CN203206907U - 一种奶牛体温和活动状态监测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种奶牛体温和活动状态监测仪，由外壳、体温和活动状态传感器、集成无线收发模块的微控制器、PCB印制天线和电源模块构成；外壳使用高强度轻质塑料、密封防水，同温度传感器和皮肤接触部分采用高导热材料；所选传感器和微控制器均为超低功耗，平时工作在休眠状态，温度、活动状态和无线收发采用中断触发；采用大容量电池供电，长时间监测奶牛的体温和活动状态，无线发送给电脑主机，进而分析奶牛的异常状况，增加奶牛福利、提高经济效益。
Description
技术领域
本实用新型属于动物行为监测领域，尤其涉及一种奶牛体温和活动状态的监测装置。
背景技术
在现代化的奶牛养殖中，高效、健康、规模化及动物福利均成为养殖企业追求的目标，这些指标不是相互孤立的，奶牛只有在舒适、健康的情况下才能更好地为养殖企业创造更大的经济效益。
一些文献已经研究了奶牛发情同活动量之间的关系，通过监测奶牛活动量，及时准确识别奶牛发情，适时配种，提高经济效益。当奶牛出现身体出现不适或疾病时，也会表现出活动状态的异常，同时体温、食欲、体重和产奶量等也会出现异常。现在大多规模化养殖企业，体重和产奶量等指标较容易获取，而奶牛的实时活动状态和体温，依靠人工观察、识别，其工作量非常大，也不可能完全做到实时性，且识别的准确率低。如果出现的是具有传染性的疾病，就更需要及早、准确识别，隔离和治疗。因此，让奶牛佩戴一个轻便，能实时监测体温和活动状态的仪器，可实时监测奶牛体征状态，提高奶牛的福利、提升产奶质量，最终获取更大的经济效益。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的是设计能实时监测奶牛体温和活动状态的电子装置，该装置要求体积小、重量轻、功耗低，尽量减小佩戴物对奶牛舒适度、产奶量等的影响，并且具有采集的实时信息可以通过无线传输到奶牛信息管理系统，以供进一步分析。
本实用新型的技术方案如下：
一种实时记录奶牛体温和活动状态的装置，包括体温和活动状态传感器、无线收发模块、微控制器、信息存储模块、和电源模块。
其中，体温测量采用高精度温度传感器定时中断测量，降低功耗；活动状态采用基于MEMS技术数字输出的微型三轴加速度传感器，通过三轴加速度传感器的输出判断奶牛的活动量和趴窝、站立等姿势。
无线收发模块采用适合中长距离通信的433M免费频段，通过该模块也可以实现奶牛的编号，收发模块天线采用PCB印制天线或小型贴片天线。
微控制器采用低功耗单片机，平时工作在休眠状态，温度、活动状态、无线收发等均为中断触发。
电源采用大容量聚合物锂电池，且利用微控制器定时监测电池电量，低电量报警。
附图说明
图1是本实用新型奶牛体温和活动状态监测仪的原理框图。
图2是本实用新型低功耗监测的监测流程。
图1中1指外壳，2指电路板。
具体实施方式
下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式：
如图1所示：监测仪主要由外壳1、电路板2、三轴加速度传感器3、带无线收发模块的微控制器4、PCB印制天线5、大容量聚合物电池6、温度传感器7等组成。其中外壳具有重量轻、防水、防撞击等功能，特别是让温度传感器紧贴外壳固定，且同温度传感器接触部分采用高导热材料，该外壳同奶牛皮肤紧密接触，测量更加真实的体温。电路板2上主要有三轴加速度传感器3、带无线收发模块的微控制器4、PCB印制天线5等，其中三轴加速度传感器采用基于MEMS技术微小封装的三维数字输出传感器，微控制器采用德州仪器公司集成无线收发模块的CC430系列单片机，为减轻重量，天线采用PCB印制天线或市售小型贴片天线。电池6采用市售聚合物大容量可充电电池。温度传感器7也采用低功耗具有数字输出的高精度温度传感器。
图2是监测仪监测流程，特点是采用中断方式为主，尽量降低功耗，提高可靠性。主要监测步骤有：S0系统初始化，S1所有模块进入低功耗模式，S2定时中断测量体温并存储，S3无线接收中断向主机发送数据，S4大动作中断并且距上次动作大于某一设定阈值时，存储当前时间和3轴的状态，S5大动作中断且距上次动作不大于某一设定阈值时，仅存储当3轴的状态，S6利用微控制器内部电源管理模块，动态监测电池电量，当电池电量低于设定值时，保存所有当前采集的数据，并通过无线模块向主机发送命令，通过主机告诉维护人员尽快采集数据并更换电池。其中S4、S5在判断大动作中断时，程序需要进行抖动滤波消除假动作，并根据奶牛的各种快、慢动作等特点，滤除某些高频噪声，减小数据存储量，降低系统功耗。
Claims (6)
1.一种奶牛体温和活动状态监测仪，其特征在于：包括外壳、体温和活动状态传感器、集成无线收发模块的微控制器、PCB印制天线和电源模块。
2.根据权利要求1所述的一种奶牛体温和活动状态监测仪，其特征在于所述的外壳，特别是同温度传感器和皮肤接触部分采用高导热材料。
3.根据权利要求1所述的一种奶牛体温和活动状态监测仪，其特征在于所述的体温和活动状态传感器，体温测量采用高精度温度传感器定时中断测量，降低功耗，活动状态采用基于MEMS技术数字输出的微型三轴加速度传感器。
4.根据权利要求1所述的一种奶牛体温和活动状态监测仪，其特征在于所述的带无线收发模块的微控制器采用低功耗单片机，平时工作在休眠状态，温度、活动状态、无线收发均为中断触发。
5.根据权利要求1所述的一种奶牛体温和活动状态监测仪，其特征在于所述的无线收发模块采用适合中长距离通信的433M免费频段，通过该模块也可以实现奶牛的编号，天线采用PCB印制天线或小型贴片天线。
6.根据权利要求1所述的一种奶牛体温和活动状态监测仪，其特征在于所述的电源模块采用大容量聚合物锂电池，利用微控制器动态监测电池电量，低电量报警。
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