电阻式位置传感器的信号输出端通过所述电阻式感应连接线与所述中央处理器的卡钳合拢信号输入端对应连接，所述外罩安装在所述电阻式位置传感器的外侧；

或者，所述卡钳合拢感应装置为电磁式感应装置，所述卡钳合拢传感器是霍尔传感器，所述电磁式感应装置还包括磁铁和电磁式感应连接线，所述卡钳上位于所述转轴外侧的位置设有不转动的转轴外盘，所述霍尔传感器安装在所述转轴外盘上靠近所述手柄后段的位置并位于两个手柄的中间，所述霍尔传感器的信号输出端通过所述电磁式感应连接线与所述中央处理器的卡钳合拢信号输入端对应连接，所述磁铁安装在其中一个所述手柄上靠近所述转轴外盘的位置且满足以下条件：两个所述手柄合拢时，所述磁铁与所述霍尔传感器的位置最靠近。

2.据权利要求1所述的牲畜耳标的智能监控装置，其特征在于：所述动作信号捕捉器为包括但不限于可捕捉卡钳活动的振动传感器、加速度传感器、角加速度传感器、磁场传感器和测距传感器中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的牲畜耳标的智能监控装置，其特征在于：所述电子监控装置安装于用于佩戴所述公标的所述手柄的前端，所述电子监控装置还包括外壳、电池、电路板和安装支架，所述电池、电路板、中央处理器、所述时钟电路、所述动作信号捕捉器、所述存储器和所述收发电路均设于所述外壳内并通过所述安装支架安装于所述手柄的前端。

4.根据权利要求1-3中任何一项所述的牲畜耳标的智能监控装置，其特征在于：所述智能监控装置还包括安装于用于佩戴所述母标的所述手柄前端的耳标号识别设备，所述耳标号识别设备包括底托、RFID线圈、线圈支架、线路板、外壳组件和识别连接线，所述RFID线圈通过所述线圈支架安装在所述线路板上并整体安装在所述底托上且通过所述外壳组件包覆，所述底托安装于所述手柄的前端，RFID线圈的信号输出端通过所述识别连接线与所述中央处理器的识别信号输入端连接。

5.一种牲畜耳标的智能监控系统，其特征在于：包括如权利要求4所述的智能监控装置，还包括相互通信连接的移动通信设备和云服务器，所述收发电路分别与所述移动通信设备和所述云服务器对应通信连接。

6.一种牲畜耳标的智能监控系统，其特征在于：包括如权利要求1-3中任何一项所述的智能监控装置，还包括相互通信连接的移动通信设备和云服务器，所述收发电路分别与所述移动通信设备和所述云服务器对应通信连接。

7.一种如权利要求4所述的智能监控装置采用的监控方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：电子监控装置供电启动；

步骤2：卡钳的两个手柄合拢时，触发卡钳合拢感应装置，卡钳合拢传感器输出信号并发送到中央处理器；

步骤3：中央处理器收到卡钳合拢信号时，启动动作信号捕捉器采集动作数据，同时启动耳标号识别设备；

步骤4：动作信号捕捉器将采集到的动作数据发送给中央处理器进行本地分析，或通过通信模块发送到外部设备进行外部分析；

步骤5：如果步骤4为本地分析，那么当中央处理器判断动作数据特征符合正常戴标时的动作特征时，在存储器中记录一次戴标信息，记录中包括时钟电路的当前时间；如果步骤4为外部分析，那么当外部设备判断动作数据特征符合正常戴标时的动作特征时，通过通信模块控制中央处理器在存储器中记录一次戴标信息，记录中包括时钟电路的当前时间；同时，耳标号识别设备识别耳标号，并通过中央处理器将识别出的耳标号存入存储器中；

步骤6：如果电子监控装置与外部设备通信连接，则通过中央处理器把存储器中的戴标信息发送到外部设备，否则无此步骤。