CN109315310A - 一种基于窄带物联网的宠物管理监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于窄带物联网的宠物管理监测装置，包括主控单元、GPS组件、NB‑IOT模块、声音分贝传感器、温度传感器和呼吸传感器，主控单元接收传感器采集的数据并根据采集的数据判断宠物身体健康状况以及情绪状况，并在宠物身体健康状况及情绪状况出现异常时，通过NB‑IOT模块向宠物主人的手机发送宠物的身体健康状况及情绪状况；NB‑IOT模块实现宠物管理监测装置与宠物主人的手机的实时通讯；GPS组件实现佩戴宠物管理监测装置的宠物的定位；声音分贝传感器采集宠物的声音分贝，并传输到主控单元；温度传感器采集宠物的体表温度，并传输到主控单元；呼吸传感器采集宠物的呼吸频率，并传输到主控单元。
Description
技术领域
本发明属于物联网宠物管理技术领域，具体地说，涉及一种基于窄带物联网的宠物管理监测装置。
背景技术
随着科技的发展，交通、通信、信息传播等都得到了大力发展，越来越多的年轻人去到机会更多的城市发展打拼，而上年纪的人更喜欢在熟悉的环境中安享晚年生活，使得越来越多的空巢老人出现，这些老年人出于精神寄托，往往会选择饲养宠物。部分年轻人出于对宠物的喜欢以及宠物能够陪伴人，也会饲养宠物。但是宠物毕竟不是人，无法与人进行交流，不能够与人交流其身体状况和情绪状况，因此使得宠物较难管理。尤其是宠物咬人事件频繁发生，宠物的管理已经造成的严重的社会问题。
目前，宠物管理中，都是通过rfid卡，类似于养殖业耳标的管理办法。正规的宠物店购买的宠物，都有一个属于自己的rfid标签卡。
另外一种是专门的宠物可穿戴设备，如DogTelligent，具有GPS功能，超声震动功能和扬声器，主人可以远程和宠物下达指令。不具备公共安全属性，宠物的状态不被安全平台监管，不利于管理。
发明内容
针对现有技术中上述的不足，本发明提供一种基于窄带物联网的宠物管理监测装置，该装置采用窄带物联网技术，将采集的宠物数据及分析结果主动传输到宠物主人的手机，便于宠物主人及时发现宠物的异常，通过对传感器采集的数据进行分析判断，确定宠物身体健康状况及情绪状况，便于用户及时对这些异常采取应对方法，减少宠物病死概率，通过情绪状况监测，减少宠物受刺激造成的咬人事件的发生。
为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：一种基于窄带物联网的宠物管理监测装置，包括主控单元、GPS组件、NB-IOT模块、声音分贝传感器、温度传感器和呼吸传感器，
所述的主控单元接收传感器采集的数据并根据采集的数据判断宠物身体健康状况以及情绪状况，并在宠物身体健康状况及情绪状况出现异常时，通过NB-IOT模块向宠物主人的手机发送宠物的身体健康状况及情绪状况；
所述的NB-IOT模块实现宠物管理监测装置与宠物主人的手机的实时通讯；
所述的GPS组件实现佩戴宠物管理监测装置的宠物的定位；
所述的声音分贝传感器采集宠物的声音分贝，并传输到主控单元；
所述的温度传感器采集宠物的体表温度，并传输到主控单元；
所述的呼吸传感器采集宠物的呼吸频率，并传输到主控单元。
进一步地，判断宠物身体健康状况包括判断宠物体表温度和判断宠物呼吸频率；判断宠物情绪状况包括判断宠物呼吸频率和宠物叫声的声音分贝。
进一步地，所述的判断宠物体表温度包括：判断宠物体表温度是否为正常温度，若不是正常温度，计算检测温度与正常温度间的比值，若比值超过阈值，且持续超过预设时间，则判定宠物体表温度异常；所述的判断宠物呼吸频率包括：判断宠物呼吸频率是否为正常频率，若不是正常值，计算检测频率与正常频率间的比值，若比值超过阈值，且持续超过预设时间，则判定宠物呼吸频率异常；所述的判断宠物叫声的声音分贝包括：判断宠物叫声的声音分贝是否为突然拔高，若突然拔高，则判定宠物叫声的声音分贝异常。
进一步地，所述的宠物管理监测装置还包括电源模块，所述的电源模块为主控单元、GPS组件、NB-IOT模块、声音分贝传感器、温度传感器和呼吸传感器供电。
进一步地，所述的NB-IOT模块包括窄带物联网芯片、8位非反向转换器和SIM卡，所述的窄带物联网芯片的复位端与主控单元的NB复位信号端连接，所述的窄带物联网芯片的电源键端与主控单元的电源键端连接，所述的窄带物联网芯片的GNSS信号收发端与8位非反向转换器的B端口的两个输出连接，所述的窄带物联网芯片的其中2对收发端与8位非反向转换器的A端口的4个输出连接；所述的8位非反向转换器的B端口的两个输出与主控单元的一对串口收发端连接；所述的窄带物联网芯片的天线端与天线连接；所述的窄带物联网芯片的SIM接口端与SIM卡连接。
进一步地，所述的NB-IOT模块还包括静电保护器，所述的静电保护器连接在窄带物联网芯片和SIM卡之间。
进一步地，所述的窄带物联网芯片还与网络指示灯电路连接，窄带物联网芯片通过网络指示灯端与网络指示灯电路连接。
进一步地，所述的宠物管理监测装置还包括运动传感器，运动传感器采集宠物的运动数据并传输到主控单元，主控单元接收数据并判断宠物运动是否突然加速，若突然加速，则判定宠物运动数据异常。
进一步地，所述的宠物管理监测装置还包括蓝牙模块，蓝牙模块与主控单元通讯连接，实现宠物管理监测装置与宠物主人持有的蓝牙咪头的蓝牙通讯。
本发明的有益效果是：
(1)该装置采用窄带物联网技术，将采集的宠物数据及分析结果主动传输到宠物主人的手机，便于宠物主人及时发现宠物的异常，通过对传感器采集的数据进行分析判断，确定宠物身体健康状况及情绪状况，便于用户及时对这些异常采取应对方法，减少宠物病死概率，通过情绪状况监测，减少宠物受刺激造成的咬人事件的发生。
(2)在窄带物联网芯片和SIM卡之间设置静电保护器，降低窄带物联网芯片和SIM卡之间发生静电击穿的概率。
(3)设置运动传感器，能够监测宠物的运动状况，宠物运动状况结合宠物情绪状况，能够更准确的确认宠物是否情绪过激，在实施攻击，便于宠物主人及时喝止，运动状况结合宠物健康状况，能够更准确的确认宠物健康状况是否正常，便于宠物主人及时带宠物就医。
附图说明
图1为本发明宠物管理监测装置结构框图；
图2为本发明NB-IOT模块电路图A；
图3为本发明NB-IOT模块电路图B；
图4为本发明实施例一示意图；
附图中：
R1-第一电阻，R2-第二电阻，R3-第三电阻，R4-第四电阻，R5-第五电阻，R6-第6电阻，R7-第七电阻，R8-第八电阻，R9-第九电阻，R10-第十电阻，R11-第十一电阻，R12-第十二电阻，C1-第一电容，C2-第二电容，C3-第三电容，C4-第四电容，C5-第五电容，C6-第六电容，C7-第七电容，Q1-第一三极管，Q2-第二三极管，Q3-第三三极管，D1-发光二极管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步描述：
如图1所示，一种基于窄带物联网的宠物管理监测装置，包括主控单元、GPS组件、NB-IOT模块、声音分贝传感器、温度传感器和呼吸传感器，
所述的主控单元接收传感器采集的数据并根据采集的数据判断宠物身体健康状况以及情绪状况，并在宠物身体健康状况及情绪状况出现异常时，通过NB-IOT模块向宠物主人的手机发送宠物的身体健康状况及情绪状况；
所述的NB-IOT模块实现宠物管理监测装置与宠物主人的手机的实时通讯；
所述的GPS组件实现佩戴宠物管理监测装置的宠物的定位；
所述的声音分贝传感器采集宠物的声音分贝，并传输到主控单元；
所述的温度传感器采集宠物的体表温度，并传输到主控单元；
所述的呼吸传感器采集宠物的呼吸频率，并传输到主控单元。
进一步地，判断宠物身体健康状况包括判断宠物体表温度和判断宠物呼吸频率；判断宠物情绪状况包括判断宠物呼吸频率和宠物叫声的声音分贝。
进一步地，所述的判断宠物体表温度包括：判断宠物体表温度是否为正常温度，若不是正常温度，计算检测温度与正常温度间的比值，若比值超过阈值，且持续超过预设时间，则判定宠物体表温度异常；所述的判断宠物呼吸频率包括：判断宠物呼吸频率是否为正常频率，若不是正常值，计算检测频率与正常频率间的比值，若比值超过阈值，且持续超过预设时间，则判定宠物呼吸频率异常；所述的判断宠物叫声的声音分贝包括：判断宠物叫声的声音分贝是否为突然拔高，若突然拔高，则判定宠物叫声的声音分贝异常。
进一步地，所述的宠物管理监测装置还包括电源模块，所述的电源模块为主控单元、GPS组件、NB-IOT模块、声音分贝传感器、温度传感器和呼吸传感器供电。
如图2和图3所示，所述的NB-IOT模块包括窄带物联网芯片、8位非反向转换器和SIM卡，所述的窄带物联网芯片的复位端分别与第一电容C1和第一三极管Q1的集电极连接，第一三极管Q1的基极分别与第一电阻R1和第二电阻R2连接，第一电阻R1的另一端与主控单元的NB复位信号端连接，所述的窄带物联网芯片的电源键端分别与第二电容C2和第二三极管Q2的集电极连接，第二三极管Q2的基极分别与第三电阻R3和第四电阻R4连接，第三电阻R3的另一端与主控单元的电源键端连接，第一三极管Q1和第二三极管Q2的发射极、第二电阻R2的另一端、第四电阻R4的另一端、第以电容的另一端以及第二电容C2的另一端接地；所述的窄带物联网芯片的GNSS信号收发端与8位非反向转换器的B端口的两个输出连接，所述的窄带物联网芯片的其中2对收发端与8位非反向转换器的A端口的4个输出连接；所述的8位非反向转换器的B端口的两个输出与主控单元的一对串口收发端连接；8位非反向转换器的A端电源端与1.8V电压源和第三电容C3连接，B端电源端与3.3V电压源和第四电容C4连接，第三电容C3和第四电容C4的另一端接地，8位非反向转换器的输出允许端通过第五电阻R5与1.8V电压源连接；所述的窄带物联网芯片的天线端分别与第五电容C5和第六电容C6连接，第六电容C6的另一端分别与天线和第七电容C7连接，第七电容C7和第五电容C5的另一端接地；所述的窄带物联网芯片的SIM复位端通过第七电阻R7与SIM卡芯片的复位端连接，窄带物联网芯片的SIM时钟端通过第八电阻R8与SIM卡芯片的时钟端连接，窄带物联网芯片的SIM电源端与SIM卡芯片的电源端连接，SIM卡芯片的电源端与地端之间连接有第八电容，电源端与输入输出端之间连接有第六电阻和第九电阻R9，窄带物联网芯片的SIM输入输出端通过第九电阻R9与SIM卡芯片的输入输出端连接；窄带物联网芯片通过网络指示灯端与第十电阻R10连接，第十电阻R10的另一端与第十一电阻R11和第三三极管Q3的基极连接，第三三极管Q3的集电极与发光二极管D1的负极连接，发光二极管D1的正极通过第十二电阻R12与3.3V电压源连接，第十一电阻R11的另一端以及第三三极管Q3的的发射极接地。
进一步地，所述的NB-IOT模块还包括静电保护器，所述的静电保护器连接在窄带物联网芯片和SIM卡之间。
实施例一
如图4所示，一种基于窄带物联网的宠物管理监测装置，包括主控单元、GPS组件、NB-IOT模块、声音分贝传感器、温度传感器、呼吸传感器和运动传感器，所述的主控单元接收传感器采集的数据并根据采集的数据判断宠物身体健康状况以及情绪状况，并在宠物身体健康状况及情绪状况出现异常时，通过NB-IOT模块向宠物主人的手机发送宠物的身体健康状况及情绪状况；所述的NB-IOT模块实现宠物管理监测装置与宠物主人的手机的实时通讯，运动传感器采集宠物的运动数据并传输到主控单元，主控单元接收数据并判断宠物运动是否突然加速，若突然加速，则判定宠物运动数据异常。
若宠物体表温度高出正常值且超出阈值，持续时间超过预设值，且宠物呼吸频率变快超出预设时间，并且宠物运动量未明显增加，反而有减少，则宠物身体不太健康，健康状况异常，通过NB-IOT模块将数据实时传输到宠物主人的手机，宠物主人根据该信息判断是否带宠物去医院或者喂服相应药物；若宠物呼吸频率变快超出预设时间，并且宠物叫声声音分贝突然拔高，运动加速度突然增加，则判断宠物有情绪过激，可能存在攻击行为，通过NB-IOT模块将数据实时传输到宠物主人的手机，宠物主人根据该信息判断是否及时喝止或者拉紧牵引绳，避免宠物攻击行为发生。
进一步地，所述的宠物管理监测装置还包括蓝牙模块，蓝牙模块与主控单元通讯连接，实现宠物管理监测装置与宠物主人持有的蓝牙咪头的蓝牙通讯。
该装置采用窄带物联网技术，将采集的宠物数据及分析结果主动传输到宠物主人的手机，便于宠物主人及时发现宠物的异常，通过对传感器采集的数据进行分析判断，确定宠物身体健康状况及情绪状况，便于用户及时对这些异常采取应对方法，减少宠物病死概率，通过情绪状况监测，减少宠物受刺激造成的咬人事件的发生。在窄带物联网芯片和SIM卡之间设置静电保护器，降低窄带物联网芯片和SIM卡之间发生静电击穿的概率。设置运动传感器，能够监测宠物的运动状况，宠物运动状况结合宠物情绪状况，能够更准确的确认宠物是否情绪过激，在实施攻击，便于宠物主人及时喝止，运动状况结合宠物健康状况，能够更准确的确认宠物健康状况是否正常，便于宠物主人及时带宠物就医。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于窄带物联网的宠物管理监测装置，其特征在于：包括主控单元、GPS组件、NB-IOT模块、声音分贝传感器、温度传感器和呼吸传感器，
所述的主控单元接收传感器采集的数据并根据采集的数据判断宠物身体健康状况以及情绪状况，并在宠物身体健康状况及情绪状况出现异常时，通过NB-IOT模块向宠物主人的手机发送宠物的身体健康状况及情绪状况；
所述的NB-IOT模块实现宠物管理监测装置与宠物主人的手机的实时通讯；
所述的GPS组件实现佩戴宠物管理监测装置的宠物的定位；
所述的声音分贝传感器采集宠物的声音分贝，并传输到主控单元；
所述的温度传感器采集宠物的体表温度，并传输到主控单元；
所述的呼吸传感器采集宠物的呼吸频率，并传输到主控单元。
2.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网的宠物管理监测装置，其特征在于：判断宠物身体健康状况包括判断宠物体表温度和判断宠物呼吸频率；判断宠物情绪状况包括判断宠物呼吸频率和宠物叫声的声音分贝。
3.根据权利要求2所述的一种基于窄带物联网的宠物管理监测装置，其特征在于：所述的判断宠物体表温度包括：判断宠物体表温度是否为正常温度，若不是正常温度，计算检测温度与正常温度间的比值，若比值超过阈值，且持续超过预设时间，则判定宠物体表温度异常；所述的判断宠物呼吸频率包括：判断宠物呼吸频率是否为正常频率，若不是正常值，计算检测频率与正常频率间的比值，若比值超过阈值，且持续超过预设时间，则判定宠物呼吸频率异常；所述的判断宠物叫声的声音分贝包括：判断宠物叫声的声音分贝是否为突然拔高，若突然拔高，则判定宠物叫声的声音分贝异常。
4.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网的宠物管理监测装置，其特征在于：所述的宠物管理监测装置还包括电源模块，所述的电源模块为主控单元、GPS组件、NB-IOT模块、声音分贝传感器、温度传感器和呼吸传感器供电。
5.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网的宠物管理监测装置，其特征在于：所述的NB-IOT模块包括窄带物联网芯片、8位非反向转换器和SIM卡，所述的窄带物联网芯片的复位端与主控单元的NB复位信号端连接，所述的窄带物联网芯片的电源键端与主控单元的电源键端连接，所述的窄带物联网芯片的GNSS信号收发端与8位非反向转换器的B端口的两个输出连接，所述的窄带物联网芯片的其中2对收发端与8位非反向转换器的A端口的4个输出连接；所述的8位非反向转换器的B端口的两个输出与主控单元的一对串口收发端连接；所述的窄带物联网芯片的天线端与天线连接；所述的窄带物联网芯片的SIM接口端与SIM卡连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于窄带物联网的宠物管理监测装置，其特征在于：所述的NB-IOT模块还包括静电保护器，所述的静电保护器连接在窄带物联网芯片和SIM卡之间。
7.根据权利要求5所述的一种基于窄带物联网的宠物管理监测装置，其特征在于：所述的窄带物联网芯片还与网络指示灯电路连接，窄带物联网芯片通过网络指示灯端与网络指示灯电路连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网的宠物管理监测装置，其特征在于：所述的宠物管理监测装置还包括运动传感器，运动传感器采集宠物的运动数据并传输到主控单元，主控单元接收数据并判断宠物运动是否突然加速，若突然加速，则判定宠物运动数据异常。
9.根据权利要求1所述的一种基于窄带物联网的宠物管理监测装置，其特征在于：所述的宠物管理监测装置还包括蓝牙模块，蓝牙模块与主控单元通讯连接，实现宠物管理监测装置与宠物主人持有的蓝牙咪头的蓝牙通讯。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190212 |