CN110959539B - 一种基于可穿戴设备的畜牧养殖用电子围栏及畜牧方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于可穿戴设备的畜牧养殖用电子围栏，包括可穿戴设备、主控室、电子围栏主机、架线杆、多根承力杆和终端杆，所述架线杆、多根承力杆与终端杆之间通过四根合金线形成串联的闭合回路；本发明还公开了一种基于可穿戴设备的畜牧养殖用电子围栏的畜牧方法，包括以下步骤：S1：录入信息；S2：实时定位；S3：电击警示；S4：统计分析。本发明结构合理，通过设置警示机构，在牲畜靠近电子围栏时，警示机构发出尖锐啸声驱逐牲畜，以减少牲畜受到的电击次数，若牲畜忽略啸声后继续靠近电子围栏，则会受到电击作用，通过啸声加电击作用，使牲畜形成条件反射，主动远离电子围栏的位置。

Description

一种基于可穿戴设备的畜牧养殖用电子围栏及畜牧方法

技术领域

本发明涉及电子围栏技术领域，尤其涉及一种基于可穿戴设备的畜牧养殖用电子围栏及畜牧方法。

背景技术

我国是草地资源大国，拥有各类天然草地，随着草场家庭承包责任制的改革，很多牧民实行棚圈化饲养牲畜，以往圈养牲畜的围栏多为木围栏或绳网围栏，难以抵抗牲畜撞击，并且需要栏杆深埋，不便于移动位置，目前电子围栏代替了大多数木质围栏，当牲畜靠近电子围栏时会被电流电击，绝大部分牲畜十分恐惧电击作用，因此会避开围栏不再靠近，从而达到圈化的目的。

现有的电子围栏往往只具备电击功能，当牲畜靠近时会直接电击牲畜，使牲畜快速建立条件反射，虽然电击的电流很小，不易使牲畜受伤，但会使牲畜的肌肉形成强烈的痉挛、收缩或震颤，若牲畜受到多次刺激，可能会导致性情暴躁，容易被激怒、发狂，导致撕咬、伤人事件，因此，在电击前需要设立警示装置，先通过警示装置驱逐牲畜，以降低牲畜受到的电击次数，同时也能使牲畜形成条件反射，主动远离电子围栏的边缘，为此，我们提出一种基于可穿戴设备的畜牧养殖用电子围栏及畜牧方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于可穿戴设备的畜牧养殖用电子围栏及畜牧方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于可穿戴设备的畜牧养殖用电子围栏，包括可穿戴设备、主控室、电子围栏主机、架线杆、多根承力杆和终端杆，所述架线杆、多根承力杆与终端杆之间通过四根合金线形成串联的闭合回路，所述电子围栏主机与架线杆之间连接有控制闭合回路的线缆，所述主控室内设有用于控制电子围栏主机的信号收发设备；

每根所述承力杆上均安装有多个固定合金线的固定机构，每个所述固定机构均包括固定块、过线杆和紧固片，每个所述固定块上均对称开设有多个螺纹孔，且每个过线杆均通过紧固片固定在对应的固定块上，每个所述紧固片与对应的固定块之间均通过螺栓固定；

其中两根所述合金线为火线，另外两根所述合金线为地线，且火线与地线自上而下交错设置，相对应的所述火线与地线短接；

每根所述承力杆的底部均设有辅助固定装置，所述终端杆与多根承力杆所围区域的内部设有警示机构，所述警示机构包括U型槽板，所述U型槽板上通过多个复位弹簧连接有踏板，且踏板与U型槽板的内侧壁之间设有密封圈，所述终端杆内开设有连通腔，所述U型槽板的底部开设有通气孔，且U型槽板通过通气孔与连通腔相连通，所述终端杆与U型槽板的侧壁上分别焊接有第一连接器和第二连接器，且第一连接器与第二连接器的位置相对应，所述第一连接器和第二连接器之间固定套设有密封套，且连通腔的底部与通气孔通过密封套相连通，所述终端杆的外侧壁上安装有发声器，且发声器的内部与连通腔上部相连通；

每个所述辅助固定装置均包括套筒和底板，每块所述底板上对称转动安装有多根支撑杆，且每根支撑杆的顶端均转动设置在对应的套筒的外侧壁上，每块所述底板的上表面均对称开设有多个卡槽，每根所述支撑杆下表面均转动安装有调节杆，且每根调节杆均卡设在对应的卡槽内，每块所述底板的下表面均焊接有多根抓地杆。

优选地，所述发声器包括壳体，所述壳体内开设有相连通的进气腔与共振腔，所述壳体的侧壁上开设有哨口，且哨口位于进气腔与共振腔相连处，所述共振腔内还设有调节腔体大小的调节装置；

所述调节装置包括滑动设置在共振腔内的活动片和位于发声器外侧的调节杆，所述调节杆与活动片之间通过直杆固定相连，且直杆与发声器侧壁相连处设有防滑橡胶。

优选地，所述哨口的截面积小于进气腔的进气口处的截面积。

优选地，所述信号收发设备包括计算机、中继设备、服务器和通讯基站，所述穿戴设备内设有定位模块、无线网络模块、电源模块、稳压模块、信息处理模块和信号发生模块，所述定位模块为GPS模块或北斗模块等GNSS模块，所述信号处理模块包括用于存储牲畜信息的存储器。

一种基于可穿戴设备的畜牧养殖用电子围栏的畜牧方法，包括以下步骤：

S1：将牧场牲畜的信息，如品种、健康状况、身份编号等信息逐一录入对应的穿戴设备中的存储器内，用于区分不同的牲畜；

S2：通过穿戴设备定位牲畜的实时位置，并将此信息通过信号发生模块传输到服务器中，再通过中继设备将信号发送到计算机中，计算机从而确定牲畜位置，并判断其与电子围栏的距离；

S3：若牲畜靠近电子围栏处，则计算机发出电击指令，使动物受到短暂且轻微的电击；

S4：通过计算机将各个穿戴设备上传的定位信息与电击信息整合、分析，统计出牲畜的运动量和受到的电击次数，并将此数据上传到云端，帮助管理员监视牲畜情况。

本发明的有益效果：

1、通过设置踏板、复位弹簧、发声器等装置，当牲畜向电子围栏方向移动并踩到踏板时，踏板压缩复位弹簧并挤压U型槽板内部的空气，空气通过通气孔向连通腔内流动，最后通过发声器从哨口处流出，因为哨口的截面积小于进气口的截面积，所以空气的流速增加，会发出尖锐的啸声，用于驱赶牲畜，减少牲畜靠近电子围栏后被电击的次数，同时也能使牲畜形成对啸声的条件反射，使其自动远离电子围栏。

2、通过设置活动片、共振腔、调节杆等装置，可以推动调节杆以便于移动活动片的位置，从而改变共振腔的大小，共振腔可使通过的气流形成共振，起到放大气流响度的作用，同时，可通过共振腔的大小来改变气流的音色，使声音更加尖锐；直杆与发声器侧壁连接处设有防滑橡胶，可避免因气流作用而导致的活动片位置改变。

3、承力杆的底部为锥形，方便插入土壤中，此外，底板的底部也设有锥形的抓地杆，在承力杆上套设对应规格的套筒，通过改变调节杆插设在插槽中的位置来改变套筒的高度，可起到辅助固定承力杆的作用，使电子围栏有一定的抗风性，避免被风吹倒。

4、相较于传统木质围栏或网状围栏，电子围栏的内外两侧都有电击功能，不仅可以防止牲畜逃出围栏，也能避免野兽进入围栏咬伤牲畜，此外，电子围栏的承力杆不需要埋设过深，方便移动。

5、架线杆上设有避雷器，并且避雷器与电子围栏主机都设有接电线，即使在雷雨天气也能有较好的避雷效果，以防雷电损坏电力设备；合金线之间采用串联连接方式，不易发生短路现象。

6、计算机将各个穿戴设备上传的定位信息与电击信息整合、分析，统计出牲畜的运动量和受到的电击次数，并将此数据上传到云端，通过拟合电击次数与时间的关系曲线，可以判断牲畜是否形成条件反射记忆，帮助管理员监视牲畜情。

综上所述，本发明结构合理，通过设置警示机构，在牲畜靠近电子围栏时，警示机构发出尖锐啸声驱逐牲畜，以减少牲畜受到的电击次数，若牲畜忽略啸声后继续靠近电子围栏，则会受到电击作用，通过啸声加电击作用，使牲畜形成条件反射，主动远离电子围栏的位置。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于可穿戴设备的畜牧养殖用电子围栏的结构示意图；

图2为图1中A处放大图；

图3为图1中C处放大图；

图4为本发明提出的一种基于可穿戴设备的畜牧养殖用电子围栏中警示机构的结构示意图；

图5为本发明提出的一种基于可穿戴设备的畜牧养殖用电子围栏中发声器部分的结构示意图；

图6为图4中D处放大图；

图7为图1中B处放大图。

图中：1主控室、2电子围栏主机、3架线杆、4辅助固定装置、 5绝缘子、6终端杆、7合金线、8承力杆、9避雷器、10套筒、11 调节杆、12底板、13抓地杆、14支撑杆、15固定块、16过线杆、 17紧固片、18固定孔位、19连通腔、20空心杆、21发声器、2101 哨口、2102活动片、2103调节杆、22过渡板、23踏板、24复位弹簧、25U型槽板、26密封套、27第一连接器、28第二连接器、29 固定器。

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。

参照图1-图7，一种基于可穿戴设备的畜牧养殖用电子围栏及畜牧方法，包括可穿戴设备、主控室1、电子围栏主机2、架线杆3、多根承力杆8和终端杆6，架线杆3、多根承力杆8与终端杆6之间通过四根合金线7形成串联的闭合回路，电子围栏主机2与架线杆3之间连接有控制闭合回路的线缆，主控室1内设有用于控制电子围栏主机2的信号收发设备，架线杆3的顶部设有避雷器9，且电子围栏主机2、避雷器9、合金线等电力装置均设有接地线，以防雷击；

每根承力杆8上均安装有多个固定合金线7的固定机构，每个固定机构均包括固定块15、过线杆16和紧固片17，每个固定块15上均对称开设有多个螺纹孔，且每个过线杆16均通过紧固片17固定在对应的固定块15上，每个紧固片17与对应的固定块15之间均通过螺栓固定，过线杆16为绝缘材料制成，以防连接处漏电，合金线7 通过绝缘子5与终端杆6相连；

其中两根合金线7为火线，另外两根合金线7为地线，且火线与地线自上而下交错设置，相对应的火线与地线短接；

每根承力杆8的底部均设有辅助固定装置4，终端杆6与多根承力杆8所围区域的内部设有警示机构，警示机构包括U型槽板25，U 型槽板25上通过多个复位弹簧24连接有踏板23，且踏板23与U型槽板25的内侧壁之间设有密封圈，终端杆6内开设有连通腔19，U 型槽板25的底部开设有通气孔，终端杆6与U型槽板25的侧壁上分别焊接有第一连接器27和第二连接器28，且第一连接器27与第二连接器28的位置相对应，第一连接器27和第二连接器28之间固定套设有密封套26，且连通腔19的底部与通气孔通过密封套26相连通，终端杆6的外侧壁上安装有发声器21，且发声器21的内部与连通腔上部相连通，所述踏板23的侧边固定设有倾斜的过渡板22，用于平缓踏板23与地面的坡度。

每个辅助固定装置4均包括套筒10和底板12，每块底板12上对称转动安装有多根支撑杆14，且每根支撑杆14的顶端均转动设置在对应的套筒10的外侧壁上，每块底板的上表面均对称开设有多个卡槽，每根支撑杆14下表面均转动安装有调节杆11，且每根调节杆11均卡设在对应的卡槽内，每块底板12的下表面均焊接有多根抓地杆13。

本发明中，发声器21包括壳体，壳体内开设有相连通的进气腔与共振腔，壳体的侧壁上开设有哨口2101，且哨口2101位于进气腔与共振腔相连处，共振腔内还设有调节腔体大小的调节装置；

调节装置包括滑动设置在共振腔内的活动片2102和位于发声器 21外侧的调节杆2103，调节杆2103与活动片2102之间通过直杆固定相连，且直杆与发声器21侧壁相连处设有防滑橡胶，防滑橡胶可避免发声器21内的气流将活动片2102推动。

哨口2101的截面积小于进气腔的进气口处的截面积，哨口2102 的截面积越小，气流从此处流出的速度就越大，从而使哨口2101发生的声音更加尖锐。

信号收发设备包括计算机、中继设备、服务器和通讯基站，穿戴设备内设有定位模块、无线网络模块、电源模块、稳压模块、信息处理模块和信号发生模块，定位模块为GPS模块或北斗模块等GNSS模块，信号处理模块包括用于存储牲畜信息的存储器。

一种基于可穿戴设备的畜牧养殖用电子围栏的畜牧方法，包括以下步骤：

S1：将牧场牲畜的信息，如品种、健康状况、身份编号等信息逐一录入对应的穿戴设备中的存储器内，用于区分不同的牲畜；

S2：通过穿戴设备定位牲畜的实时位置，并将此信息通过信号发生模块传输到服务器中，再通过中继设备将信号发送到计算机中，计算机从而确定牲畜位置，并判断其与电子围栏的距离；

S3：若牲畜靠近电子围栏处，则计算机发出电击指令，使动物受到短暂且轻微的电击；

S4：通过计算机将各个穿戴设备上传的定位信息与电击信息整合、分析，统计出牲畜的运动量和受到的电击次数，并将此数据上传到云端，帮助管理员监视牲畜情况，当牲畜受到的电击次数减小时，说明牲畜已经形成条件反射，不再靠近电子围栏边缘。

本发明使用时，根据牲畜的数量与活动范围，将承力杆8埋设在土壤中，承力杆8的底部为锥形，方便插入土壤中，然后在承力杆8 上套设对应规格的套筒10，通过改变调节杆11插设在插槽中的位置来改变套筒10的高度，底板12的底部也设有锥形的抓地杆13，通过底板12的辅助固定作用，可以使承力杆8有一定的抗风性，以免被风吹倒；然后再架设架线杆3与终端杆6，固定好架线杆3与终端杆3后再使用合金线7连接电路，四根合金线7通过绝缘子5和固定器29与终端杆3相连，其中两根合金线7为火线，另外两根合金线 7为地线，且火线与地线自上而下交错设置，相对应的火线与地线短接，用于组成闭合的串联回路，电子围栏主机2控制这一串联回路中的电流中断与大小；

值得说明的是，因为电子围栏圈养动物的原理是通过电击使动物主动避开围栏，一般动物对电击都十分敏感，触电后会立刻避开，因此相较于传统式木质围栏，电子围栏不需要埋设过深，为方便搬运，也可以使用空心结构的承力杆8；合金线7固定在承力杆8上时必须使用绝缘的过线杆16，以防串联回路发生漏电现象；

安装好电子围栏后，将牧场牲畜的信息，如品种、健康状况、身份编号等信息逐一录入对应的穿戴设备中的存储器内，用于区分不同的牲畜；

通过穿戴设备定位牲畜的实时位置，并将此信息通过信号发生模块传输到服务器中，再通过中继设备将信号发送到计算机中，计算机从而确定牲畜位置，并判断其与电子围栏的距离；

当牲畜向电子围栏方向移动并踩到踏板23时，踏板23在重力作用下压缩复位弹簧24，U型槽板25内部的空气被挤压，通过通气孔向连通腔19内流动，最后通过发声器21从哨口2101处流出，因为哨口2101的截面积小于进气口的截面积，所以空气的流速增加，且经过共振腔的共振作用，气流声被放大，发出尖锐的啸声，用于驱赶牲畜；发声器21的位置可根据牲畜的体型变化，使声波的主要传输面与牲畜的头部处于相似高度的水平面上；

若牲畜忽略啸声，仍旧靠近电子围栏，则根据牲畜的位置，计算机发出电击指令，使动物受到短暂且轻微的电击，从而使牲畜避开电子围栏；

通过计算机将各个穿戴设备上传的定位信息与电击信息整合、分析，统计出牲畜的运动量和受到的电击次数，并将此数据上传到云端，通过拟合电击次数与时间的关系曲线，可以判断牲畜是否形成条件反射记忆，帮助管理员监视牲畜情。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于可穿戴设备的畜牧养殖用电子围栏，包括可穿戴设备、主控室（1）、电子围栏主机（2）、架线杆（3）、多根承力杆（8）和终端杆（6），其特征在于，所述架线杆（3）、多根承力杆（8）与终端杆（6）之间通过四根合金线（7）形成串联的闭合回路，所述电子围栏主机（2）与架线杆（3）之间连接有控制闭合回路的线缆，所述主控室（1）内设有用于控制电子围栏主机（2）的信号收发设备；

所述终端杆（6）与多根承力杆（8）所围区域的内部设有警示机构，所述警示机构包括U型槽板（25）和踏板（23），且踏板（23）弹性连接在U型槽板（25）的上方，所述终端杆（6）内开设有连通腔（19），所述U型槽板（25）的底部开设有通气孔，且U型槽板（25）通过通气孔与连通腔（19）相连通，所述终端杆（6）的外侧壁上安装有发声器（21），且发声器（21）的内部与连通腔（19）的上部相连通，所述发声器（21）包括壳体，所述壳体内开设有相连通的进气腔与共振腔，所述壳体的侧壁上开设有哨口（2101），且哨口（2101）位于进气腔与共振腔相连处，所述共振腔内还设有调节腔体大小的调节装置，所述哨口（2101）的截面积小于进气腔的进气口处的截面积，调节装置包括滑动设置在共振腔内的活动片（2102）和位于发声器（21）外侧的调节杆（2103），调节杆（2103）与活动片（2102）之间通过直杆固定相连，且直杆与发声器（21）侧壁相连处设有防滑橡胶，防滑橡胶可避免发声器（21）内的气流将活动片（2102）推动，通过推动调节杆能够移动活动片的位置，从而改变共振腔的大小，共振腔可使通过的气流形成共振，起到放大气流响度的作用，同时可通过共振腔的大小来改变气流的音色，使声音更加尖锐。

2.根据权利要求1所述的一种基于可穿戴设备的畜牧养殖用电子围栏，其特征在于，所述信号收发设备包括计算机、中继设备、服务器和通讯基站，所述穿戴设备内设有定位模块、无线网络模块、电源模块、稳压模块、信息处理模块和信号发生模块，所述定位模块为GPS模块或北斗模块，所述信息处理模块包括用于存储牲畜信息的存储器。

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