CN205694933U - 一种采集奶牛活动量的装置和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采集奶牛活动量的装置和系统。其中所述装置包括：高度传感器，用于采集高度值；速度传感器，用于采集速度值；加速度传感器，用于采集加速度值；处理器，用于接收高度传感器采集的高度值、速度传感器采集的速度值和加速度传感器采集的加速度值，并将接收到的数据发送给无线通信模块；无线通信模块，用于将接收到的数据通过无线通信方式发送出去；供电模块，用于为高度传感器、速度传感器、加速度传感器、处理器和无线通信模块供电。该技术方案可以根据实时采集到的奶牛的各项参数得到奶牛的活动量情况，准确有效，方便牧场管理。

Description

一种采集奶牛活动量的装置和系统

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种采集奶牛活动量的装置和系统。

背景技术

在畜牧业中，对牲畜的活动量检测具有重要的意义。例如，通过分析奶牛的活动量可以及时发现奶牛是否处于发情、发病等状态，从而使得牧场管理人员可以及时采取相应的应对措施。因此，牧场管理人员希望可以快速、准确地了解奶牛的活动量。

实用新型内容

鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的采集奶牛活动量的装置和系统。

依据本实用新型的一个方面，提供了一种采集奶牛活动量的装置，包括：

高度传感器，用于采集高度值；

速度传感器，用于采集速度值；

加速度传感器，用于采集加速度值；

处理器，用于接收高度传感器采集的高度值、速度传感器采集的速度值和加速度传感器采集的加速度值，并将接收到的数据发送给无线通信模块；

无线通信模块，用于将接收到的数据通过无线通信方式发送出去；

供电模块，用于为高度传感器、速度传感器、加速度传感器、处理器和无线通信模块供电。

可选地，所述处理器，进一步用于对所接收到的高度值、速度值和加速度值进行汇总处理，将汇总处理后的数据发送给无线通信模块；

所述无线通信模块，用于将汇总处理后的数据发送出去。

可选地，该装置进一步包括存储单元；

所述处理器，用于根据高度值和速度值对奶牛的姿态进行判断，具体判 断为躺卧、静止站立和行走；并进一步根据加速度值记录奶牛在各姿态下的活动量数据，将活动量数据作为汇总处理后的数据保存到存储单元中；

所述无线通信模块，用于定期将存储单元中的数据发送出去。

可选地，所述处理器，用于在高度值小于或等于第一预设高度值，速度值小于第一预设速度值时判断为躺卧；用于在高度值大于第一预设高度值，速度值小于或等于第一预设速度值时判断为静止站立；用于在高度值大于第一预设高度值，速度值大于第一预设速度值时判断为行走。

可选地，所述加速度传感器，用于采集多个轴的加速度值；

所述处理器，用于将加速度值分为多个挡，根据在预设时间段内所接收到的加速度值，记录在该预设时间段内奶牛在不同姿态下的不同加速度挡位内的各轴加速度值的统计数量，并保存到存储单元中；

所述无线通信模块，每隔预设时间段的时间长度，将存储单元中的预设时间段内的统计数据发送出去。

可选地，所述存储单元中预先配置有表格；所述表格用于记录在预设时间段内奶牛在不同姿态下的不同加速度挡位内的各轴加速度值的统计数量；

所述处理器，用于在每一次接收到高度值、速度值和加速度值时，根据高度值和速度值对奶牛的姿态进行判断，然后根据加速度值确定所处的加速度挡位，将所述表格中的相应姿态和相应挡位对应的加速度统计数量加1。

可选地，所述处理器，进一步用于记录奶牛处于各姿态的时间长度，并保存到存储单元中作为汇总处理后的数据的一部分。

可选地，所述装置通过绑带固定在奶牛身体上。

依据本实用新型的另一方面，提供了一种采集奶牛活动量的系统，包括：活动量基站和多个如上述任一项所述的采集奶牛活动量的装置；

其中，各采集奶牛活动量的装置将数据通过无线通信方式发送至活动量采集基站；

活动量采集基站用于通过互联网将数据发送至服务器。

可选地，该系统进一步包括服务器；

所述服务器用于对来自活动量采集基站的数据进行分析处理，根据分析结果确定相应奶牛的发情和/或健康状态。

由上述可知，本实用新型的技术方案，可以通过奶牛活动量采集装置的高度、速度、加速度传感器分别采集奶牛的相应参数，并通过处理器接收这些参数，通过无线通信模块将其发送出去，并由独立的供电模块为上述各部件进行供电。该技术方案可以根据实时采集到的奶牛的各项参数得到奶牛的活动量情况，准确有效，方便牧场管理。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本实用新型一个实施例的一种采集奶牛活动量的装置的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型一个实施例的一种采集奶牛活动量的系统的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型一个实施例的另一种采集奶牛活动量的系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地 理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

奶牛发情鉴定是牧场生产及繁育管理的重要环节，通过监测奶牛发情时生理指标的变化进行发情鉴定，不但准确性高，同时还减少了人为观察可造成的失误，节约了劳动力成本，能够显著提高牧场的繁殖管理效率。奶牛在发情时活动量会显著增加，而生病时活动量则会显著降低。研究表明，奶牛发情时的活动量比非发情时高2-3倍。因此，活动量是检测奶牛发情及奶牛健康状态的科学指标，采集奶牛的活动量具有重要的意义。图1示出了根据本实用新型一个实施例的一种采集奶牛活动量的装置的结构示意图，如图1所示，采集奶牛活动量的装置100包括：

高度传感器110，用于采集高度值。例如，奶牛在躺卧和静止站立状态下的高度是不同的。

速度传感器120，用于采集速度值。例如，奶牛在静止站立和行走状态下的速度也是不同的。

加速度传感器130，用于采集加速度值。例如，奶牛在摇头、奔跑时采集到的加速度值也是不同的。

处理器140，用于接收高度传感器110采集的高度值、速度传感器120采集的速度值和加速度传感器130采集的加速度值，并将接收到的数据发送给无线通信模块。在本实施例中，处理器不对接收到的各数据进行任何处理，而是直接将其发送给无线通信模块。

无线通信模块150，用于将接收到的数据通过无线通信方式发送出去。

供电模块160，用于为高度传感器110、速度传感器120、加速度传感器130、处理器140和无线通信模块150供电。

在本实施例中，奶牛活动量采集装置可以安装在奶牛身上不易脱落、不影响奶牛行动的部位，优选地，可以固定在奶牛的脖颈正下方的位置。具体地，可以通过绑带绑定在奶牛身上。

可见，图1所示的装置，可以通过高度、速度、加速度传感器分别采集奶牛的相应参数，并通过处理器接收这些参数，通过无线通信模块将其发送出去，并由独立的供电模块为上述各部件进行供电。该技术方案可以根据实时采集到的奶牛的各项参数得到奶牛的活动量情况，准确有效，方便牧场管 理。

在本实用新型的一个实施例中，图1所示的装置中，处理器，进一步用于对所接收到的高度值、速度值和加速度值进行汇总处理，将汇总处理后的数据发送给无线通信模块；无线通信模块，用于将汇总处理后的数据发送出去。

在本实施例中，由处理器先对接收到的所有数据进行汇总后再进行发出。由于各传感器会因为奶牛的动作触发产生多个数据，则可以先将这些数据进行汇总后再发出。因此在本实施例中，并不是将采集到的高度值、速度值和加速度值直接作为活动量的数值，而是考虑到采集的数据有其对应的含义，例如奶牛根据奶牛姿态的不同，采集到的数据也通常是不同的，因此，在本实用新型的一个实施例中，上述装置进一步包括存储单元；处理器，用于根据高度值和速度值对奶牛的姿态进行判断，具体判断为躺卧、静止站立和行走；并进一步根据加速度值记录奶牛在各姿态下的活动量数据，将活动量数据作为汇总处理后的数据保存到存储单元中；无线通信模块，用于定期将存储单元中的数据发送出去。具体地，在本实用新型的一个实施例中，上述装置中，处理器，用于在高度值小于或等于第一预设高度值，速度值小于第一预设速度值时判断为躺卧；用于在高度值大于第一预设高度值，速度值小于或等于第一预设速度值时判断为静止站立；用于在高度值大于第一预设高度值，速度值大于第一预设速度值时判断为行走。

如前文所述，奶牛在躺卧和静止站立状态下的高度是不同的，奶牛在静止站立和行走状态下的速度是不同的。因此根据传感器采集到的高度值和速度值可以确定奶牛的姿态。例如，高度传感器采集的高度值小于或等于0.5m并且速度传感器值采集的速度值接近0(预设一个接近于0的速度值，当采集的速度值小于该值时认为速度接近0)时，判断奶牛处于躺卧姿态；高度传感器采集的高度值大于0.5m并且速度传感器值采集的速度值接近0(预设一个接近于0的速度值，当采集的速度值小于该值时认为速度接近0)时，判断奶牛处于静止站立姿态；高度传感器采集的高度值大于0.5m并且速度传感器值采集的速度值大于预设的速度值时，判断奶牛处于行走姿态。这样，就使得根据采集到的数据，更为直观地了解到奶牛的活动状态，方便牧场管 理。

前文同样提到，奶牛在摇头、奔跑时采集到的加速度值也是不同的。更具体地，奶牛在处于静止站立姿态时，同时可能进行吃草、摇头、搔痒等动作，此时会产生在不同方向上的加速度。因此，在本实用新型的一个实施例中，上述装置中，加速度传感器，用于采集多个轴的加速度值；处理器，用于将加速度值分为多个挡，根据在预设时间段内所接收到的加速度值，记录在该预设时间段内奶牛在不同姿态下的不同加速度挡位内的各轴加速度值的统计数量，并保存到存储单元中；无线通信模块，每隔预设时间段的时间长度，将存储单元中的预设时间段内的统计数据发送出去。

其中，无线通信模块可以通过WiFi网络、蓝牙、红外等多种方式进行数据传输，在本实施例中对此并不限制。并且可以看出，在上述实施例中，本实用新型中的奶牛活动量采集装置的处理器并不需要对采集的速度、加速度等数据进行复杂的处理，仅需对采集的数据进行统计(累加)和比较(与存储单元中的预设值比对)，通过逻辑电路等方式可以简单地实现。

在本实用新型的一个实施例中，上述装置中，存储单元中预先配置有表格；表格用于记录在预设时间段内奶牛在不同姿态下的不同加速度挡位内的各轴加速度值的统计数量；处理器，用于在每一次接收到高度值、速度值和加速度值时，根据高度值和速度值对奶牛的姿态进行判断，然后根据加速度值确定所处的加速度挡位，将表格中的相应姿态和相应挡位对应的加速度统计数量加1。

例如，记加速度为a(单位：m/s²)，处理器对加速度值做三挡分类，第1挡为0.5≤a≤2；第2挡为2＜a≤5；第3挡为5＜a。表1示出了预先在存储单元中配置的表格的统计示例，其中Dxxx是对应挡位和姿态下，在预设时间段内所接收到的加速度值的数量统计值。例如预设时间段时长为1小时,根据该表可知，存储单元中的表格需要配置27个存储项。初始情况下，Dxxx的值为0，每当接收到高度值、速度值和加速度值时，判断其与哪个存储项相对应，将该项的Dxxx的值加1。表2示出了从8:00到9:00的一个记录实例，图2中，D101＝34，表示在躺卧状态下，接收到加速度传感器发送了34次在0.5～2m/s²范围内的加速度值。

特别地，可以在预设时间段的数据采集完成后，将表格中已记录的数据进行清零处理，以便在下一个预设时间段重新进行数据采集。

表1

表2

在本实用新型的一个实施例中，上述装置中，处理器，进一步用于记录奶牛处于各姿态的时间长度，并保存到存储单元中作为汇总处理后的数据的一部分。

例如，处理器每隔2秒接收一次速度传感器采集的速度值和高度传感器采集的高度值，并参照前述实施例判断出奶牛姿态，并认为奶牛在该姿态下持续了2秒钟，并存储到存储单元中。则在存储单元中可以预先配置记录形式如表3所示的表格。

表3

	躺卧	静止站立	行走
				时长(单位：秒)	1200	1000	1400

图2示出了根据本实用新型一个实施例的一种采集奶牛活动量的系统的结构示意图，如图2所示，采集奶牛活动量的系统200包括：活动量基站210和多个如上述任一实施例中的采集奶牛活动量的装置220。

其中，各采集奶牛活动量的装置220将数据通过无线通信方式发送至活动量采集基站210；活动量采集基站210用于通过互联网将数据发送至服务器。活动量基站210可以包括无线通信模块，用于与采集奶牛活动量的装置220进行无线通信；还可以包括处理器，当接收到采集奶牛活动量的装置220发送的数据是未经汇总处理的时，对数据进行汇总处理，汇总处理可参照前述实施例，在此不再赘述。活动量基站210还可以包括互联网接入模块，例如使用TCP/IP协议，具体地，互联网接入方案包括但不限于GPRS、3G、4G、WiFi和有线等方式。则在本实用新型的一个实施例中，活动量基站210的处理器实时通过无线通信模块接收采集奶牛活动量的装置220发送的数据，并通过互联网接入模块发送云服务器。活动量基站210可以同时接收多个采集奶牛活动量的装置220的数据。

图3示出了根据本实用新型一个实施例的另一种采集奶牛活动量的系统的结构示意图，如图3所示，采集奶牛活动量的系统包括活动量基站310和多个如上述任一实施例中的采集奶牛活动量的装置320，其中活动量基站310和采集奶牛活动量的装置320与图2所示的系统中的活动量基站210和采集奶牛活动量的装置220的功能和连接方式对应相同，在此不再赘述。图3所示的系统进一步包括服务器330；服务器330用于对来自活动量采集基站310的数据进行分析处理，根据分析结果确定相应奶牛的发情和/或健康状态。

在本实施例中，系统可以进一步包含服务器，对活动量数据进一步进行分析挖掘，但该方法并不是本实用新型要求保护的。

综上所述，本实用新型的技术方案，可以通过高度、速度、加速度传感器分别采集奶牛的相应参数，并通过处理器接收这些参数，通过无线通信模块将其发送出去，并由独立的供电模块为上述各部件进行供电。该技术方案可以根据实时采集到的奶牛的各项参数得到奶牛的活动量情况，准确有效，方便牧场管理。不仅可以掌握奶牛活动量细节，例如对奶牛每1小时的活动量做细分处理，包括躺卧时长、站立时长、行走时长、各个姿态的运动量等， 有益于对奶牛的健康、发情等状态做出准确的判断，提高奶牛饲养的自动化程度和精细化程度

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种采集奶牛活动量的装置，其特征在于，该装置包括：

高度传感器，用于采集高度值；

速度传感器，用于采集速度值；

加速度传感器，用于采集加速度值；

处理器，用于接收高度传感器采集的高度值、速度传感器采集的速度值和加速度传感器采集的加速度值，并将接收到的数据发送给无线通信模块；

无线通信模块，用于将接收到的数据通过无线通信方式发送出去；

供电模块，用于为高度传感器、速度传感器、加速度传感器、处理器和无线通信模块供电。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述处理器，进一步用于对所接收到的高度值、速度值和加速度值进行汇总处理，将汇总处理后的数据发送给无线通信模块；

所述无线通信模块，用于将汇总处理后的数据发送出去。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括存储单元；

所述处理器，用于根据高度值和速度值对奶牛的姿态进行判断，具体判断为躺卧、静止站立和行走；并进一步根据加速度值记录奶牛在各姿态下的活动量数据，将活动量数据作为汇总处理后的数据保存到存储单元中；

所述无线通信模块，用于定期将存储单元中的数据发送出去。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述处理器，用于在高度值小于或等于第一预设高度值，速度值小于第一预设速度值时判断为躺卧；用于在高度值大于第一预设高度值，速度值小于或等于第一预设速度值时判断为静止站立；用于在高度值大于第一预设高度值，速度值大于第一预设速度值时判断为行走。

5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述加速度传感器，用于采集多个轴的加速度值；

所述处理器，用于将加速度值分为多个挡，根据在预设时间段内所接收到的加速度值，记录在该预设时间段内奶牛在不同姿态下的不同加速度挡位内的各轴加速度值的统计数量，并保存到存储单元中；

所述无线通信模块，每隔预设时间段的时间长度，将存储单元中的预设 时间段内的统计数据发送出去。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述存储单元中预先配置有表格；所述表格用于记录在预设时间段内奶牛在不同姿态下的不同加速度挡位内的各轴加速度值的统计数量；

所述处理器，用于在每一次接收到高度值、速度值和加速度值时，根据高度值和速度值对奶牛的姿态进行判断，然后根据加速度值确定所处的加速度挡位，将所述表格中的相应姿态和相应挡位对应的加速度统计数量加1。

7.如权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述处理器，进一步用于记录奶牛处于各姿态的时间长度，并保存到存储单元中作为汇总处理后的数据的一部分。

8.如权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征在于，

所述装置通过绑带固定在奶牛身体上。

9.一种采集奶牛活动量的系统，其特征在于，该系统包括：活动量基站和多个如权利要求1-8中任一项所述的采集奶牛活动量的装置；

其中，各采集奶牛活动量的装置将数据通过无线通信方式发送至活动量采集基站；

活动量采集基站用于通过互联网将数据发送至服务器。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括服务器；

所述服务器用于对来自活动量采集基站的数据进行分析处理，根据分析结果确定相应奶牛的发情和/或健康状态。