CN117099708A - 动物行为矫正装置、方法以及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动物行为矫正装置、方法以及系统，其中，动物行为矫正装置佩戴于待测动物，包括：定位模块，获取动物的位置数据，并定义安全区域的位置数据；存储模块，获取动物的基础数据；生理信息获取模块，获取动物的生理数据；主控模块，基于动物和安全区域的位置数据进行判断，当动物不在安全区域内时，至少基于基础数据和生理数据生成矫正操作以及矫正操作的矫正强度；矫正模块，基于矫正操作和矫正强度对动物进行矫正，以至少使动物返回安全区域。本发明能够使得动物在离开电子围栏时根据其情况执行不同的矫正操作和强度，以节约物理围栏的维护成本，同时减少动物的斗殴行为，提升动物的整体健康水平，以降低畜牧成本。

Description

动物行为矫正装置、方法以及系统

技术领域

本发明涉及自动化畜牧领域，具体地说，涉及一种动物行为矫正装置、方法以及系统。

背景技术

随着物联网、智能穿戴设备、人工智能等技术的发展，这些新科技不仅影响着人类的生活，也在影响和改变动物的生活。

传统的畜牧业中，牧场放牧通常需要设置围栏，一方面这样可以更好的管理动物和牧草，一方面可以减少动物对水源等周边环境的污染和破坏。然而，传统的设置围栏的人工放牧方式耗费的人力物力成本较高，而且要经常改动围栏，十分不便。而且在全球，许多国家牧场面积非常大，改动围栏的行为更加不便。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种动物行为矫正装置、方法以及系统，以至少解决上述问题。

本发明的一个方面提供一种动物行为矫正装置，佩戴于待测动物，包括：

定位模块，获取所述动物的位置数据，并定义安全区域的位置数据；

存储模块，获取所述动物的基础数据；

生理信息获取模块，获取所述动物的生理数据；

主控模块，基于所述动物和所述安全区域的位置数据进行判断，当所述动物不在所述安全区域内时，至少基于所述基础数据和所述生理数据生成矫正操作以及所述矫正操作的矫正强度；以及

矫正模块，基于所述矫正操作和所述矫正强度对所述动物进行矫正，以至少使所述动物返回所述安全区域。

在一些实施例中，

所述基础数据包括所述动物的种类、年龄、性别、电子识别身份以及体重；

其中，所述主控模块还被配置为，当检测到所述动物的体重数据小于预设值时，选择温和的所述矫正操作以及降低所述矫正强度。

在一些实施例中，

所述生理数据包括所述动物的心跳频率以及吞咽次数；

所述矫正操作包括发光，发声，震动以及电击。

在一些实施例中，所述动物行为矫正装置还包括：

运动监测模块，获取所述动物的运动数据，所述运动数据包括所述动物的运动轨迹以及加速度；

其中，所述主控模块还被配置为，所述矫正操作和所述矫正强度还基于所述运动数据生成。

在一些实施例中，所述主控模块还被配置为：

当所述动物的体重在预设时间内下降幅度大于预设值、吞咽次数在预设时间内小于预设值并且运动轨迹的长度在预设时间内小于预设值时，判断所述动物为生病状态，此时禁用所述矫正操作中的电击操作。

在一些实施例中，所述主控模块还被配置为：

当所述动物为雌性、所述动物的体重在预设时间内上升幅度大于预设值、吞咽次数在预设时间内大于预设值并且运动轨迹的长度在预设时间内小于预设值时，判断所述动物为怀孕状态，此时禁用所述矫正操作中的电击操作。

在一些实施例中，所述动物行为矫正装置还包括：

环境监测模块，获取所述动物所处环境的环境数据，所述环境数据包括环境的温度和湿度；

其中，所述主控模块还被配置为，所述矫正强度还基于所述环境数据生成，其中，当环境的温度和/或湿度大于预设值时，降低所述矫正强度。

在一些实施例中，所述动物行为矫正装置还包括：

通讯模块，至少将所述动物的位置数据、所述基础数据、所述生理数据、所述矫正操作以及所述矫正强度通过第一通信系统发送至服务器端，所述服务器端再将上述信息发送至用户端。

在一些实施例中，所述主控模块还被配置为：

当两个所述动物的运动轨迹在相同时间段内的变化完全相同、加速度在相同时间段内变化幅度均大于预设值，并且心跳频率增加幅度均超过预设值时，判断两个所述动物正在斗殴，此时所述矫正操作被配置为发声、震动或者电击。

在一些实施例中，所述主控模块还被配置为：

当两个所述动物的电子识别身份匹配为亲子关系，并且二者的位置数据在任一时刻的距离大于预设值时，判断具有亲子关系的两个所述动物走失，此时所述矫正操作被配置为发光和/或发声。

在一些实施例中，所述通讯模块还被配置为：

当判断两个所述动物正在斗殴或者具有亲子关系的两个所述动物走失时，通过所述第一通信系统，将斗殴或者走失的判断结果，以及所述动物的电子识别身份和位置数据发送至所述服务器端，所述服务器端再将上述信息发送至所述用户端。

在一些实施例中，所述动物行为矫正装置还包括：

摄像头和麦克风，获取所述动物的照片以及叫声，并判断所述动物的种类；

其中，所述主控模块还被配置为，所述矫正强度还基于所述种类生成，根据所述动物的种类选择所述矫正操作以及所述矫正强度。

在一些实施例中，所述位置数据通过GNSS中任一或至少两个的组合定位系统获取；所述加速度通过加速度传感器获取。

本发明的另一个方面还提供一种动物行为矫正方法，包括以下步骤：

获取动物的位置数据，并定义安全区域的位置数据；

获取所述动物的基础数据；

获取所述动物的生理数据；

基于所述动物和所述安全区域的位置数据进行判断，当所述动物不在所述安全区域内时，至少基于所述基础数据和所述生理数据生成矫正操作以及所述矫正操作的矫正强度；以及

基于所述矫正操作和所述矫正强度对所述动物进行矫正，以至少使所述动物返回所述安全区域。

本发明的又一个方面还提供一种动物行为矫正系统，包括：

动物行为矫正装置，获取动物的位置数据、基础数据和生理数据，并定义安全区域的位置数据；基于所述动物和所述安全区域的位置数据进行判断，当所述动物不在所述安全区域内时，至少基于所述基础数据和所述生理数据生成矫正操作以及所述矫正操作的矫正强度；基于所述矫正操作和所述矫正强度对所述动物进行矫正，以至少使所述动物返回所述安全区域；

服务器端，至少将所述动物的位置数据、所述基础数据、所述生理数据、所述矫正操作以及所述矫正强度通过第一通信系统发送至服务器端，所述服务器端再将以上信息发送至用户端；以及

用户端，接收来自所述服务器端的以上信息。

本发明与现有技术相比的有益效果至少包括：

本发明的动物行为矫正装置、方法以及系统，通过采集动物的位置和生理状况等数据，当动物离开电子围栏的范围时，生成相应的矫正操作和强度，使得动物始终在电子围栏范围内，从而无需设置物理围栏，节约畜牧的成本；本发明还通过监测动物的运动状态，对动物的斗殴行为也生成相应的矫正操作和强度，减少动物的死伤，降低畜牧成本；本发明还可以对动物的健康状况进行监测，以提高动物的整体健康水平。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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示出本发明的一种动物行为矫正装置的结构示意图；

图2示出本发明的另一种动物行为矫正装置的结构示意图；

图3示出本发明的一种动物行为矫正方法的流程图；

图4示出本发明的4种矫正行为执行的顺序流程图；

图5示出本发明的一种可调节的放电控制系统的结构示意图；

图6示出本发明的一种针对动物斗殴的动物行为矫正方法的流程图；

图7示出本发明的另一针对动物斗殴的动物行为矫正方法的流程图；

图8示出本发明的一种针对动物走失的动物行为矫正方法的流程图；

图9示出本发明的一种动物行为矫正系统的示意图；

图10示出本发明一实施例的计算机可读存储介质的结构示意图。

附图标记：

100 动物行为矫正装置

101 定位模块

102 存储模块

103 生理信息获取模块

104 主控模块

105 矫正模块

106 运动监测模块

107 环境监测模块

108 通讯模块

109 摄像头

110 麦克风

111 第一MOS管开关

112 第二MOS管开关

200 服务器端

300 用户端

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

具体描述时使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。此外，在本发明的描述中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述，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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。

本案发明人通过细致深入研究，对于现有技术中所存在的问题，提供了一种解决方案。图1示出本发明的一种动物行为矫正装置的结构示意图。图3示出本发明的一种动物行为矫正方法的流程图。图9示出本发明的一种动物行为矫正系统的示意图。如图1、3和9所示，本发明公开一种动物行为矫正装置、方法以及系统。其中，动物行为矫正装置100佩戴于待测动物，包括：定位模块101，获取动物的位置数据，并定义安全区域的位置数据；存储模块102，获取动物的基础数据；生理信息获取模块103，获取动物的生理数据；主控模块104，基于动物和安全区域的位置数据进行判断，当动物不在安全区域内时，至少基于基础数据和生理数据生成矫正操作以及矫正操作的矫正强度；以及矫正模块105，基于矫正操作和矫正强度对动物进行矫正，以至少使动物返回安全区域。本发明的动物行为矫正装置、方法以及系统，通过采集动物的位置和生理状况等数据，当动物离开电子围栏的范围时，生成相应的矫正操作和强度，使得动物始终在电子围栏范围内，从而无需设置物理围栏，节约畜牧的成本；本发明还通过监测动物的运动状态，对动物的斗殴行为也生成相应的矫正操作和强度，减少动物的死伤，降低畜牧成本；本发明还可以对动物的健康状况进行监测，以提高动物的整体健康水平。

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图2示出本发明的另一种动物行为矫正装置的结构示意图。如图1至3所示，本发明的一个方面提供了一种动物行为矫正装置100，佩戴于待测动物，包括：定位模块101、存储模块102、生理信息获取模块103、主控模块104、矫正模块105、运动监测模块106、环境监测模块107、通讯模块108、摄像头109和麦克风110。

在一些实施例中，如图1至3所示，定位模块101用于获取动物的位置数据，并定义安全区域的位置数据，再将两个位置数据传输给主控模块104。位置数据是电子围栏功能实现的基础，需要实时掌握每个动物的位置，并以此判断动物是否离开电子围栏的范围，以此决定是否需要进行矫正以及进行何种矫正操作。位置数据通过GNSS中任一或至少两个的组合定位系统获取，但不以此为限。GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)是一种用于确定地理位置和导航的技术系统，它利用一组卫星分布在地球轨道上，向接收器提供定位和时间信息。最著名的GNSS系统是美国的GPS(全球定位系统)，但还有其他国家和地区开发和运营的类似系统，如俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统等。

在一些实施例中，如图1至3所示，存储模块102用于获取动物的基础数据，再将基础数据传输给主控模块104。其中，基础数据具体至少包括动物的种类、年龄、性别、电子识别身份以及体重，但不以此为限。这些基础数据可以通过用户输入存储模块102，也可以通过动物行为矫正装置100自身的设备获取并存储。具体地，动物带上动物行为矫正装置100后，根据动物行为矫正装置100的电子识别码给每个动物的分配一个电子识别身份，以作区分。进而通过电子称重把动物的种类、年龄、性别以及体重存储在存储模块102，体重信息每一次完成电子称重后都会更新。在后续需要行为矫正的场合，可根据体重调整矫正操作及矫正强度，对于重量低于一定阈值的动物，自动选择较温和的矫正操作及矫正强度。例如，初生犊牛体重为40～45公斤，周岁达到450公斤，成年公牛体重1000～1300公斤，母牛650～700公斤。小羊的体重在25公斤左右，成年公羊的体重在80～150公斤，成年母羊的体重在65～75公斤。当动物行为矫正装置100获悉到动物的种类以及体重，并且其体重低于设定的对应动物的幼年体重上限，于是判断为小牛或者小羊等，则在需要进行矫正时，可以选择较为温和的矫正操作，例如发声，震动等，需要进行电击时也可以选择较小的电压。

在一些实施例中，如图1至3所示，生理信息获取模块103用于获取动物的生理数据，再将生理数据传输给主控模块104。生理数据具体至少包括动物的心跳频率以及吞咽次数。通过心跳频率、吞咽次数以及其它模块的数据，主控模块104可以对动物的生理状态进行初步判断，例如生病或者怀孕。心跳频率检测可以采用心率血氧传感器等方式实现。心率血氧传感器可以使用电学测量等方法来检测心跳频率。电学测量方法使用电极来监测心电信号以检测心跳频率。心脏的搏动会导致电活动的变化，这一变化可以通过电极捕获。通过分析心电信号的波形和时间间隔，可以确定心跳的频率。然后将上述数据发送至动物行为矫正装置100的主控模块104进行分析和记录。吞咽次数检测可以采用声音传感器或者运动传感器等方式实现。声音传感器使用嵌入在动物行为矫正装置100中的麦克风110或其它声音传感器来捕获动物吞咽的声音。通过分析声音模式和频率，可以估计吞咽次数。运动传感器在动物吞咽时，检测喉部和头部的运动发生的变化。运动传感器，如加速度计和陀螺仪，可以监测这些运动并计算吞咽的频率。当主控模块104通过心跳频率以及吞咽次数，判断动物可能处于生病或者怀孕的状况下，会自动选择较温和的矫正操作及矫正强度。

在一些实施例中，如图1至3所示，主控模块104基于动物和安全区域的位置数据进行判断，当动物不在安全区域内时，至少基于基础数据和生理数据生成矫正操作以及矫正操作的矫正强度。具体地，主控模块104从定位模块101接收佩戴动物行为矫正装置100的动物的位置数据，及其定义的安全区域的位置数据。主控模块104将上述安全区域的位置数据在地图上绘制成电子围栏，并在地图上实时标注该动物的位置。当检测到该动物的位置位于电子围栏之外时，对该动物做出执行矫正操作的决定，但此时尚未确定具体的矫正操作及矫正强度，需结合该动物的具体生理情况做进一步判断。矫正操作依据矫正强度由弱至强依次包括发光，发声，震动以及电击。图4示出本发明的一种针对电子围栏的动物行为矫正方法的流程图。如图4所示，当主控模块104检测到动物的位置位于电子围栏之外，可以首先使用发光操作；当一段时间之后动物没有返回电子围栏之内，可以升级矫正操作至发声；再次等待一段时间之后，动物仍没有返回电子围栏之内，可以继续升级矫正操作至震动。当主控模块104也可以不按照上述顺序执行矫正操作，或者直接同时使用发光，发声和震动中的多种。上述三种矫正操作因为对动物的伤害较小，因此可以不结合动物的实际生理状况而直接执行，也可以在主控模块104对动物的生理状况分析完成之后执行。然而，电击操作因为其伤害性，所以必须结合动物的生理状况，以决定电击的强度。当执行震动操作，或者震动和其它矫正操作的组合之后，该动物在一段时间内依然没有返回电子围栏时，主控模块104将决定对动物使用电击操作。此时，主控模块104对从存储模块102接收的动物的基础数据和从生理信息获取模块103接收的动物的生理数据进行分析。上述分析的数据来源至少包括动物的种类、年龄、性别、体重、吞咽次数、心跳频率。主控模块104可根据动物的种类、年龄、性别和体重，对于不同种类、不同性别、不同年龄的动物选择不同强度的电击电压。对于重量较低的动物，自动选择较低的电压，体重较高的动物选择较高的电压，以达到矫正效果同时又不过分伤害动物。例如，对于正常体重的动物选择5kV～15kV的电压，每次放电次数5次。对于体重较小的动物选择3kV～9kV的电压，每次放电次数3次。主控模块104也可根据动物一段时间内的吞咽次数，判断动物的进食状况，从而判断动物是否处于饥饿状态。如果判断结果处于饥饿状态，也可以适当降低电击电压。主控模块104还可根据动物的心跳频率判断动物的运动状体。例如当动物的位置数据显示，动物在逐渐远离电子围栏，移动速度较快，且心跳频率高于正常值时，可以认为动物正在奔跑远离电子围栏，此时可以适当增加电击电压。主控模块104对于上述数据的分析判断并不以此为限。任何一种矫正操作之后，检测到动物返回电子围栏，矫正操作都将结束。动物再次离开电子围栏时，主控模块104会重新进行判断。最终，当主控模块104决定矫正操作和矫正强度之后，会将对应的矫正操作和矫正强度发送给矫正模块105以具体执行。

在一些实施例中，如图1至3所示，矫正模块105基于矫正操作和矫正强度对动物进行矫正，以至少使动物返回安全区域，上述安全区域即电子围栏。矫正模块105还可以通过接收主控模块104的指令以实现其它矫正目的，不以此为限。针对主控模块104发送的4种矫正操作，矫正模块105具有与之相匹配的物理设备进行执行。针对发光，可以采用LED灯执行；针对发声，可以采用扬声器执行；针对震动，可以采用电动马达执行；针对电击，可以采用可调节的放电控制系统执行。此外，发光和发声除了可以作为矫正动物行为的手段，还可以作为提醒用户发生异常情况的方式，便于用户锁定并找回具有异常行为的动物。

图5示出本发明的一种可调节的放电控制系统的结构示意图。如图5所示，可调节的放电控制系统用于各种领域，用来控制和监测放电过程。该系统通常包括多个关键组件，包括初级变压器、次级变压器、多路可编程电压比较器等。初级变压器的输入电压是整个系统的工作电压(3.8V)。本系统中初级变压器的作用是将输入3.8V电压转换为更高的电压(350V～900V)，以用于后续放电过程。次级变压器接收来自初级变压器的电压输入，次级变压器的作用是按照二者的线圈匝数比进一步升高电压，以产生足够高的电场或电压脉冲，用于触发放电现象。本系统中次级变压器输出的高压电压HV+范围是3KV～15KV，根据动物的不同状态输出不同的电压，用于提醒时输出3KV电压，体重较低等情况时输出4KV～8KV左右电压，正常状况时输出8KV～12KV电压，斗殴时输出15KV电压。多路可编程电压比较器用于根据预设不同的门限电压值，来达到控制次级变压器输出不同电压的目的。具体可以预设在某一范围内任意门限电压，当需要比较的电压大于预设门限电压时，电压比较器会产生一个输出信号。该输出信号可以通知主控模块104，主控模块104就知道初级变压器输出端电容上充的电达到预设条件，下一步主控模块104就通知放电。

当主控模块104检测到动物跨越电子围栏需要矫正时，通过基础数据和生理数据综合判断该动物的基本情况。下面通过举例来具体说明可调节的放电控制系统的工作原理：

当走出电子围栏的动物一切正常时，主控模块104设置多路可编程电压比较器的门限电压为800V，主控模块104通过控制第一MOS管开关111来在满足在单位时间内使初级变压器输入的电压在电容端充电达到800V。当电容电压充电到800V时，多路可编程电压比较器侦测到电压高于800V，比较器输出信号反馈给主控模块104。然后主控模块104再控制第二MOS管开关112，让800V通过次级变压器升压达到8KV，输出到该动物的皮肤上，完成一次放电。放电后初级变压器后的电容上电压变为0V，然后通过主控模块104控制第一MOS管开关111完成下次充电，当充电到800V时，电压比较器反馈给主控模块104，主控模块104控制第二MOS管开关112，让800V通过次级变压器升压到8KV，完成第二次放电。如此循环，直到该动物回到电子围栏为止。其中，第一MOS管开关111的开启或者关闭频率决定了初级变压器开启或者关闭的频率，可以控制电容的充电速度。电容充电越快，同等条件下，满足多路可编程电压比较器的门限电压就越快，主控模块104控制第二MOS管开关112的放电也越快。比如动物离开电子围栏后，如果动物还继续越走越远，则第一MOS管开关111开启频率加速。这样初级变压器后端的电容达到800V的速度加快，比如正常1秒钟内的放电次数为一组，每组放电可以间隔1秒到3秒。动物刚走出电子围栏时，可以每组放电1次，每次间隔3秒。如果动物继续越走越远后，可以一组放电2次，每组放电间隔2秒。可以通过不同的组内放电次数和组与组之间的放电间隔来达到调整放电次数的目的。

当走出电子围栏的动物体重较小时，主控模块104设置多路可编程电压比较器的门限电压为500V，主控模块通过控制第一MOS管开关111来在满足在单位时间内使初级变压器输入的电压在电容端充电达到500V。当电容电压充电到500V时，多路可编程电压比较器检测到电容电压高于500V，则输出信号反馈给主控模块104。然后主控模块104再控制第二MOS管开关112，让500V通过次级变压器升压达到5KV，输出到动物皮肤上，完成一次放电。放电后初级变压器后的电容上电压变为0V，然后通过主控模块104控制第一MOS管开关111完成下次充电，当充电到500V时，多路可编程电压比较器反馈给主控模块104，主控模块104控制第二MOS管开关112，让500V通过次级变压器升压到5KV，完成第二次放电。如此循环，直到该动物回到电子围栏为止。

电子畜牧场景下，对每一个动物都佩戴本发明的动物行为矫正装置100，则可以实现当动物离开电子围栏的范围时，生成相应的矫正操作和强度，使得动物始终在电子围栏范围内，从而无需设置物理围栏，节约畜牧的成本。

在一些实施例中，如图1至3所示，动物行为矫正装置100还包括运动监测模块106，用于获取动物的运动数据。运动数据至少可以包括动物的运动轨迹以及加速度，其中运动轨迹可以使用上述的GNSS系统获取，加速度可以通过加速度传感器获取。加速度传感器的工作原理基于牛顿的第二定律，传感器测量在物体上施加的力，然后根据质量计算加速度。在本实施例中，主控模块104除接收到动物的位置数据、基础数据和生理数据外，还包括动物的运动数据，因此主控模块104可以基于上述更多的信息进行更准确的分析。也即主控模块104还被配置为，矫正操作和矫正强度还可以基于运动数据生成。以下举两例进行说明：

第一例，当动物的体重在预设时间内下降幅度大于预设值、吞咽次数在预设时间内小于预设值并且运动轨迹的长度在预设时间内小于预设值时，判断动物为生病状态，此时禁用矫正操作中的电击操作。具体地，动物生病后，一般进食会减少，体重会降低，运动量也会减少。因此，本实施例中使用预设时间内的吞咽次数衡量动物的进食量，监测体重数据，同时使用运动轨迹的长度衡量动物的运动量，当三个数据满足上述条件时，则可以大致判断该动物处于生病的状态。需要注意的是，运动轨迹的长度的预设值可以根据这几天该动物群的步数平均值估算。当检测到动物可能处于生病状态，且此时动物出现离开电子围栏的情况时，动物行为矫正装置100会自动禁用电击操作，以避免在动物身体状况不好的情况下，电击造成进一步的伤害，损害动物的健康。当然，在出现其它需要进行矫正的情况下，如果动物生病，动物行为矫正装置100同样也会自动禁用电击操作。此外，动物行为矫正装置100还可以将动物生病的信息发送给服务器端200，服务器端200再将上述信息推送给用户端300，以让用户知悉，进而对动物进行检查和治疗，以保证动物的健康。动物行为矫正装置100也可以直接将上述信息推送给用户。

第二例，当动物为雌性、动物的体重在预设时间内上升幅度大于预设值、吞咽次数在预设时间内大于预设值并且运动轨迹的长度在预设时间内小于预设值时，判断动物为怀孕状态，此时禁用矫正操作中的电击操作。具体地，动物怀孕后，一般进食量会增加，体重也会增加，运动量则会逐渐减少。因此，本实施例中使用预设时间内的吞咽次数衡量动物的进食量，监测体重数据，同时使用运动轨迹的长度衡量动物的运动量，当三个数据满足上述条件时，并且通过动物的基础数据获知其性别为雌性，则可以大致判断该动物处于怀孕的状态。当检测到动物可能处于怀孕状态，且此时动物出现离开电子围栏的情况时，动物行为矫正装置100会自动禁用电击操作，以避免损害怀孕动物及其胎儿的健康。此时，还可以降低振动提示频率，进一步避免损伤，发声的内容也可以改为舒缓的音乐。动物行为矫正装置100也可以将上述信息直接或者间接推送给用户，使得用户可以对动物进行检查，及时掌握动物的怀孕状况，以进行后续安排。本发明的动物行为矫正装置100可以对动物的健康状况进行监测，并通知用户进行相应行为，以提高动物的整体健康水平。

在一些实施例中，如图1至3所示，动物行为矫正装置100还包括环境监测模块107，用于获取动物所处环境的环境数据，环境数据包括环境的温度和湿度。获取环境温度和湿度的方法通常涉及使用传感器和测量设备。本实施例中，主控模块104还可以接收到环境数据，因此进一步地，主控模块104还可以被配置为，矫正操作和矫正强度还基于环境数据生成，其中，当环境的温度和/或湿度大于预设值时，降低矫正强度。具体地，动物在湿热天气下，身体会不舒服，易生病且易怒。动物行为矫正装置100根据温度和湿度感测器的数据，判断温度湿度是否达到一定阈值。当需要执行电击操作时，自动降低电击的电压和频率。例如，正常潮湿但不高温的天气下，针对正常体重的动物，电击操作选择5kV～15kV的电压，每次放电次数4次，对于体重较小的动物选择3kV～9kV的电压，每次放电次数2次。此外，高温干燥的天气下，针对正常体重的动物，电击操作选择4kV～12kV的电压，每次放电次数4次，对于体重较小的动物选择2kV～6kV的电压，每次放电次数2次。当然，对于生病或者怀孕的动物，依然禁用电击操作。

在一些实施例中，如图1至3所示，动物行为矫正装置100还包括摄像头109和麦克风110，用于获取动物的照片以及叫声，并判断动物的种类。动物行为矫正装置100通常为环形项圈，动物带上后，该项圈侧面的摄像头109可以抓拍该动物的图片，麦克风110可以录音动物的叫声。此时，主控模块104可以获取动物的照片以及叫声的数据，并进行分析得出动物的种类，进而将动物的种类存储在动物的基础数据中。主控模块104也可以将照片和叫声数据发送给服务器端200，由服务器端200对上传的数据进行判断，并将种类结果返回给动物行为矫正装置100，再将动物的种类存储在动物的基础数据中。或者，对于种类信息，也可以不通过上述方式进行分析判断，直接由用户在为动物带上动物行为矫正装置100时提前设置好动物的种类。在本实施例中，主控模块104还被配置为：矫正强度还基于种类生成，根据动物的种类选择矫正操作以及矫正强度。具体地，在上述实施例中提到的需要使用到动物种类信息的场景时，均可以结合本实施例。例如，根据体重调整电击的电压和强度时，需要通过动物种类来确认体重的参考阈值。

图6示出本发明的一种针对动物斗殴的动物行为矫正方法的流程图。在一些实施例中，如图1至3、6所示，主控模块104还被配置为：当两个动物的运动轨迹在相同时间段内完全相同、加速度在相同时间段内变化幅度均大于预设值，并且心跳频率增加幅度均超过预设值时，判断两个动物正在斗殴，此时矫正操作被配置为发声、震动或者电击。本实施例用于针对动物的斗殴行为进行矫正，该斗殴行为可以发生在电子围栏之外或者电子围栏之内。该斗殴行为可以是只发生在两个动物之间，也可以发生在多个动物之间。当发生在多个动物之间时，本实施例采用两两分析的方式判断是否发生斗殴行为。因此，以下以两个动物之间的斗殴行为为例，进行具体描述。具体地，若两个动物发生斗殴行为，也即二者具有一个短暂的接触，则它们佩戴的动物行为矫正装置100在此短暂接触时间内运动轨迹的变化完全相同，也即变化的方向和距离均相同，定位模块101和运动监测模块106可以用于获取上述运动轨迹的变化。动物的斗殴行为，在撞击前通常伴随着加速和冲刺行为，因此可以通过运动监测模块106的加速度传感器来监测动物的加速冲刺行为。动物在斗殴前和斗殴的过程中，其准备行为和斗殴行为均会进行剧烈运动，因此其心跳频率必然大幅增加，因此可以通过生理信息获取模块103获取其心跳频率的增加幅度。当动物行为矫正装置100完成上述数据的获取，并进行分析判断得到两个动物在斗殴时，则需要对两个动物进行矫正。具体矫正行为如下：首先，判断两个动物的体型是否差距过大。具体地，可以通过获取两个动物的种类和体重进行判断。如果两者的体重差距过大，则可能出现的斗殴行为将会是大型动物欺负小型动物，或者成年动物欺负幼崽的行为。此时，如果不立即行进干涉，可能对小型动物或幼崽造成伤害，因此矫正模块105直接对体重较大的动物进行电击操作，对体重较小的动物不执行电击操作，同时矫正模块105进行发光操作，通讯模块108将两个动物的位置数据以及斗殴提醒发送给服务器端200，由服务器端200推送至用户端300，或者直接发送给用户端300，使得用户能够尽快获悉，并在灯光的提示下尽快找到处于正在斗殴的动物。如果两者的体重差距在正常范围内，则通过动物的种类和体重判断两者是否均成年。如果两者均未成年，则矫正模块105同时对两个动物逐级进行发光、发声和震动三种矫正操作，当任何一种矫正操作发生效果，也即主控模块104判断二者已经不处于斗殴状态时，停止矫正操作。也即，对未成年的动物禁止使用电击操作。如果两者均已经成年，则矫正模块105同时对两个动物逐级进行发光、发声、震动和电击四种矫正操作，当任何一种矫正操作发生效果，也即主控模块104判断二者已经不处于斗殴状态时，停止矫正操作。此时，矫正模块105同样进行发光操作，通讯模块108同样将斗殴提醒通知用户。在本实施例中，动物可以为牛、羊或者马等体型较大的动物。

图7示出本发明的另一针对动物斗殴的动物行为矫正方法的流程图。如图1至3、6和7所示，上述实施例主要描述动物斗殴情形在智能畜牧场景下的应用，在其它场景下同样需要对斗殴的动物进行矫正，例如家庭环境下的多个宠物之间的斗殴行为。家中如果出现多个动物斗殴，不及时阻止的话，可能会对家中的家具以及其它物品造成损坏，尤其是当用户客观上无法及时阻止或者用户不在家的时候。在本实施例中，动物可以为猫或者狗等体型较小的动物。具体地，判断二者斗殴的方式可以参见上述实施例。当二者斗殴时，由于宠物的体型均较小，因此无需判断体重的差异，直接对二者执行矫正操作。矫正模块105同时对两个动物逐级进行发光、发声和震动三种矫正操作，直到动物停止斗殴。当上述三种矫正操作无法将二者停下来时，同样由于二者体型均较小，因此矫正模块105在执行电击操作时需要大幅降低电击电压，避免对于宠物的伤害。通讯模块108同时将斗殴的情况通知到用户端300，具体参见上述实施例。值得注意的是，本实施例中，定位模块101在获取动物的位置信息时，也可以通过蓝牙实现多个动物行为矫正装置100之间相互位置的确定。因为在房间中空间过小并且阻挡较多，卫星定位精度可能不足，可以采用蓝牙定位以解决上述问题。

图8示出本发明的一种针对动物走失的动物行为矫正方法的流程图。在一些实施例中，如图1至3、8所示，主控模块104还被配置为：当两个动物的电子识别身份匹配为亲子关系，并且二者的位置数据在任一时刻的距离大于预设值时，判断具有亲子关系的两个动物走失，此时矫正操作被配置为发光和/或发声。未成年动物通常需要母亲的哺乳和保护，才能保证其正常和安全地成长，当未成年动物和其母亲走失时可能发生危险，因此需要使得具有亲自关系的两个动物尽量在一起。亲子关系可以由用户通过基础数据中的电子识别身份的设置实现，使得两个动物可以被主控模块104检测到具有亲子关系。走失的判断可以通过定位模块101的位置数据以及运动监测模块106的运动轨迹数据进行判断。当二者的位置距离太远时判断二者走失。此时，矫正模块105执行发光或者发声操作，或者二者同时执行。走失的两个动物可以通过发光和发声找到彼此。通讯模块108将走失的判断结果，以及动物的电子识别身份和位置数据发送至服务器端200，服务器端200再将上述信息发送至用户端300。或者通讯模块108直接将上述信息发送给用户端300。用户可以通过矫正模块105的发光和发声行为，快速找到两个动物，并使得二者找到彼此。

在一些实施例中，如图1至3所示，动物行为矫正装置100还包括通讯模块108，用于至少将动物的位置数据、基础数据、生理数据、矫正操作以及矫正强度通过第一通信系统发送至服务器端200，服务器端200再将上述信息发送至用户端300。或者通讯模块108也可以直接将信息推送至用户端300。具体地，通讯模块108的作用在上述实施例中已经做了简要描述，在此进行汇总。在智能畜牧的场景下，当需要判断动物的种类时，动物行为矫正装置100通过通讯模块108将摄像头109拍摄的动物照片和麦克风110录制的动物声音发送给服务器端200，服务器端200将分析得到的动物种类返回动物行为矫正装置100。此时第一通信系统可以采用蜂窝网络。当判断动物走出电子围栏时，通讯模块108至少将动物的电子识别身份、位置数据和离开电子围栏的提醒信息发送给服务器端200或者用户端300，此时第一通信系统可以采用蜂窝网络。当判断动物正在进行斗殴时，通讯模块108至少将斗殴的两个动物的电子识别身份、位置数据以及斗殴提醒发送给服务器端200或者用户端300，此时第一通信系统可以采用蜂窝网络。当判断具有亲子关系的动物走失时，通讯模块108至少将走失的动物和其具有亲属关系的动物的电子识别身份、位置数据以及走失提醒发送给服务器端200或者用户端300，此时第一通信系统可以采用蜂窝网络。在家庭宠物的场景下，通讯模块108至少将斗殴的两个动物的电子识别身份以及斗殴提醒发送给服务器端200或者用户端300，此时第一通信系统可以采用Wi-Fi网络。值得注意的是，通讯模块108的功能不以上述内容为限。

本发明的动物行为矫正装置，通过采集动物的位置和生理状况等数据，当动物离开电子围栏的范围时，生成相应的矫正操作和强度，使得动物始终在电子围栏范围内，从而无需设置物理围栏，节约畜牧的成本；本发明还通过监测动物的运动状态，对动物的斗殴行为也生成相应的矫正操作和强度，减少动物的死伤，降低畜牧成本和宠物饲养成本；本发明还可以对动物的健康状况进行监测，以提高动物的整体健康水平。

基于同一发明构思，如图3所示，本发明的另一个方面还提供了一种动物行为矫正方法，具体包括以下步骤：

S110、获取动物的位置数据，并定义安全区域的位置数据；

S120、获取动物的基础数据；

S130、获取动物的生理数据；

S140、基于动物和安全区域的位置数据进行判断，当动物不在安全区域内时，至少基于基础数据和生理数据生成矫正操作以及矫正操作的矫正强度；以及

S150、基于矫正操作和矫正强度对动物进行矫正，以至少使动物返回安全区域。

本发明的动物行为矫正方法，还可以包括其它步骤，具体可以参见上述的动物行为矫正装置实施例，此处不再赘述。

本发明的动物行为矫正方法，使用上述的动物行为矫正装置，可以实现与上述动物行为矫正装置相同的技术效果，此处不再赘述。

图9示出本发明的一种动物行为矫正系统的示意图。基于同一发明构思，如图9所示，本发明的另一个方面还提供了一种动物行为矫正系统，具体包括：

动物行为矫正装置100，获取动物的位置数据、基础数据和生理数据，并定义安全区域的位置数据；基于动物和安全区域的位置数据进行判断，当动物不在安全区域内时，至少基于基础数据和生理数据生成矫正操作以及矫正操作的矫正强度；基于矫正操作和矫正强度对动物进行矫正，以至少使动物返回安全区域；

服务器端200，至少将动物的位置数据、基础数据、生理数据、矫正操作以及矫正强度通过第一通信系统发送至服务器端200，服务器端200再将以上信息发送至用户端300；以及

用户端300，接收来自服务器端200的以上信息。

本发明的动物行为矫正系统，使用上述的动物行为矫正装置，执行上述的动物行为矫正方法，可以实现与上述动物行为矫正装置相同的技术效果，此处不再赘述。

图10示出本发明一实施例的计算机可读存储介质的结构示意图。基于同一发明构思，如图10所示，本发明另一个方面还提供一种计算机可读存储介质，用于存储程序，程序被执行时实现动物行为矫正方法的步骤。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在终端设备上运行时，程序代码用于使终端设备执行本说明书上述电子处方流转处理方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。

如上所示，本发明可以实现与上述动物行为矫正装置相同的技术效果，此处不再赘述。

参考图9所示，描述了根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品800，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

综上，本发明的动物行为矫正装置、方法以及系统，通过采集动物的位置和生理状况等数据，当动物离开电子围栏的范围时，生成相应的矫正操作和强度，使得动物始终在电子围栏范围内，从而无需设置物理围栏，节约畜牧的成本；本发明还通过监测动物的运动状态，对动物的斗殴行为也生成相应的矫正操作和强度，减少动物的死伤，降低畜牧成本；本发明还可以对动物的健康状况进行监测，以提高动物的整体健康水平。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种动物行为矫正装置，佩戴于待测动物，其特征在于，包括：

定位模块，获取所述动物的位置数据，并定义安全区域的位置数据；

存储模块，获取所述动物的基础数据；

生理信息获取模块，获取所述动物的生理数据；

主控模块，基于所述动物和所述安全区域的位置数据进行判断，当所述动物不在所述安全区域内时，至少基于所述基础数据和所述生理数据生成矫正操作以及所述矫正操作的矫正强度；以及

矫正模块，基于所述矫正操作和所述矫正强度对所述动物进行矫正，以至少使所述动物返回所述安全区域。

2.根据权利要求1所述的动物行为矫正装置，其特征在于，

所述基础数据包括所述动物的种类、年龄、性别、电子识别身份以及体重；

其中，所述主控模块还被配置为，当检测到所述动物的体重数据小于预设值时，选择温和的所述矫正操作以及降低所述矫正强度。

3.根据权利要求2所述的动物行为矫正装置，其特征在于，

所述生理数据包括所述动物的心跳频率以及吞咽次数；

所述矫正操作包括发光，发声，震动以及电击。

4.根据权利要求3所述的动物行为矫正装置，其特征在于，还包括：

运动监测模块，获取所述动物的运动数据，所述运动数据包括所述动物的运动轨迹以及加速度；

其中，所述主控模块还被配置为，所述矫正操作和所述矫正强度还基于所述运动数据生成。

5.根据权利要求4所述的动物行为矫正装置，其特征在于，所述主控模块还被配置为：

当所述动物的体重在预设时间内下降幅度大于预设值、吞咽次数在预设时间内小于预设值并且运动轨迹的长度在预设时间内小于预设值时，判断所述动物为生病状态，此时禁用所述矫正操作中的电击操作。

6.根据权利要求4所述的动物行为矫正装置，其特征在于，所述主控模块还被配置为：

当所述动物为雌性、所述动物的体重在预设时间内上升幅度大于预设值、吞咽次数在预设时间内大于预设值并且运动轨迹的长度在预设时间内小于预设值时，判断所述动物为怀孕状态，此时禁用所述矫正操作中的电击操作。

7.根据权利要求4所述的动物行为矫正装置，其特征在于，还包括：

环境监测模块，获取所述动物所处环境的环境数据，所述环境数据包括环境的温度和湿度；

其中，所述主控模块还被配置为，所述矫正强度还基于所述环境数据生成，其中，当环境的温度和/或湿度大于预设值时，降低所述矫正强度。

8.根据权利要求7所述的动物行为矫正装置，其特征在于，还包括：

通讯模块，至少将所述动物的位置数据、所述基础数据、所述生理数据、所述矫正操作以及所述矫正强度通过第一通信系统发送至服务器端，所述服务器端再将上述信息发送至用户端。

9.根据权利要求8所述的动物行为矫正装置，其特征在于，所述主控模块还被配置为：

当两个所述动物的运动轨迹在相同时间段内的变化完全相同、加速度在相同时间段内变化幅度均大于预设值，并且心跳频率增加幅度均超过预设值时，判断两个所述动物正在斗殴，此时所述矫正操作被配置为发声、震动或者电击。

10.根据权利要求8所述的动物行为矫正装置，其特征在于，所述主控模块还被配置为：

当两个所述动物的电子识别身份匹配为亲子关系，并且二者的位置数据在任一时刻的距离大于预设值时，判断具有亲子关系的两个所述动物走失，此时所述矫正操作被配置为发光和/或发声。

11.根据权利要求9或10所述的动物行为矫正装置，其特征在于，所述通讯模块还被配置为：

当判断两个所述动物正在斗殴或者具有亲子关系的两个所述动物走失时，通过所述第一通信系统，将斗殴或者走失的判断结果，以及所述动物的电子识别身份和位置数据发送至所述服务器端，所述服务器端再将上述信息发送至所述用户端。

12.根据权利要求1所述的动物行为矫正装置，其特征在于，还包括：

摄像头和麦克风，获取所述动物的照片以及叫声，并判断所述动物的种类；

其中，所述主控模块还被配置为，所述矫正强度还基于所述种类生成，根据所述动物的种类选择所述矫正操作以及所述矫正强度。

13.根据权利要求4所述的动物行为矫正装置，其特征在于，所述位置数据通过GNSS中任一或至少两个的组合定位系统获取；所述加速度通过加速度传感器获取。

14.一种动物行为矫正方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取动物的位置数据，并定义安全区域的位置数据；

获取所述动物的基础数据；

获取所述动物的生理数据；

基于所述动物和所述安全区域的位置数据进行判断，当所述动物不在所述安全区域内时，至少基于所述基础数据和所述生理数据生成矫正操作以及所述矫正操作的矫正强度；以及

基于所述矫正操作和所述矫正强度对所述动物进行矫正，以至少使所述动物返回所述安全区域。

15.一种动物行为矫正系统，其特征在于，包括：

动物行为矫正装置，获取动物的位置数据、基础数据和生理数据，并定义安全区域的位置数据；基于所述动物和所述安全区域的位置数据进行判断，当所述动物不在所述安全区域内时，至少基于所述基础数据和所述生理数据生成矫正操作以及所述矫正操作的矫正强度；基于所述矫正操作和所述矫正强度对所述动物进行矫正，以至少使所述动物返回所述安全区域；

服务器端，至少将所述动物的位置数据、所述基础数据、所述生理数据、所述矫正操作以及所述矫正强度通过第一通信系统发送至服务器端，所述服务器端再将以上信息发送至用户端；以及

用户端，接收来自所述服务器端的以上信息。