CN111972307B - 动物进食量监控方法、监控系统以及智能耳标 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及动物进食量监控方法、监控系统以及智能耳标，包括如下步骤：1)当动物靠近位于饲喂区的无线充电发射器，固定于动物耳标内的无线充电线圈接收无线充电发射器的电磁信号，并将其转换为电压信号，电压信号经处理后对耳标供电；2)计算机系统获取电压信号，当电压信号的电压值超过计算机系统设定的电压值，计算机系统获取动物头部的运动信息，计算机控制系统根据动物耳部的运动信息得到动物的进食量。实现了磁共振无线充电与进食量检测的有机结合，实现动物进食量关键数据的获取，以及智能耳标的自动充电蓄能。
Description
技术领域
本发明属于动物养殖技术领域，具体涉及动物进食量监控方法、监控系 统以及智能耳标。
背景技术
畜牧业的大难题是动物的健康监测。近年来的非洲猪瘟，给世界造成了 严重的经济损失。虽然目前有使用电子耳标或智能耳标加装到猪的耳部，以 在饲养过程中对猪进行有效管理，猪或者母猪的进食量，是一个非常有利于 健康监测、生长优化的关键参数，目前的电子耳标或智能耳标，不能获得这 个关键的数据；且目前的电子耳标或者智能耳标还存供电问题，智能耳标因 为需要数据采集、运算、存储和数据传输等，需要消耗相对多的电能，在采 用电池供电的情况下，智能耳标的续航时间非常有限，不能有效工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种动物进食量监控方法、监控系 统以及智能耳标，实现磁共振无线充电与进食量检测的有机结合，实现动物 进食量关键数据的获取，以及智能耳标的自动充电蓄能。
本发明提供了一种动物进食量监控方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)当动物靠近位于饲喂区的无线充电发射器，固定于动物耳标内的无 线充电线圈接收无线充电发射器的电磁信号，并将其转换为电压信号，所述 电压信号经处理后对所述耳标供电；
2)计算机系统获取所述电压信号，当所述电压信号的电压值超过所述 计算机系统设定的电压值，所述计算机系统获取动物头部的运动信息，所述 计算机控制系统根据所述动物耳部的运动信息得到动物的进食量。
动物，特别是生猪的进食量，比较难以测量。现有技术中，有两种方案： 一是采用称体重的办法，分别称量生猪进食前和进食后的体重，再利用简单 的减法就能获得生猪的进食量，比较繁琐。另外一种是采用称量食槽的重量， 采用称重传感器，分别称量食物投放后，生猪进食前和进食后的食槽(包括 食物)的重量，也是一个简单的减法，就能够获得生猪的进食量。在大型养 殖场，生猪是群养的，难以进行个体识别，如果采用秤量进食前后生猪体重 变化的方案，则难以获得生猪的个体体重。所以这两种现有的方式，目前还 不具有实际的使用价值。磁共振式无线充电的充电电压与无线充电发射器和 无线充电接收器之间的距离相关，距离越近，电压越大，基于本申请的方法， 利用此特性，将无线充电线圈安装在饲喂区，尤其是位于食槽处时，电压增 加显著并超过控制系统的设定值，控制系统获取动物耳部的运动信息。因为 生猪个体咀嚼时头部(包括耳部、嘴部等)会产生震动，会呈现特定的运动 状态，表示动物正在进行进食，根据动物的头部运动信息可获取动物的进食量。
在上述方案的基础上，本发明还可以进行如下改进：
进一步，步骤1)中，所述电压信号经电路处理后储存于耳标内的电池 内，可用于对所述运动传感器等进行供电；步骤2)中，所述电压值超过所 述计算机系统设定电压值，所述计算机系统通过位于动物耳部的运动传感器 获取动物耳部的运动信息，并绘制得到所述电压条件下动物耳朵的震荡轨迹 图，所述计算机系统根据所述震荡轨迹图确定动物此次的进食时长和进食频 率，所述计算机系统根据此次进食时长和进食频率得到动物此次进食的进食 量。
由此，无线充电电压用于监测生猪个体的位置信息，并反馈给计算机系 统，当生猪个体进入饲喂区，尤其是位于食槽处时，电压超过计算机系统内 电压设定值，计算机系统开始绘制得到该电压条件下动物耳朵的震荡轨迹图 (即咀嚼状态下特定的运动状态)，根据所述震荡轨迹图，得到此次进食的 进食量和进食频率。进食频率反应猪进食的速度，也就是进食的意愿强烈程 度。
进一步，还包括：在步骤1)之前，获取各年龄段健康动物个体进食频 率段、每天的进食量段以及进食次数段信息，并存储于所述计算机系统；步 骤3)计算机系统重复步骤2)，处理得到动物每天的进食量，并记录进食 次数；当处于所述年龄段的待监测动物个体的进食量位于所述进食量段内， 计算机系统记录所述待监测动物个体的进食量；当所述待监测动物个体的进 食量偏离所述进食量段，计算机系统记录所述待监测动物个体的进食量并记 录进食异常；当所述待监测动物个体的进食次数位于所述进食次数段,计算 机系统记录所述动物个体的进食次数；当步骤2)中的进食频率位于所述进 食频率段内，计算机系统记录所述待监测动物个体的此次进食频率，当步骤 2)中的进食频率偏离所述进食频率段，计算机系统记录所述待监测动物个 体的此次进食频率并记录进食异常。
由此，可实时获得、记录生猪个体的进食数据以及进食异常情况，有利 于生猪个体的健康管理、养殖优化和溯源。
进一步，在步骤1)之前，获取与待监测动物个体相同饲养条件下的各 年龄段健康动物个体的进食信息，根据进食信息统计得到各年龄段健康动物 个体的进食频率段以及每天的进食量段和进食次数段。
具体的，可采用大数据的方式来获取特定饲养条件下的各年龄段健康生 猪个体进食信息。
本发明还提供了一种智能耳标，其特征在于，包括耳标本体、以及位于 所述耳标本体内的无线充电接收器、运动传感器、采样电路、无线通讯模块 以及微处理器，所述无线充电接收器电能输出端连接所述运动传感器、采样 电路、无线通讯模块以及微处理器，所述无线充电接收器包括用于接收无线 充电发射器电磁信号的谐振接收电路，所述采样电路输入端与所述谐振接收 电路的输出端连接，所述采样电路输出端与所述微处理器连接，所述微处理 器分别与所述无线充电接收器、所述运动传感器以及所述无线通讯模块连接。
基于本发明的技术方案具有如下有益技术效果：
(1)磁共振式无线充电的充电电压与无线充电发射器和无线充电接收 器之间的距离相关，距离越近，充电电压越大，利用此特性，将无线充电发 射器安装在饲喂区或者其他靠近食槽的地方，因此，在充电电压比较高的情 况下，生猪就一定出现在食槽附近，再结合智能耳标中运动传感器对生猪个 体进行运动监测，就能够获取到生猪进食时的耳部(嘴部或头部)运动状况， 并通过无线通讯模块发送给外部设备，比如计算机系统，最终获得生猪的进 食量、进食频率以及进食次数等重要数据。
(2)无线充电接收器接收无线充电发射器的能量并将其转化为电能， 对各部件，比如运动传感器、采样电路、无线通讯模块以及微处理器进行供 电。
进一步，所述谐振接收电路包括无线充电线圈，所述无线充电线圈与外 部所述无线充电发射器的发射线圈谐振频率相同，所述无线充电线圈位于所 述耳标本体内部。
磁共振式无线充电电路包括无线充电发射器和无线充电接收器(包括接 收线圈)，无线充电发射器包括包括：高频振荡电路，用于产生高频振荡信 号；发射线圈，用于发射高频振荡信号；电源模块，用于为高频振荡电路供 电。发射线圈和接收线圈在一个特定的频率上共振，此时无线充电发射器和 无线充电接收器可以交换彼此的能量，实现无线充电。基于本发明的智能耳 标，采用磁共振无线充电，无线充电发射器的发射线圈和无线充电接收器的 接收线圈的固有频率相同，所以，能够在更远的距离上建立共振，因而传输 距离可以更远；磁共振式无线充电不要求接收端和发射端的相对位置、相对 角度，所以更适合动物在无意识下的充电，磁共振式无线充电容许实现“一 对多”的充电方式，有助于成本的降低；且磁共振式无线充电还没有电磁辐 射，环保安全。
进一步，所述耳标本体内还设置有铁芯以及温度传感器，所述无线充电 线圈绕置于所述铁芯表面，所述温度传感器位于所述铁芯表面，所述温度传 感器与所述微处理器连接。
猪体温是养殖业非常关键的一个数据，在生猪出现病情或者疫情的情况 下，生猪的体温会发生变化，但是这种变化比较微小，一般在1摄氏度左右； 对于母猪的养殖，体温的变化还有更重要的意义-母猪情期监测，母猪的主 要任务是繁殖小猪，因此，准确地获知母猪的情期非常重要，母猪情期的特 征，表现为体温的变化，通过智能耳标获取和记录母猪的日常体温，能帮助 养殖业主准确地获知母猪的情期，提高小猪生产效率。而铁作为一种金属， 其导热性能优于大部分塑料，因而能作为更好的体温媒介。在本申请中，生 猪的体温通过塑料外壳传导到铁芯上，铁芯的温度就是生猪体温，铁芯和生 猪的体温一致后，智能耳标通过安装在铁芯表面的温度传感器，获得了生猪 的体温；铁芯既作为无线充电接收器的磁芯，用于增强无线发射线圈和无线 充电线圈的共振效果；作为生猪个体温度传感器的媒介，与温度传感器一起 更加准确地测量体温；作为机械加强的材料，与壳体材料一起，防止外层塑 料壳体断裂。集三种功能一体化的设计，多方面提高智能耳标的质量的同时， 实现智能耳标设计的更加细小化。
进一步，所述耳标本体具有T形空腔，所述铁芯竖直固定于所述T形空 腔内，所述无线充电线圈水平固定于所述T形空腔上部。
基于本发明的智能耳标，生猪的体温通过T形部分的塑料外壳，传导到 铁芯上，所以，铁芯的温度就是生猪体温，因为T形部分和生猪的充分接触， 其温度更具有代表性，铁芯和生猪的体温一致后，智能耳标通过安装在铁芯 表面的温度传感器，获得了生猪的体温，采用铁芯作为体温传导介质的好处 是，温度传感器接触面稳定，不受生猪的运动影响，同时，生猪和体温传导 介质的接触面大，能更准确地获得生猪的体温，且铁芯的设置也增加了整个 部件的机械强度，减少了整个被压咬坏、蹭坏的概率。
进一步，所述无线充电接收器还包括连接所述谐振接收电路的整流滤波 电路，连接所述整流滤波电路的DC-TO-DC降压电路、连接所述DC-TO-DC降 压电路的过压过流保护电路、以及连接所述过压过流保护电路的充电电池， 所述充电电池分别与所述运动传感器、采样电路、无线通讯模块连接以及微 处理器连接。
由此，整流滤波电路、DC-TO-DC降压电路以及过压过流保护电路可以得 到一个相对恒定的充电电压或电流，用于为充电电池充电。
现有的电子耳标，大多采用RFID被动式能量传输的方式，利用线圈来 获得一个非常小的能量，供电子耳标短暂使用。智能耳标因为耗电量大，被 动式能量传输根本不能满足用电需求；有的采用电池作为电源，因为电池的 容量有限，智能耳标的工作时间也非常有限，目前最长的工作时间能达到10 周左右，这还是尽可能采用多种省电的方式下达到的水平。现有的电子耳标 和智能耳标，要么采用被动式线圈供电，要么采用电池供电。这两种方式， 都不能提供智能耳标正常工作所需的电能。基于本发明采用磁共振无线充电 的方式对智能耳标供电，能够经常性地获得电能供应，因而解决了智能耳标 供电的大难题。
本发明还提供了一种动物进食量监控的系统，包括无线充电发射器、如 上所述的智能耳标、以及与所述无线通讯模块通讯连接的计算机系统，所述 无线充电发射器位于所述饲喂区。
优选的，所述饲喂区内各食槽附近分别设置有一个所述无线充电发射 器。
磁共振无线充电传输距离远，能够在较远的距离上建立共振，因为磁共 振式无线充电不要求接收端和发射端的相对位置、相对角度，所以能在生猪 个体无意识下，实现远距离和长时间充电；饲喂区是猪群(或其他被监控对 象)主要的生活区域，将所述无线充电发射器设置于饲喂区，当其进入饲喂 区进食或距离饲喂区较远的距离内，与无线充电发射器的发射线圈具有相同 谐振频率的无线充电发射器的接收线圈，均可从电磁场接收电磁信号并将其 转换为可为设备充电的电能，为智能耳标中的各部件进行供电；而当生猪个体进入饲喂区，尤其是进入食槽处时，充电电压显著增加，采样电路测得电 压值超过控制系统设定值，计算机制系统记录动物咀嚼时，耳朵的震荡轨迹 图，根据震荡轨迹图，可以得到生猪个体的每天进食量和进食次数。
基于本发明的系统，能够获得生猪个体的进食数据、体温数据，实现了 生猪关键数据的长期监测，有利于生猪个体的健康管理、养殖优化和溯源。
附图说明
图1为基于本发明实施例的智能耳标的原理框图。
图2基于本发明实施例的智能耳标的结构示意图。
图3基于本发明实施例的智能耳标的内部结构示意图。
图4为基于本发明实施例的饲喂区的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件名称如下：
耳标本体1；T形空腔2；铁芯3；温度传感器4；电路板5；无线充电发 射器6；饲喂区7；食槽8。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中 自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能 的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明， 而不能理解为对本发明的限制。
下面结合图1-4并参考具体实施例描述本发明。
如图1所示，基于本发明的智能耳标，包括耳标本体1、以及位于所述 耳标本体内的无线充电接收器、运动传感器、采样电路、无线通讯模块以及 微处理器，所述无线充电接收器电能输出端连接所述运动传感器、采样电路、 无线通讯模块以及微处理器，所述无线充电接收器包括用于接收无线充电发 射器电磁信号的谐振接收电路，所述采样电路输入端与所述谐振接收电路的 输出端电连接，所述采样电路输出端与所述微处理器连接，所述微处理器分 别与所述无线充电接收器、所述运动传感器以及所述无线通讯模块连接。
基于本发明的智能耳标，能够获取到生猪进食时的耳部运动状况，并通 过无线通讯模块发送给外部设备，比如计算机系统，最终获得生猪的进食量、 进食频率以及进食次数等重要数据；且无线充电接收器接收无线充电发射器 的能量并将其转化为电能，对各部件，比如运动传感器、采样电路、无线通 讯模块以及微处理器进行供电，实现了磁共振无线充电与进食量监测的有机 结合。
基于本发明的智能耳标，所述谐振接收电路包括无线充电线圈，所述无 线充电线圈与外部所述无线充电发射器的发射线圈谐振频率相同，所述无线 充电线圈位于所述耳标本体内部。
磁共振式无线充电电路包括无线充电发射器和无线充电接收器(包括接 收线圈)，无线充电发射器包括包括：高频振荡电路，用于产生高频振荡信 号；发射线圈，用于发射高频振荡信号；电源模块，用于为高频振荡电路供 电。发射线圈和接收线圈在一个特定的频率上共振，此时无线充电发射器和 无线充电接收器可以交换彼此的能量，实现无线充电。基于本发明的智能耳 标，采用磁共振无线充电，无线充电发射器的发射线圈和无线充电接收器的 接收线圈的固有频率相同，所以，能够在更远的距离上建立共振，因而传输 距离可以更远；磁共振式无线充电不要求接收端和发射端的相对位置、相对 角度，所以更适合生猪在无意识下的充电，磁共振式无线充电容许实现“一 对多”的充电方式，有助于成本的降低；且磁共振式无线充电还没有电磁辐 射，安全。
如图2和3所示，基于本发明的智能耳标，所述耳标本体内还设置有铁 芯3以及温度传感器4，所述无线充电线圈绕置于所述铁芯3表面，所述温 度传感器4位于所述铁芯3表面，所述温度传感器4与所述微处理器连接。
基于本发明的智能耳标，所述耳标本体具有T形空腔2，所述铁芯3竖 直固定于所述T形空腔2内，所述无线充电线圈水平固定于所述T形空腔2 上部。
基于本发明的智能耳标，铁芯3固定牢固，温度传感器4接触面稳定， 不受生猪的运动影响，同时，生猪和体温传导介质的接触面大，能更准确地 获得生猪的体温，且铁芯3的设置也增加了整个部件的机械强度，减少了整 个被压咬坏、蹭坏的概率。
基于本发明的智能耳标，所述无线充电接收器还包括连接所述谐振接收 电路的整流滤波电路，连接所述整流滤波电路的DC-TO-DC降压电路、连接 所述DC-TO-DC降压电路的过压过流保护电路、以及连接所述过压过流保护 电路的充电电池，所述充电电池分别与所述运动传感器、采样电路、无线通 讯模块连接以及微处理器连接。
由此，整流滤波电路、DC-TO-DC降压电路以及过压过流保护电路可以得 到一个相对恒定的充电电压或电流，用于为充电电池充电。
现有的电子耳标，大多采用RFID被动式能量传输的方式，利用线圈来 获得一个非常小的能量，供电子耳标短暂使用。智能耳标因为耗电量大，被 动式能量传输根本不能满足用电需求；有的采用电池作为电源，因为电池的 容量有限，智能耳标的工作时间也非常有限，目前最长的工作时间能达到10 周左右，这还是尽可能采用多种省电的方式下达到的水平。现有的电子耳标 和智能耳标，要么采用被动式线圈供电，要么采用电池供电。这两种方式， 都不能提供智能耳标正常工作所需的电能。基于本发明采用磁共振无线充电 的方式对智能耳标供电，能够经常性地获得电能供应，因而解决了智能耳标 供电的大难题。
基于本发明实施例的动物进食量监控的系统，包括无线充电发射器6、 如上所述的智能耳标、以及与所述无线通讯模块通讯连接的计算机系统，所 述无线充电发射器6位于所述饲喂区7。
优选的，所述饲喂区7内各食槽附近分别设置有一个所述无线充电发射 器6。
磁共振无线充电传输距离远，能够在较远的距离上建立共振，因为磁共 振式无线充电不要求接收端和发射端的相对位置、相对角度，所以能在生猪 个体无意识下，实现远距离和长时间充电；饲喂区是猪群(或其他被监控对 象)主要的生活区域，将所述无线充电发射器设置于饲喂区，当其进入饲喂 区进食或距离饲喂区较远的距离内，与无线充电发射器的发射线圈具有相同 谐振频率的无线充电发射器的接收线圈，均可从电磁场接收电磁信号并将其 转换为可为设备充电的电能，为智能耳标中的各部件进行供电；而当生猪个体进入饲喂区，尤其是进入食槽处时，充电电压显著增加，采样电路测得电 压值超过控制系统设定值，计算机制系统记录动物咀嚼时，耳朵的震荡轨迹 图，根据震荡轨迹图，可以得到生猪个体的每天进食量和进食次数。
具体的，所述无线通讯模块选自WIFI、蓝牙、Lora、ZigBee中任意一 种。
具体的，所述运动传感器采用电动式、压电式、电涡流式、电感式、电 容式、电阻式、光电式等中的一种，例如ADXL345。
具体的，所述微处理器选自STM、ARM等系列芯片中的任意一种。
优选的，所述T形空腔上部设置有电路板5。
优选的，所述线充电接收器、运动传感器、采样电路、无线通讯模块以 及微处理器分别设置于所述电路板5上表面。
优选的，所述无线充电线圈位于所述电路板5的下表面。
优选的，所述运动传感器固定于所述耳标本体内壁或电路板上。
基于本发明实施例的动物进食量监控的系统，在满足高电压条件下，计 算机绘制得到耳朵在向食槽方向运动的这一特定运动轨迹，说明猪体准备进 食，随后的震荡轨迹图(即生猪个体咀嚼时)代表其正在进食，震荡轨迹图 时长可代表生猪个体此次的进食时长，震荡轨迹图的震动频率，代表进食快 慢，根据一天内间隔一定时间的震荡轨迹图的个数来确定每天的进食次数。 当生猪个体进入饲喂区，尤其是进入食槽处时，充电电压显著增加，采样电 路测得电压值超过控制系统设定值，计算机系统开始记录动物准备进食时耳 朵的运动轨迹以及进行进食时耳朵的震荡轨迹图，根据运动和震荡轨迹图， 可以得到生猪个体的每次进食时长和进食频率，可通过二者平均值之积来衡 量此次进食量，并进而进行加和得到一天、数天或数月内的进食量。
基于本发明的系统，能够获得生猪个体的进食数据、体温数据，实现了 生猪关键数据的长期监测，有利于生猪个体的健康管理、养殖优化和溯源。
如图4所示，基于本发明的动物进食量监控的系统一个实施例，对动物 进食量的具体食量监控过程如下：
如图3所示，饲喂区7内各食槽8附近分别设置有一个所述无线充电发 射器6，由于无线充电发射器6的覆盖面大，传输距远，无论是在饲喂区7 或是非饲喂区，智能耳标内的无线充电接收器均可以均可从电磁场接收电磁 信号并将其转换为可为设备充电的电能，实现对无线充电接收器内的电池进 行充电，充电电池可以为运动传感器、采样电路、无线通讯模块连接以及微 处理器进行供电，温度传感器4以及运动传感器接收测得温度信号、运动信 号并经微处理器处理后，经无线传输模块发送给外部的计算机系统，计算机 系统可实时监测生猪个体的进食量数据、温度数据；当生猪个体进入饲喂区， 尤其是进入食槽处时，充电电压显著增加，采样电路测得电压值超过控制系 统设定值，计算机系统可记录一天内动物咀嚼时耳朵的震荡轨迹图，根据震 荡轨迹图，处理可以得到生猪个体的进食频率、每天进食时长和进食次数； 控制系统将进食量与同年龄段的健康动物个体的进食量数据比较，对于进食 量较少的动物个体给于预警，同时将进食次数与同年龄段的健康动物个体的 进食次数段比较，对于进食次数较少的生猪个体给于预警，将进食频率与同 年龄段的健康动物个体的进食频率段进行比较，对于进食频率较少生猪个体 给于预警。
尽管上面已经详细描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以 理解：在不脱离本本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种 变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种动物进食量监控方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）当动物靠近位于饲喂区的无线充电发射器，固定于动物耳标内的无线充电线圈接收无线充电发射器的电磁信号，并将其转换为电压信号，所述电压信号经处理后对所述耳标供电；
2）计算机系统获取所述电压信号，当所述电压信号的电压值超过所述计算机系统设定的电压值，所述计算机系统获取动物头部的运动信息，所述计算机控制系统根据所述动物耳部的运动信息得到动物的进食量；
所述耳标包括耳标本体（1）、以及位于所述耳标本体内的无线充电接收器、运动传感器、采样电路、无线通讯模块以及微处理器，所述无线充电接收器电能输出端连接所述运动传感器、采样电路、无线通讯模块以及微处理器，所述无线充电接收器包括用于接收无线充电发射器电磁信号的谐振接收电路，所述采样电路输入端与所述谐振接收电路的输出端连接，所述采样电路输出端与所述微处理器连接，所述微处理器分别与所述无线充电接收器、所述运动传感器以及所述无线通讯模块连接；
其中，步骤1）中，所述电压信号经电路处理后储存于耳标内的电池内，用于对所述运动传感器进行供电；步骤2）中，所述电压值超过所述计算机系统设定电压值，所述计算机系统通过位于动物耳部的运动传感器获取动物耳部的运动信息，并绘制得到所述电压条件下动物耳朵的震荡轨迹图，所述计算机系统根据所述震荡轨迹图确定动物此次的进食时长和进食频率，所述计算机系统根据此次进食时长和进食频率得到动物此次进食的进食量；
在步骤1）之前，获取各年龄段健康动物个体进食频率段、每天的进食量段以及进食次数段信息，并存储于所述计算机系统；步骤3）计算机系统重复步骤2），处理得到动物每天的进食量，并记录进食次数；当处于所述年龄段的待监测动物个体的进食量位于所述进食量段内，计算机系统记录所述待监测动物个体的进食量；当所述待监测动物个体的进食量偏离所述进食量段，计算机系统记录所述待监测动物个体的进食量并记录进食异常；当所述待监测动物个体的进食次数位于所述进食次数段,计算机系统记录所述动物个体的进食次数；当步骤2）中的进食频率位于所述进食频率段内，计算机系统记录所述待监测动物个体的此次进食频率，当步骤2）中的进食频率偏离所述进食频率段，计算机系统记录所述待监测动物个体的此次进食频率并记录进食异常。
2.根据权利要求1所述动物进食量监控方法，其特征在于，在步骤1）之前，获取与待监测动物个体相同饲养条件下的各年龄段健康动物个体的进食信息，根据进食信息统计得到各年龄段健康动物个体的进食频率段以及每天的进食量段和进食次数段。
3.根据权利要求1所述动物进食量监控方法，其特征在于，所述谐振接收电路包括无线充电线圈，所述无线充电线圈与外部所述无线充电发射器的发射线圈谐振频率相同，所述无线充电线圈位于所述耳标本体内部。
4.根据权利要求3所述动物进食量监控方法，其特征在于，所述耳标本体内还设置有铁芯（3）以及温度传感器（4），所述无线充电线圈绕置于所述铁芯（3）表面，所述温度传感器（4）位于所述铁芯（3）表面，所述温度传感器（4）与所述微处理器连接。
5.根据权利要求4所述动物进食量监控方法，其特征在于，所述耳标本体具有T形空腔（2），所述铁芯（3）竖直固定于所述T形空腔（2）内，所述无线充电线圈水平固定于所述T形空腔（2）上部。
6.根据权利要求1所述动物进食量监控方法，其特征在于，所述无线充电接收器还包括连接所述谐振接收电路的整流滤波电路，连接所述整流滤波电路的DC-TO-DC降压电路、连接所述DC-TO-DC降压电路的过压过流保护电路、以及连接所述过压过流保护电路的充电电池，所述充电电池分别与所述运动传感器、采样电路、无线通讯模块连接以及微处理器连接。
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113057118A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-07-02 | 河北农业大学 | 一种低耗能动物行为实时监测装置及其监测方法 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101077295A (zh) * | 2007-04-19 | 2007-11-28 | 山东农业大学 | 畜类动物采食量检测方法及智能检测仪 |
| CN101789638A (zh) * | 2010-02-26 | 2010-07-28 | 深圳和而泰智能控制股份有限公司 | 一种可扩展充电距离的无线充电接收装置及方法 |
| CN103825345A (zh) * | 2014-02-26 | 2014-05-28 | 武汉大学 | 一种特殊螺旋线圈无线电源充电装置 |
| AU2014279697A1 (en) * | 2013-06-14 | 2016-01-21 | Dairymaster | A method, a device and a system for determining a state of an animal |
| CN106160265A (zh) * | 2016-07-12 | 2016-11-23 | 武汉大学 | 无线供电装置 |
| CN106356932A (zh) * | 2016-09-26 | 2017-01-25 | 武汉大学 | 具有方向自适应线圈结构的智能机器人无线充电系统 |
| CN106451700A (zh) * | 2016-10-26 | 2017-02-22 | 中惠创智无线供电技术有限公司 | 一种电路保护装置及无线充电系统 |
| CN107771706A (zh) * | 2017-09-18 | 2018-03-09 | 浙江利尔达物联网技术有限公司 | 一种母猪发情检测方法及系统 |
| CN207531643U (zh) * | 2017-11-14 | 2018-06-26 | 浙江利尔达物联网技术有限公司 | 一种智能化养猪食槽系统 |
| CN108617533A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-10-09 | 青岛章鱼哥信息科技有限公司 | 基于耳标的畜牧监测方法、装置及耳标监测系统 |
| CN110839552A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-02-28 | 秒针信息技术有限公司 | 动物的测温耳标、测温方法及系统 |
| CN111213595A (zh) * | 2018-11-27 | 2020-06-02 | 武汉工程大学 | 一种体温充电的动物电子耳标及充电方法 |
| CN111306023A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-06-19 | 湖南师范大学 | 一种微动能采集装置与方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2831152C (en) * | 2011-03-28 | 2019-06-25 | Clover BENCH | Apparatus and method for using infrared thermography and behaviour information for identification of biologically important states in animals |
| AU2014321857B2 (en) * | 2013-09-23 | 2018-07-19 | Gravity Limited | Animal monitor |
| US20170094946A1 (en) * | 2015-10-06 | 2017-04-06 | Petrak, Llc | System and Method for Wireless Charging of Pet Products |
-
2020
- 2020-07-20 CN CN202010698873.XA patent/CN111972307B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101077295A (zh) * | 2007-04-19 | 2007-11-28 | 山东农业大学 | 畜类动物采食量检测方法及智能检测仪 |
| CN101789638A (zh) * | 2010-02-26 | 2010-07-28 | 深圳和而泰智能控制股份有限公司 | 一种可扩展充电距离的无线充电接收装置及方法 |
| AU2014279697A1 (en) * | 2013-06-14 | 2016-01-21 | Dairymaster | A method, a device and a system for determining a state of an animal |
| CN103825345A (zh) * | 2014-02-26 | 2014-05-28 | 武汉大学 | 一种特殊螺旋线圈无线电源充电装置 |
| CN106160265A (zh) * | 2016-07-12 | 2016-11-23 | 武汉大学 | 无线供电装置 |
| CN106356932A (zh) * | 2016-09-26 | 2017-01-25 | 武汉大学 | 具有方向自适应线圈结构的智能机器人无线充电系统 |
| CN106451700A (zh) * | 2016-10-26 | 2017-02-22 | 中惠创智无线供电技术有限公司 | 一种电路保护装置及无线充电系统 |
| CN107771706A (zh) * | 2017-09-18 | 2018-03-09 | 浙江利尔达物联网技术有限公司 | 一种母猪发情检测方法及系统 |
| CN207531643U (zh) * | 2017-11-14 | 2018-06-26 | 浙江利尔达物联网技术有限公司 | 一种智能化养猪食槽系统 |
| CN108617533A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-10-09 | 青岛章鱼哥信息科技有限公司 | 基于耳标的畜牧监测方法、装置及耳标监测系统 |
| CN111213595A (zh) * | 2018-11-27 | 2020-06-02 | 武汉工程大学 | 一种体温充电的动物电子耳标及充电方法 |
| CN110839552A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-02-28 | 秒针信息技术有限公司 | 动物的测温耳标、测温方法及系统 |
| CN111306023A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-06-19 | 湖南师范大学 | 一种微动能采集装置与方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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