CN112640806A - 一种蓝牙亮灯耳标及运用该耳标的运动预警方法 - Google Patents

Abstract

一种蓝牙亮灯耳标及运用该耳标的运动预警方法，其结构设计简单合理，可减小整个电子芯片的尺寸、重量，同时可降低投入成本，其包括佩戴于动物耳朵的耳标本体，封装于耳标本体内的电子芯片，电子芯片包括信息采集模块、通讯模块、供电模块，供电模块用于给信息采集模块、通讯模块供电，信息采集模块包括加速度传感器，加速度传感器用于采集动物的加速度信息，通讯模块包括蓝牙芯片，加速度传感器通过传感器连接电路与蓝牙芯片连接，电子芯片还包括LED灯，LED灯与蓝牙芯片连接，蓝牙芯片与远程终端通信连接。

Description

一种蓝牙亮灯耳标及运用该耳标的运动预警方法

技术领域

本发明涉及耳标技术领域，具体为一种蓝牙亮灯耳标及运用该耳标的运动预警方法。

背景技术

在畜牧养殖技术领域，为便于进行牲畜管理，常在牲畜的耳朵上佩戴耳标，用以证明牲畜身份。目前市面上常见的耳标为电子耳标，电子耳标主要包括主标、辅标、封装于主标中的电子芯片，电子芯片包括信息采集模块、通讯模块，信息采集模块用于采集动物的运动情况、温度等信息，通讯模块用于将动物相关信息发送给远程终端，管理者通过远程终端即可读取到牲畜相关信息。但现有电子耳标的电子芯片还包括数据处理器，用于对采集模块采集到的信息进行处理，这不仅需要较多连线进行连接，增加了整个电子芯片的尺寸、重量和结构复杂度，而且增加了投入成本。

研究表明，动物的健康状况与动物的饮水、活动范围、进食、栖息、奔跑等行为息息相关，例如，通过实时监测动物的运动变化可有效判断出其身体健康状况，但现有用于动物运动预警的装置较少，且存在检测准确率低，易误报警等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的电子耳标的电子芯片内设置数据处理器，易增加整个电子芯片的尺寸、重量和结构复杂度，使投入成本高的问题，以及现有用于动物运动预警的装置存在预警准确率低，易误报警等问题，本发明提供了一种蓝牙亮灯耳标，其结构设计简单合理，可减小整个电子芯片的尺寸、重量，同时可降低投入成本。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种蓝牙亮灯耳标，其包括佩戴于动物耳朵的耳标本体，封装于所述耳标本体内的电子芯片，所述电子芯片包括信息采集模块、通讯模块、供电模块，所述供电模块用于给所述信息采集模块、通讯模块供电，其特征在于，所述信息采集模块包括加速度传感器，所述加速度传感器用于采集动物的加速度信息，所述通讯模块包括蓝牙芯片，所述加速度传感器通过传感器连接电路与所述蓝牙芯片连接；所述电子芯片还包括预警模块，所述预警模块与所述蓝牙芯片连接，所述蓝牙芯片与远程终端通信连接。

其进一步特征在于，

所述传感器连接电路包括电阻R8、R9，所述加速度传感器的1管脚分别连接12管脚、电阻R11、R13、电容C11、C14、C17、电池BATT，所述加速度传感器的7管脚分别连接所述电阻R13另一端、电阻R10，所述电阻R11另一端连接所述加速度传感器的8管脚，所述加速度传感器的4管脚分别连接所述电阻R8一端、所述蓝牙芯片的11管脚，所述加速度传感器的6管脚分别连接所述电阻R9一端、所述蓝牙芯片的10管脚，所述电阻R8、R9的另一端连接所述电池BATT，所述加速度传感器的11、9管脚分别连接所述蓝牙芯片的8、9管脚，所述电容C11、C14、C17另一端、电阻R10另一端、所述加速度传感器的5、10、12管脚接地；

所述通讯模块包括电容C5、C6、C10、C20、C21、C23、C33、C34，所述蓝牙芯片的1、33、46管脚分别连接所述电容C10、C20、C23一端，所述蓝牙芯片的12、36、48管脚分别连接所述电容C5、C6、C21一端、所述电池BATT，所述电容C5、C6、C10、C20、C21、C23、C33、C34另一端、所述蓝牙芯片的49管脚接地，所述蓝牙芯片的35管脚分别连接所述电容C34一端、晶振Y1的1端口，所述蓝牙芯片的34管脚分别连接电容C33一端、晶振Y1的3管脚，所述晶振Y1的2、4管脚接地，所述蓝牙芯片的47管脚依次串联电感L3、L4，所述电感L4另一端连接蓝牙芯片的46管脚，所述蓝牙芯片的30管脚分别连接电感L1一端、电容C24一端，所述电感L1另一端分别连接电阻R4一端、电容C8一端，所述电阻R4另一端分别连接电容C9一端、电阻R3、R5，所述电阻R3、R5另一端连接天线端口E1、E2；

所述预警模块包括LED灯，所述LED灯为发光二极管，所述发光二极管的阳极连接所述电池BATT，所述发光二极管的阴极连接电阻R2一端，所述电阻R2另一端连接所述蓝牙芯片的15管脚。

所述供电模块包括所述电池BATT，所述电池BATT分别连接电容C15、C16一端、电阻R7一端、连接器J1的1端口，所述电阻R7另一端分别连接电阻R21一端、电容C3一端、所述蓝牙芯片的4管脚，所述电容C15、C16、C3另一端、电阻R1另一端接地。

其还包括调试模块，所述调试模块包括连接器J3，所述连接器J3的1、2、4管脚分别连接所述蓝牙芯片的26、25、24管脚，所述连接器J3的3管脚接地，所述蓝牙芯片的38、39管脚分别连接测试端口TX、RX，所述连接器J3用于连接外部调试设备；

所述蓝牙芯片的型号为NRF52810-QFAA；

所述加速度传感器的型号为LIS3HTR；

所述远程终端包括数据处理器，所述远程终端为手机、PAD或电脑。

一种应用上述蓝牙亮灯耳标的动物运动预警方法，该方法基于佩戴于动物耳朵的电子耳标实现，所述电子耳标包括耳标本体，所述耳标本体内封装有电子芯片，所述电子芯片包括所述信息采集模块、通讯模块、供电模块、预警模块，所述信息采集模块包括加速度传感器，所述预警模块、所述加速度传感器与所述通讯模块连接，所述通讯模块与远程终端通信连接，所述远程终端包括数据处理器，其特征在于，所述动物运动预警方法包括：S1、通过所述加速度传感器采集动物的运动信息；

S2、将所述加速度信息发送给所述通讯模块；

S3、所述通讯模块将所述运动信息发送给所述远程终端；

S4、通过所述远程终端中的所述数据处理器对所述运动信息进行处理，包括：S41、根据不同的养殖模式，设置不同的预警阈值，所述预警阈值根据动物的时段运动值确定；

S42、根据所述通讯模块发送至所述远程终端的定位信息，对所述预警阈值进行切换。

S43、若所述运动数据超过所述预警阈值，则产生预警信号，所述远程终端通过所述通信模块发送预警信号给所述预警模块，所述预警模块发出预警。

其进一步特征在于，所述养殖模式包括散养、圈养；

所述时段运动值按照至少两个小时的时段进行统计和计算，获取统计值和所述时段运动值，所述时段运动值为所述统计值的均值；

所述预警阈值为所述时段运动值的倍数。

采用本发明上述结构可以达到如下有益效果：1、该耳标电子芯片包括加速度传感器、蓝牙芯片，加速度传感器用于采集动物的加速度信息，并通过传感器连接电路将加速度信息发送给蓝牙芯片，蓝牙芯片与远程终端通信连接，可将动物的加速度信息发送给远程终端，加速度信息的数据处理通过远程终端内原有的硬件实现，因此，其无需在耳标本体的电子芯片内设置数据处理器，也无需较多连接线将信息采集模块、通讯模块与数据处理器连接，数据处理器、连接线的减少使电子芯片的整体结构大大简化，同时减小了整个电子芯片的尺寸、重量，降低了投入成本。

2、本发明动物运动预警方法中，预警阈值可根据不同的养殖模式确定，也可根据定位模块发送的定位信息对预警值进行切换，因此使用范围广，可满足不同养殖环境下的动物运动进行预警；预警阈值根据时段运动值修正，同时可根据定位数据自动进行阈值的切换，大大提高了预警准确率，避免了误报警等问题出现。

附图说明

图1为本发明的系统结构框图；

图2为本发明传感器连接电路的电路原理图；

图3为本发明通讯模块的电路原理图；

图4为本发明供电模块的电路原理图；

图5为本发明调试模块的电路原理图；

图6为采用本发明蓝牙亮灯耳标对动物运动进行预警的方法流程图。

具体实施方式

以下将结合部分实施例，对本发明专利方案进行更详细的描述，所描述的实施例仅是本发明专利的一部分实施例，而不是全部。基于本发明专利中的实施例，在本领域技术人员没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本发明专利的保护范围。

下面结合附图1对本发明专利实施例提供的一种蓝牙亮灯耳标做进一步详细描述。

如图1所示，一种蓝牙亮灯耳标，其包括佩戴于动物耳朵的耳标本体，封装于耳标本体内的电子芯片，电子芯片包括信息采集模块1、通讯模块2、供电模块3，供电模块3用于给信息采集模块1、通讯模块2供电，信息采集模块1包括加速度传感器U2，加速度传感器U2的型号为LIS3HTR，用于采集动物的加速度信息，通讯模块2包括蓝牙芯片，蓝牙芯片的型号为NRF52810-QFAA。

见图2，加速度传感器U2通过传感器连接电路3与蓝牙芯片U1连接，传感器连接电路3包括电阻R8、R9，加速度传感器U2的1管脚分别连接12管脚、电阻R11、R13、电容C11、C14、C17、电池BATT，加速度传感器U2的7管脚分别连接电阻R13另一端、电阻R10，电阻R11另一端连接加速度传感器U2的8管脚，加速度传感器U2的4管脚分别连接电阻R8一端、蓝牙芯片的11管脚，加速度传感器U2的6管脚分别连接电阻R9一端、蓝牙芯片的10管脚，电阻R8、R9的另一端连接电池BATT，加速度传感器U2的11、9管脚分别连接蓝牙芯片的8、9管脚，电容C11、C14、C17另一端、电阻R10另一端、加速度传感器U2的5、10、12管脚接地；

见图3，通讯模块2包括电容C5、C6、C10、C20、C21、C23、C33、C34，蓝牙芯片U1的1、33、46管脚分别连接电容C10、C20、C23一端，蓝牙芯片的12、36、48管脚分别连接电容C5、C6、C21一端、电池BATT，电容C5、C6、C10、C20、C21、C23、C33、C34另一端、蓝牙芯片的49管脚接地，蓝牙芯片的35管脚分别连接电容C34一端、晶振Y1的1端口，蓝牙芯片的34管脚分别连接电容C33一端、晶振Y1的3管脚，晶振Y1的2、4管脚接地，蓝牙芯片的47管脚依次串联电感L3、L4，电感L4另一端连接蓝牙芯片的46管脚，蓝牙芯片的30管脚分别连接电感L1一端、电容C24一端，电感L1另一端分别连接电阻R4一端、电容C8一端，电阻R4另一端分别连接电容C9一端、电阻R3、R5，电阻R3、R5另一端连接天线端口E1、E2；

电子芯片还包括预警模块4，预警模块包括LED灯D1，LED灯D1与蓝牙芯片U1连接，蓝牙芯片U1与远程终端5通信连接，本实施例中远程终端5为手机，LED灯D1为发光二极管，发光二极管的阳极连接电池BATT，发光二极管的阴极连接电阻R2一端，电阻R2另一端连接蓝牙芯片的15管脚。

见图4，供电模块包括电池BATT，电池BATT分别连接电容C15、C16一端、电阻R7一端、连接器J1的1端口，电阻R7另一端分别连接电阻R21一端、电容C3一端、蓝牙芯片的4管脚，电容C15、C16、C3另一端、电阻R1另一端接地。

见图5，其还包括调试模块，调试模块包括连接器J3，连接器J3的1、2、4管脚分别连接蓝牙芯片的26、25、24管脚，连接器J3的3管脚接地，蓝牙芯片的38、39管脚分别连接测试端口TX、RX，连接器J3用于连接外部调试设备，外部调试设备通过该调试模块与蓝牙芯片连接，便于对蓝牙芯片进行调试。

一种应用上述蓝牙亮灯耳标的对动物运动进行预警方法，该方法基于佩戴于动物耳朵的电子耳标实现，电子耳标包括耳标本体，耳标本体内封装有电子芯片，电子芯片包括信息采集模块、通讯模块、供电模块、预警模块，信息采集模块包括加速度传感器，通讯模块包括蓝牙芯片，动物运动预警方法包括：S1、通过加速度传感器采集动物的运动信息；

S2、将加速度信息发送给蓝牙芯片；

S3、蓝牙芯片将运动信息发送给手机；

S4、通过手机中的数据处理器对运动信息进行处理，数据处理具体包括：S41、根据不同的养殖模式，设置不同的预警阈值K，预警阈值K根据动物的时段运动值确定；养殖模式包括散养、圈养，本实施例中在大型散养牧场养殖牛或羊等动物，时段运动值按照两个小时的时段进行统计和计算，获取统计值X和时段运动值Y，时段运动值Y为统计值X的平均值；预警阈值K为时段运动值Y的倍数n，因此，预警阈值K的范围为-n*Y≤K≤+n*Y。

S42、根据蓝牙芯片发送至远程终端的定位信息，对预警阈值进行切换。

S43、判断运动信息是否超过预警阈值，若运动信息超过预警阈值，则产生预警信号，远程终端通过蓝牙芯片发送预警信号给预警模块中的LED灯，LED灯闪烁，预警模块发出预警，若未超过预警阈值，则通过手机中的存储器对预警阈值和运动信息进行存储，并根据养殖环境及实际情况对预警阈值和运动信息进行实时更新。

其具体工作原理如下：将电子芯片封装于耳标本体内，并将耳标本体佩戴于动物的耳朵上，通过电子芯片中的加速度传感器U2采集动物的加速度信息，加速度传感器U2通过传感器连接电路3将加速度信息发送给通讯模块2，通讯模块2将该加速度信息发送给手机并存储，从而实现加速度信息的实时采集。

随机选取散养牧场中的200只动物进行预警阈值的确定，采用每只动物佩戴的电子耳标对动物两周的运动数据进行采集统计，每两个小时统计一次，获取统计值X，根据统计值X确定预警阈值K，至少每两周修正一次预警阈值，两周的原始数据确定的阈值用于修正，后期管理过程中，根据原始数据确定的动态阈值进行每日更新，手机内置数据处理器，数据处理器用于对加速度信息进行处理，当实时采集的加速度信息超过预先设定阈值时，产生预警信号，并通过显示器将预警信号、运动异常动物的位置信息显示出来，同时手机通过其内置的蓝牙设备将预警信号发送给蓝牙芯片U1，蓝牙芯片U1发送信号给LED灯D1，使LED灯D1闪烁，管理人员根据手机提供的位置信息到现场寻找相应的动物，并可通过闪烁的LED灯D1快速确定运动异常的动物，节约了寻找时间，便于管理人员的管理，采用本发明上述蓝牙耳标及预警方法，报警准确率可以在90％以上，相比于现有的运动预警装置，预警准确率大大提高。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种蓝牙亮灯耳标，其包括佩戴于动物耳朵的耳标本体，封装于所述耳标本体内的电子芯片，所述电子芯片包括信息采集模块、通讯模块、供电模块，所述供电模块用于给所述信息采集模块、通讯模块供电，其特征在于，所述信息采集模块包括加速度传感器，所述加速度传感器用于采集动物的加速度信息，所述通讯模块包括蓝牙芯片，所述加速度传感器通过传感器连接电路与所述蓝牙芯片连接；所述电子芯片还包括LED灯，所述LED灯与所述蓝牙芯片连接，所述蓝牙芯片与远程终端通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种蓝牙亮灯耳标，其特征在于，所述传感器连接电路包括电阻R8、R9，所述加速度传感器的1管脚分别连接12管脚、电阻R11、R13、电容C11、C14、C17、电池BATT，所述加速度传感器的7管脚分别连接所述电阻R13另一端、电阻R10，所述电阻R11另一端连接所述加速度传感器的8管脚，所述加速度传感器的4管脚分别连接所述电阻R8一端、所述蓝牙芯片的11管脚，所述加速度传感器的6管脚分别连接所述电阻R9一端、所述蓝牙芯片的10管脚，所述电阻R8、R9的另一端连接所述电池BATT，所述加速度传感器的11、9管脚分别连接所述蓝牙芯片的8、9管脚，所述电容C11、C14、C17另一端、电阻R10另一端、所述加速度传感器的5、10、12管脚接地。

3.根据权利要求2所述的一种蓝牙亮灯耳标，其特征在于，所述通讯模块包括电容C5、C6、C10、C20、C21、C23、C33、C34，所述蓝牙芯片的1、33、46管脚分别连接所述电容C10、C20、C23一端，所述蓝牙芯片的12、36、48管脚分别连接所述电容C5、C6、C21一端、所述电池BATT，所述电容C5、C6、C10、C20、C21、C23、C33、C34另一端、所述蓝牙芯片的49管脚接地，所述蓝牙芯片的35管脚分别连接所述电容C34一端、晶振Y1的1端口，所述蓝牙芯片的34管脚分别连接电容C33一端、晶振Y1的3管脚，所述晶振Y1的2、4管脚接地，所述蓝牙芯片的47管脚依次串联电感L3、L4，所述电感L4另一端连接所述蓝牙芯片的46管脚，所述蓝牙芯片的30管脚分别连接电感L1一端、电容C24一端，所述电感L1另一端分别连接电阻R4一端、电容C8一端，所述电阻R4另一端分别连接电容C9一端、电阻R3、R5，所述电阻R3、R5另一端连接天线端口E1、E2。

4.根据权利要求3所述的一种蓝牙亮灯耳标，其特征在于，所述LED灯为发光二极管，所述发光二极管的阳极连接所述电池BATT，所述发光二极管的阴极连接电阻R2一端，所述电阻R2另一端连接所述蓝牙芯片的15管脚。

5.根据权利要求4所述的一种蓝牙亮灯耳标，其特征在于，所述供电模块包括所述电池BATT，所述电池BATT分别连接电容C15、C16一端、电阻R7一端、连接器J1的1端口，所述电阻R7另一端分别连接电阻R21一端、电容C3一端、所述蓝牙芯片的4管脚，所述电容C15、C16、C3另一端、电阻R1另一端接地。

6.根据权利要求5所述的一种蓝牙亮灯耳标，其特征在于，其还包括调试模块，所述调试模块包括连接器J3，所述连接器J3的1、2、4管脚分别连接所述蓝牙芯片的26、25、24管脚，所述连接器J3的3管脚接地，所述蓝牙芯片的38、39管脚分别连接测试端口TX、RX，所述连接器J3用于连接外部调试设备。

7.一种应用上述权利要求1～6任一项所述的蓝牙亮灯耳标的运动预警方法，该方法基于佩戴于动物耳朵的电子耳标实现，所述电子耳标包括耳标本体，所述耳标本体内封装有电子芯片，所述电子芯片包括所述信息采集模块、通讯模块、供电模块、预警模块，所述信息采集模块包括加速度传感器，所述预警模块、所述加速度传感器与所述通讯模块连接，所述通讯模块与远程终端通信连接，所述远程终端包括数据处理器，其特征在于，所述动物运动预警方法包括：通过所述加速度传感器采集动物的运动信息；

将所述加速度信息发送给所述通讯模块；

所述通讯模块将所述运动信息发送给所述远程终端；

通过所述远程终端中的所述数据处理器对所述运动信息进行处理：包括：根据不同的养殖模式，设置不同的预警阈值，所述预警阈值根据动物的时段运动值确定；

根据所述通讯模块发送至所述远程终端的定位信息，对所述预警阈值进行切换；

若所述运动数据超过所述预警阈值，则产生预警信号，所述远程终端通过所述通信模块发送预警信号给所述预警模块，所述预警模块发出预警。

8.根据权利要求7所述的动物预警方法，其特征在于，所述时段运动值按照至少两个小时的时段进行统计和计算，获取统计值和所述时段运动值，所述时段运动值为所述统计值的均值；所述预警阈值为所述时段运动值的倍数。

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