CN114467797B - 牲畜体征监测装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种牲畜体征监测装置及系统,涉及牲畜体征检测技术领域。该牲畜体征监测装置安装在牲畜的蹄子底部,该牲畜体征监测装置包括蹄部行走挤压部件和与该蹄部行走挤压部件连接的处理芯片;在牲畜行走过程中蹄部行走挤压部件产生压力变化;处理芯片用于根据该压力变化确定牲畜的体重值。本发明实施例的牲畜体征监测装置及系统能够在牲畜行走过程中对牲畜的体重进行测量且无需在水平平面上测量,提高了牲畜体重测量的效率和准确性,从而达到了对牲畜体征进行监测的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及牲畜体征检测技术领域,尤其是涉及一种牲畜体征监测装置及系统。
背景技术
在大型养殖场的牲畜养殖过程中,对牲畜的体重、行走行为的观察可评判牲畜的健康状况,并提供对应的健康建议,而体重测量是非常不方便的,需要把牛赶到指定的称重平台进行测量且需要在水平地面上进行测量,而称重平台上的传统压力传感器不适合在牲畜的行走过程中进行体重测量,会导致测量结果不准确。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种牲畜体征监测装置及系统,以改善上述技术问题。
第一方面,本发明实施例提供了一种牲畜体征监测装置,所述牲畜体征监测装置安装在牲畜的蹄子底部,所述牲畜体征监测装置包括蹄部行走挤压部件和与所述蹄部行走挤压部件连接的处理芯片;
在所述牲畜行走过程中所述蹄部行走挤压部件产生压力变化;所述处理芯片用于根据所述压力变化确定所述牲畜的体重值。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式,其中,所述牲畜体征监测装置还包括与所述蹄部行走挤压部件连接的自发电模块,所述自发电模块用于基于所述压力变化进行发电。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式,其中,所述牲畜体征监测装置还包括与所述处理芯片连接的电池,所述自发电模块包括压电传感器和能量收集模块,所述能量收集模块分别与所述压电传感器和所述电池连接;
所述压电传感器用于将所述蹄部行走挤压部件的压力变化转换为电压变化,所述处理芯片具体用于根据所述电压变化确定所述牲畜的体重值。
结合第一方面第二种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式,其中,所述处理芯片还用于根据所述电压变化确定所述牲畜的行为状态。
结合第一方面的第三种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式,其中,所述处理芯片还用于当所述行为状态为行走行为时,对所述牲畜进行计步,当所述行为状态为爬跨行为时,统计所述牲畜的爬跨行为次数,以及当所述行为状态为躺卧行为时,记录所述牲畜的躺卧时间。
结合第一方面的第三种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式,其中,所述自发电模块还包括继电器,所述继电器串联在所述压电传感器与所述能量收集模块之间,所述继电器的控制端与所述处理芯片连接;
所述处理芯片还用于当所述行为状态为直立静止状态时,控制所述继电器断开,并根据所述压电传感器的当前电压值确定所述牲畜的体重值。
结合第一方面的第二种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式,其中,所述压电传感器包括外壳、内壳和压电薄膜,所述压电薄膜设置在所述外壳和所述内壳之间;所述蹄部行走挤压部件内置有气囊,所述气囊通过气体交换口与所述内壳内的空腔连通;
所述气囊用于在受到所述牲畜蹄部着地的挤压时将其内部的气体充入所述空腔内;所述内壳在所述空腔充入气体时发生外扩形变,使所述压电薄膜发生形变产生电压变化。
结合第一方面的第六种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式,其中,所述气体交换口为中空通道。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式,其中,所述牲畜体征监测装置还包括与所述处理芯片连接的无线通信模块,所述牲畜体征监测装置用于通过所述无线通信模块与终端设备进行无线通信。
第二方面,本发明实施例还提供一种牲畜体征监测系统,包括终端设备和多个上述牲畜体征监测装置,每个所述牲畜体征监测装置分别与所述终端设备连接;
所述终端设备用于获取各个所述牲畜体征监测装置检测的体重值,并根据同一牲畜对应的多个体重值,确定所述牲畜的总体重值。
本发明实施例带来了以下有益效果:本发明实施例提供的一种牲畜体征监测装置,该牲畜体征监测装置安装在牲畜的蹄子底部,该牲畜体征监测装置包括蹄部行走挤压部件和与该蹄部行走挤压部件连接的处理芯片;在牲畜行走过程中蹄部行走挤压部件产生压力变化;处理芯片用于根据该压力变化确定牲畜的体重值。本发明实施例的牲畜体征监测装置及系统能够在牲畜行走过程中对牲畜的体重进行测量且无需在水平平面上测量,提高了牲畜体重测量的效率和准确性,从而达到了对牲畜体征进行监测的技术效果。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构中实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下文特举优选实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图进行简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种牲畜体征监测装置的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种牲畜体征监测装置的结构框图;
图3为本发明实施例提供的一种压电传感器的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的一种牲畜体征监测系统的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在大型养殖场的牲畜养殖过程中,对牲畜的体重、行走行为的观察可评判牲畜的健康状况,并提供对应的健康建议,而体重测量是非常不方便的,需要把牛赶到指定的称重平台进行测量且需要在水平地面上进行测量,而称重平台上的传统压力传感器不适合在牲畜的行走过程中进行体重测量,会导致测量结果不准确。基于此,本发明实施例提供了一种牲畜体征监测装置及系统,以缓解上述问题。
为了便于对本实施例进行理解,首先对本发明实施例所公开的一种牲畜体征监测装置进行详细介绍。
本发明提供了一种牲畜体征监测装置。参见图1所示的一种牲畜体征监测装置的结构示意图,该牲畜体征监测装置安装在牲畜的蹄子底部,该牲畜体征监测装置包括蹄部行走挤压部件1和与该蹄部行走挤压部件1连接的处理芯片;
在牲畜行走过程中蹄部行走挤压部件1产生压力变化;处理芯片用于根据压力变化确定牲畜的体重值。
可选地,上述牲畜体征监测装置还包括与蹄部行走挤压部件1连接的自发电模块(处理芯片和自发电模块共同设置在自发电及重量测量部件2中),该自发电模块用于基于压力变化进行发电。
本发明提供了对牲畜体征监测装置的结构进行了进一步详细描述,参见图2所示的一种牲畜体征监测装置的结构框图,其中,处理芯片201和自发电模块202共同设置在自发电及重量测量部件中。
可选地,上述牲畜体征监测装置还包括与处理芯片201连接的电池3,该自发电模块202包括压电传感器2021和能量收集模块2022,该能量收集模块2022分别与压电传感器2021和电池3连接;上述压电传感器2021用于将蹄部行走挤压部件1的压力变化转换为电压变化,该处理芯片201具体用于根据电压变化确定牲畜的体重值。由于本发明是通过牲畜自身体重导致产生压缩气体的方式,通过气体压力变化来间接测量体重,因此该方式适应于各种地面。
可选地,上述处理芯片201还用于根据电压变化确定牲畜的行为状态。
可选地,上述处理芯片201还用于当行为状态为行走行为时,对牲畜进行计步,当行为状态为爬跨行为时,统计牲畜的爬跨行为次数,以及当行为状态为躺卧行为时,记录牲畜的躺卧时间。
可选地,上述自发电模块202还包括继电器2023,该继电器2023串联在压电传感器2021与能量收集模块2022之间,该继电器2023的控制端与处理芯片201连接;处理芯片201还用于当行为状态为直立静止状态时,控制继电器2023断开,并根据压电传感器2021的当前电压值确定牲畜的体重值。在测量过程中需要通过继电器2023断开压电薄膜的两极,避免后端电路对发电量大小的影响。
可选地,上述牲畜体征监测装置还包括与处理芯片201连接的无线通信模块4,该牲畜体征监测装置用于通过该无线通信模块4与终端设备进行无线通信。
本发明提供了对压电传感器的结构进行了进一步详细描述,参见图3所示的一种压电传感器的结构示意图。
可选地,上述压电传感器包括外壳20211、内壳20212和压电薄膜20213,该压电薄膜20213设置在外壳20211和内壳20212之间且呈S形;蹄部行走挤压部件内置有气囊,该气囊通过气体交换口;该气囊用于在受到牲畜蹄部着地的挤压时将其内部的气体充入空腔内;内壳20212在空腔充入气体时发生外扩形变,使压电薄膜20213发生形变产生电压变化。
该外壳20211和内壳20212采用对气压没有伸缩性同时也可防止外部撞击的材质诸如金属材料制成,内壳20212采用在气压影响下的可伸缩性材料制成。外壳20211和内壳20212两层之间的压电薄膜20213采用PVDF(Polyvinylidene Fluoride,聚偏二氟乙烯)柔性压电薄膜,在牲畜行走过程中,在蹄部着地时,对蹄部行走挤压部件产生压力,从而使得蹄部行走挤压部件内置的气囊产生挤压气体,对并通过气体交换口充气,并将气体挤压充入空腔内,使得空腔压力发生外扩形变,挤压内层从而导致压电薄膜20213发生形变;当蹄部开始离开地面时,空腔内的气体通过气体交换口排气到蹄部行走挤压部件,内壳20212复原使得压电薄膜20213复原,这样完成一次行走发电过程。
因此,牲畜的每个蹄部均安装本发明的牲畜体征监测装置,该牲畜体征监测装置内置单片机、无线联网模块、微型继电器模块,其中单片机的接口连接无线联网模块,并且微型继电器模块和单片机实时监测牲畜四足的重量,当四足的重量没有发生明显变化且不为最小值时,认为此时牲畜处于直立静止状态,此时单片机控制继电器断开压电薄膜的输出的两极,暂停给内置电池充电,测量此时的准确的四足的重量数据,其四足重量数据的和即为牲畜的体重。
本发明实施例带来了以下有益效果:本发明实施例通过一种牲畜体征监测装置,该牲畜体征监测装置安装在牲畜的蹄子底部,该牲畜体征监测装置包括蹄部行走挤压部件和与该蹄部行走挤压部件连接的处理芯片;在牲畜行走过程中蹄部行走挤压部件产生压力变化;处理芯片用于根据该压力变化确定牲畜的体重值。本发明实施例的牲畜体征监测装置及系统能够在牲畜行走过程中对牲畜的体重进行测量且无需在水平平面上测量,提高了牲畜体重测量的效率和准确性,从而达到了对牲畜体征进行监测的技术效果。
对应于上述实施方式提供的牲畜体征监测装置,本发明实施例还提供了一种牲畜体征监测系统,参见图4所示的一种牲畜体征监测系统的结构框图,包括终端设备401和多个上述牲畜体征监测装置402(本图中以四个上述牲畜体征监测装置402为例进行说明),每个牲畜体征监测装置402分别与终端设备401连接;
上述终端设备401用于获取各个牲畜体征监测装置402检测的体重值,并根据同一牲畜对应的多个体重值,确定牲畜的总体重值。
此外,通过本发明的牲畜体征监测装置,还可实时监测牲畜的行走行为并进行记步,实时监测爬跨行为并进行计数,实时监测躺卧时长并进行计时。
当实时监测牲畜的行走行为并进行记步时,实时监测牲畜四足的重量(前足左-QZZ,前足右-QZY,后足左-HZZ,后足右-HZY),出现QZZ,HZY接近0值,QZY,HZZ明显增加,且QZY,HZZ的重量和接近牲畜体重,并且接下来出现QZY,HZZ接近0值,QZZ,HZY明显增加,且QZZ,HZY的重量和接近牲畜体重,这种交替行为,判定为行走行为,并且一次交替行走行为计为2步。
当实时监测爬跨行为并进行计数时,实时监测四足的重量,当出现QZZ,QZY接近0值,HZZ,HZY明显增加,且HZZ,HZY的重量和接近牲畜体重,判断出现爬跨行为,并且单片机计数器记为1次,进而统计爬跨行为次数为1次。
当实时监测躺卧时长并进行计时时,实时监测四足的重量,当四足的重量显示为0值,判断牲畜处理躺卧状态,并且单片机自动记录时间Tw0并实时监测到四足的重量为非0且持续1分钟后,则停止计躺卧行为计时,此时记为Tw,1则躺卧时长=Tw1-Tw0。
另外,在本发明实施例的描述中,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。对于本领域技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述系统的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,ReaD-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,RanDom Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是:以上实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域技术人员应当理解: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,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种牲畜体征监测装置,其特征在于,所述牲畜体征监测装置安装在牲畜的蹄子底部,所述牲畜体征监测装置包括蹄部行走挤压部件和与所述蹄部行走挤压部件连接的处理芯片;
在所述牲畜行走过程中所述蹄部行走挤压部件产生压力变化;所述处理芯片用于根据所述压力变化确定所述牲畜的体重值;
所述牲畜体征监测装置还包括与所述蹄部行走挤压部件连接的自发电模块,所述自发电模块用于基于所述压力变化进行发电;
所述牲畜体征监测装置还包括与所述处理芯片连接的电池,所述自发电模块包括压电传感器和能量收集模块,所述能量收集模块分别与所述压电传感器和所述电池连接;
所述压电传感器用于将所述蹄部行走挤压部件的压力变化转换为电压变化,所述处理芯片具体用于根据所述电压变化确定所述牲畜的体重值;
所述压电传感器包括外壳、内壳和压电薄膜,所述压电薄膜设置在所述外壳和所述内壳之间且呈S形;所述蹄部行走挤压部件内置有气囊,所述气囊通过气体交换口与所述内壳内的空腔连通;
所述气囊用于在受到所述牲畜蹄部着地的挤压时将其内部的气体充入所述空腔内;所述内壳在所述空腔充入气体时发生外扩形变,使所述压电薄膜发生形变产生电压变化。
2.根据权利要求1所述的牲畜体征监测装置,其特征在于,所述处理芯片还用于根据所述电压变化确定所述牲畜的行为状态。
3.根据权利要求2所述的牲畜体征监测装置,其特征在于,所述处理芯片还用于当所述行为状态为行走行为时,对所述牲畜进行计步,当所述行为状态为爬跨行为时,统计所述牲畜的爬跨行为次数,以及当所述行为状态为躺卧行为时,记录所述牲畜的躺卧时间。
4.根据权利要求2所述的牲畜体征监测装置,其特征在于,所述自发电模块还包括继电器,所述继电器串联在所述压电传感器与所述能量收集模块之间,所述继电器的控制端与所述处理芯片连接;
所述处理芯片还用于当所述行为状态为直立静止状态时,控制所述继电器断开,并根据所述压电传感器的当前电压值确定所述牲畜的体重值。
5.根据权利要求1所述的牲畜体征监测装置,其特征在于,所述气体交换口为中空通道。
6.根据权利要求1所述的牲畜体征监测装置,其特征在于,所述牲畜体征监测装置还包括与所述处理芯片连接的无线通信模块,所述牲畜体征监测装置用于通过所述无线通信模块与终端设备进行无线通信。
7.一种牲畜体征监测系统,其特征在于,包括终端设备和多个权利要求1-6任一项所述的牲畜体征监测装置,每个所述牲畜体征监测装置分别与所述终端设备连接;
所述终端设备用于获取各个所述牲畜体征监测装置检测的体重值,并根据同一牲畜对应的多个体重值,确定所述牲畜的总体重值。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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