CN208580587U - 一种采集动物体温及发情监测的智能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种采集动物体温及发情监测的智能系统，包括：智能体温采集及RFID设备：高灵敏度体内温度传感器模块、高灵敏度体外温度传感器模块、单片机模块、内置电池模块和无线通讯模块，采集基站，后台服务器，发情监测站，所述高灵敏度体内温度传感器模块、高灵敏度体外温度传感器通过单片机模块ADC采集，通过无线传输协议传送至采集基站，然后通过采集基站主动上报给后台服务器，用户可通过手机或电脑方便及时的掌握动物体温的状况。可以让动物养殖厂管理人员非常及时容易掌握每个动物的体温以及是否发情等状态，能对可能有问题的动物提前隔离治疗，根据数据掌握发情的动物，提高受孕的机率，提高养殖厂的效益。

Description

一种采集动物体温及发情监测的智能系统

技术领域

本实用新型涉及一种采集动物体温及发情监测的智能系统，适用于母猪、奶牛等养殖业领域。

背景技术

目前国内大部分的养殖厂都是完全按照传统的人工喂养方式，因为一个养殖厂动物很多，而管理及养殖人员很少，这样导致很多时候动物生病的时候很难发现，对其及时隔离治疗，等发现时动物个体病情已严重同时如果是传染病的话，会导致大批的动物生病或全部死亡，给养殖厂带来致命的损失。

专利申请号为201720680588.9的中国专利文献中公开了一种动物定位监控终端及装置，终端包括：通信定位一体化装置、定位天线、通信天线和主控制器；其中，所述通信定位一体化装置包括定位装置和通信装置；所述定位装置通过定位天线与卫星通信连接，所述通信装置通过所述通信天线与基站通信连接，所述定位装置和通信装置分别与所述主控制器相连接；其中，所述基站与监控中心通信。上述动物定位监控终端及装置能够在没有卫星信号的情况可实现基站定位，提高了定位监控效果。

专利申请号为201720276313.9的中国专利文献中公开了一种动物健康情况监控记录装置，所述动物健康情况监控装置与计算机无线通讯连接，所述动物健康情况监控装置包括模拟空心树桩、连接电路板、模拟空心树枝和摄像头，所述模拟空心树桩的内部后方固定安装有连接电路板，所述模拟空心树桩的上端一体成型有三个模拟空心树枝，所述模拟空心树枝的外表面嵌入安装有摄像头，且三个摄像头的拍摄方向各不相同，本实用新型可以实时的监控饲养舍中动物的健康情况，针对不吃食、不合群和不爱动的动物进行监控并记录，方便人们直接快速找出生病的动物，避免的病情的蔓延，减少了养殖场的经济损失。

可以看出，上述对比文件均是对动物的疫情进行监控的系统，采用的是摄像头方式与本实用新型采用的方式不同，并且，上述对比文件也没有公开能进行发情监控的方式。此外，动物处于发情期都是人工将雄性的动物赶到雌性动物的场地，靠人工肉眼观察是否发情隔离受孕，效率低下，操作性较困难，本实用新型在监控动物温度的同时，还能进行发情监测。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供集温度采集与发情监测于一体的采集动物体温及发情监测的智能系统。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种采集动物体温及发情监测的智能系统，所述的智能系统包括：一设置于耳标上的智能体温采集及RFID设备7、无线基站网关9、发情监测站10、后台服务器12以及外部显示设备17，所述的智能体温采集及RFID设备7将采集到的温度数据传递给无线基站网关9发情监测站10将正在发情的动物编号做侦测记录，所述的无线基站网关9和发情监测站10将数据共同传递给后台服务器12，所述的后台服务器12将数据在外部显示设备17上显示。

所述的采集动物体温及发情监测的智能系统，所述的智能体温采集及RFID设备7包括：体内温度传感器模块1、体外温度传感器模块2、单片机模块3、内置电池模块4、无线通讯模块5、超高频RFID模块6，所述的体内温度传感器模块1设置在耳标贴近动物耳朵的位置，所述的体外温度传感器模块2设置在耳标远离动物耳朵的位置，所述的单片机模块3、内置电池模块4和无线通讯模块5设置在耳标的内部，所述的超高频RFID模块6独立设置在耳标内部或者外部。

所述的采集动物体温及发情监测的智能系统，所述的体内温度传感器模块1、体外温度传感器模块2分别与所述单片机模块3连接；所述单片机模块3与所述无线通讯模块5连接；所述单片机模块3、无线通讯模块5分别和所述内置电池模块连接4。

所述的采集动物体温及发情监测的智能系统，所述的体内温度传感器模块1和体外温度传感器模块2将采集数据传递给单片机模块3，所述的单片机模块3将处理数据传递给无线通讯模块5，所述的内置电池模块4为单片机模块3和无线通讯模块5提供工作电源。

发情监测站10一直持续处于工作监测状态，对于处于发情阶段佩戴智能体温采集及RFID设备7的动物贴近发情监测站10约10-15cm，发情监测站10将会记录下来该动物佩戴智能体温采集及RFID设备7里对应该动物的对应唯一编号，同时会记录下一段时间里接近的次数及持续的时间，将这些结果传至后台服务器12。

所述的采集动物体温及发情监测的智能系统，所述的无线通讯模块5通过无线通信协议8与无线基站网关9通信。

更优选地，所述无线传输协议为Lora，WIFI、ZigBee、BT或蓝牙协议。

所述的采集动物体温及发情监测的智能系统，所述的无线基站网关9通过WIFI或Ethernet和所述的后台服务器12连接，所述的发情监测站10通过WIFI/Ethernet和所述的后台服务器12连接。

所述的采集动物体温及发情监测的智能系统，所述的后台服务器12通过公共Ethernet和所述的外部显示设备17连接。

优选地，所述的外部显示设备17采用手机15或电脑16或家庭平板电脑等。

在本实用新型的采集动物体温及发情监测的智能系统中，所述单片机模块5采用∑ΔADC 24bit高精度采集电路，采集嵌入到动物耳朵里的体内温度传感器模块及在动物耳朵外侧的体内温度传感器模块的数据，然后通过Lora、WIFI、ZigBee、BT或蓝牙协议传送至无线基站网关9，然后由无线基站网关9传至后台服务器12，后台服务器12会根据需求及时将信息推送给持有手机的养殖厂管理人员。

此间说明的是，动物耳朵温度采集原理：因为养殖厂环境的复杂度，为了准确采集动物的体温，通过植入耳朵里面的体内温度传感器模块，以及同时采集置于耳朵外的体内温度传感器模块，根据两者之间的关系进行温度补偿得出准确的动物体温。

一种采集动物体温及发情监测的智能控制方法，首先，采样植入动物耳朵里的体内温度传感器模块1以及在耳朵外侧的体外温度传感器模块2的温度值，然后，通过无线基站网关由采集基站收集统一自动存入后台服务器，后台服务器会根据采集的体内及体外的温度值根据经验补偿算法计算出准确的体温数据，接下来，一旦发现某个动物的体温异常会及时通知养殖厂管理人员出问题动物的清单；同时因为在动物耳朵佩戴的智能体温采集及RFID设备，每个动物都有唯一的RFID编码，会在雌性动物的场地建有发情监测站，在发情监测站里有雄性动物，在发情站装配有RFID监测设备，如果某个雌性动物处于发情期，发情监测站安装在圈有雄性动物的地方，发情的雌性动物闻到雄性动物的气味就会自动头部往发情监测站贴近，当达到10-15cm的距离时，发情监测站的RFID监测设备会自动读取佩戴在发情雌性动物耳朵上的RFID存贮信息，发情监测站会及时将处于发情的雌性动物的清单及时发送给管理人员，以便管理人员很方便的有针对性的隔离进行后续的操作。

所述的采集动物体温及发情监测的智能控制方法，动物耳朵佩戴的耳标流程如下：S1程序初始化，接下来进行S2初始化温度采样ADC参数，继续下一步S3由体内温度传感器模块1和体外温度传感器模块2分别采集耳温及环境温度ADC值，S4将对应的ADC值转换为对应的温度值，S5初始化无线通讯模块5，S6将耳温及环境温度值按通讯协议格式打包，S7发送报文到无线基站网关，S8判断是否收到基站回应报文？如果收到了，执行S11同步基站时间，如果没有收到，执行步骤S9等待判断基站回应是否超时？如果超时，则执行步骤S10根据保存最新的采样频率设置开机闹钟，如果未超时，则返回步骤S8继续判断是否收到基站回应报文，步骤S11执行后继续执行步骤S13保存基站设置的采样频率，然后执行步骤S10根据保存最新的采样频率设置开机闹钟，再进行步骤S12系统进入深度休眠状态，最后步骤S14程序结束。耳标部分的控制流程结束。

所述的采集动物体温及发情监测的智能控制方法，无线基站网关控制流程如下：程序S20初始化开始，接着执行步骤S21连接云端服务器，然后执行步骤S22同步服务器标准时间到无线网关系统时间，接着执行步骤S23同步服务器设置采样频率间隔的设定值到无线网关，继续执行步骤S24根据设定的采样频率计算超时时间，同时归零计数器技术值及发送缓冲区，接着执行步骤S25初始化Lora/ZigBee基站模块，继续步骤S28持续Lora/ZigBee无线监听，进入判断步骤S27是否收到耳标终端发来的报文？如果收到，进入步骤S28将收到对应动物耳标上传温度报文累计缓冲到发送区，继续执行步骤S210将无线网关最新系统时间和采样频率打包通过Lora/ZigBee网络回送给上报的耳标终端设备；如果没收到耳标终端发来的报文，则执行判断步骤S29是否超时，如果没有超时，则返回步骤S26，如果超时，则执行步骤S211将在此段时间内收到的所有耳标终端上报的温度值上传到云端服务器；继续步骤S212清空超时计数器值及发送缓冲区，重新开始下一个采样时间段的接收工作，然后返回步骤S26。

所述的采集动物体温及发情监测的智能控制方法，后台服务器监测流程如下：根据设定的时间间隔启动执行扫描，首先执行步骤S30初始化，然后执行步骤S31初始化云端服务器数据库，接下来执行步骤S32查询检索所有动物最新耳温记录，执行判断步骤S33耳温是否正常，如果正常，转至步骤S35程序结束，如果不正常，将耳温异常的动物对应记录值告警状态，再执行步骤S35程序结束。

使用本实用新型的有益效果在于：

利用高精度的准确的体温监测实时掌控每个动物的状况，用以提前预警及提高养殖厂的饲养效率及病情的提前预警等，同时该新型采集动物体温及发情监测的智能设备也提供了RFID技术，对于提高养殖厂的动物受孕率提高产崽数，提高养殖厂的利润。

附图说明

图1为本实用新型的采集动物体温及发情监测的智能系统的整体方案的结构示意图；

图2为本实用新型的整体系统框架图；

图3为本实用新型动物耳标控制流程图；

图4为本实用新型无线基站网关控制流程图；

图5为本实用新型后台服务器监测流程图；

图6为本实用新型外部显示用户定时查询执行流程图；

图7为本实用新型监测站工作控制流程图；

图中：

体内温度传感器模块1 体外温度传感器模块2

单片机模块3 内置电池模块4

无线通讯模块5 超高频RFID模块6

智能体温采集及RFID设备7 无线通信协议8

无线基站网关9 发情监测站10

超高频RFID无线协议11 后台服务器12

公用的Ethernet网络14 手机15

电脑16 外部显示设备17

动物耳朵18 移动基站19

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

如图1、图2所示，本实用新型提供一种采集动物体温及发情监测的智能系统，包括：智能体温采集及RFID设备7、采集基站9和发情监测站10，后台服务器12，外部显示设备17，其中，所述智能体温采集及RFID设备7包括：体内温度传感器模块1、体外温度传感器模块2、单片机模块3、内置电池模块4和无线通讯模块5，此件说明的是：体内温度传感器模块1为高灵敏度体内温度传感器模块1，体外温度传感器模块2为高灵敏度体外温度传感器模块2。所述体内温度传感器模块1、体外温度传感器模块2分别和所述单片机模块3连接；所述单片机模块3和所述无线通讯模块5连接；所述单片机模块3、所述无线通讯模块5分别和所述内置电池模块4连接；所述的智能体温采集及RFID设备7和所述无线基站网关9通过所述无线通讯模块5以LORA/NB-IOT/WIFI无线传输协议连接；所述的智能体温采集及RFID设备7和所述发情监测站10通过所述超高频RFID模块6以超高频RFID无线传输协议连接；所述的无线基站网关9通过WIFI/Ethernet和所述后台服务器12连接；所述的发情监测站10通过WIFI/Ethernet和所述后台服务器12连接；所述的后台服务器12通过公共Ethernet和所述外部显示设备17连接；优选地，所述外部显示设备17为电脑、家庭平板电脑、手机。

更优选地，所述无线传输协议为Lora，WIFI、ZigBee或蓝牙协议。

在本实用新型的采集动物体温及发情监测的智能系统，所述单片机模块采用∑ΔADC 24bit高精度采集电路对嵌入到动物耳朵里的高灵敏度体内温度传感器模块及在动物耳朵外侧的高灵敏度体内温度传感器模块，然后通过Lora、WIFI、ZigBee或蓝牙协议传送至采集基站，然后由采集基站传至后台服务器，后台服务器会根据需求及时将信息推送给持有手机的养殖厂管理人员，以便通过自动化提高养殖厂的管理效率，给养殖厂带来经济效益。

本实用新型采集动物体温及发情监测的智能控制方法，首先，采样植入动物耳朵里的体内温度传感器模块1以及在耳朵外侧的体外温度传感器模块2的温度值，然后，通过无线基站网关由采集基站收集统一自动存入后台服务器，后台服务器会根据采集的体内及体外的温度值根据经验补偿算法计算出准确的体温数据，接下来，一旦发现某个动物的体温异常会及时通知养殖厂管理人员出问题动物的清单；同时因为在动物耳朵佩戴的智能体温采集及RFID设备，每个动物都有唯一的RFID编码，会在雌性动物的场地建有发情监测站，在发情监测站里有雄性动物，在发情站装配有RFID监测设备，如果某个雌性动物处于发情期，发情监测站安装在圈有雄性动物的地方，发情的雌性动物闻到雄性动物的气味就会自动头部往发情监测站贴近，当达到10-15cm的距离时，发情监测站的RFID监测设备会自动读取佩戴在发情雌性动物耳朵上的RFID存贮信息，发情监测站会及时将处于发情的雌性动物的清单及时发送给管理人员，以便管理人员很方便的有针对性的隔离进行后续的操作。其具体的控制流程如下：

图3为本实用新型动物耳标控制流程图；S1程序初始化，接下来进行S2初始化温度采样ADC参数，继续下一步S3由体内温度传感器模块1和体外温度传感器模块2分别采集耳温及环境温度ADC值，S4将对应的ADC值转换为对应的温度值，S5初始化无线通讯模块5，S6将耳温及环境温度值按通讯协议格式打包，S7发送报文到无线基站网关，S8判断是否收到基站回应报文？如果收到了，执行S11同步基站时间，如果没有收到，执行步骤S9等待判断基站回应是否超时？如果超时，则执行步骤S10根据保存最新的采样频率设置开机闹钟，如果未超时，则返回步骤S8继续判断是否收到基站回应报文，步骤S11执行后继续执行步骤S13保存基站设置的采样频率，然后执行步骤S10根据保存最新的采样频率设置开机闹钟，再进行步骤S12系统进入深度休眠状态，最后步骤S14程序结束。耳标部分的控制流程结束。

图4为本实用新型无线基站网关控制流程图；程序S20初始化开始，接着执行步骤S21连接云端服务器，然后执行步骤S22同步服务器标准时间到无线网关系统时间，接着执行步骤S23同步服务器设置采样频率间隔的设定值到无线网关，继续执行步骤S24根据设定的采样频率计算超时时间，同时归零计数器技术值及发送缓冲区，接着执行步骤S25初始化Lora/ZigBee基站模块，继续步骤S26持续Lora/ZigBee无线监听，进入判断步骤S27是否收到耳标终端发来的报文？如果收到，进入步骤S28将收到对应动物耳标上传温度报文累计缓冲到发送区，继续执行步骤S210将无线网关最新系统时间和采样频率打包通过Lora/ZigBee网络回送给上报的耳标终端设备；如果没收到耳标终端发来的报文，则执行判断步骤S29是否超时，如果没有超时，则返回步骤S26，如果超时，则执行步骤S211将在此段时间内收到的所有耳标终端上报的温度值上传到云端服务器；继续步骤S212清空超时计数器值及发送缓冲区，重新开始下一个采样时间段的接收工作，然后返回步骤S26。

图5为本实用新型后台服务器监测流程图；根据设定的时间间隔启动执行扫描，首先执行步骤S30初始化，然后执行步骤S31初始化云端服务器数据库，接下来执行步骤S32查询检索所有动物最新耳温记录，执行判断步骤S33耳温是否正常，如果正常，转至步骤S35程序结束，如果不正常，将耳温异常的动物对应记录值告警状态，再执行步骤S35程序结束。

图6为本实用新型外部显示用户定时查询执行流程图；首先执行步骤S40初始化程序，然后步骤S41连接云端服务器，接下来步骤S42查询检索所有值告警状态的动物编号清单，继续步骤S43将问题动物清单以告警提示框高亮给用户提示，继续步骤S44查询所有上报发情的动物列表，执行步骤S45将发情动物编号列表高亮显示提示给用户，最后执行步骤S46程序结束。

图7为本实用新型监测站工作控制流程图；首先执行步骤S50初始化程序，然后执行步骤S51连接云端服务器，继续步骤S52同步服务器标准时间，执行步骤S53同步服务器设置上报周期设置到发情监测站，执行步骤S54根据设定的上报周期计算超时时间，同时归零计数器技术值及发送缓冲区，执行步骤S55初始化超高频RFID模块，执行步骤S56持续超高频RFID监听，执行判断步骤S57判断是否侦听到RFID设备？侦听到，则执行步骤S58将收到对应动物耳标RFID编号累计缓冲到发送区，未侦听到，则执行步骤S59判断是否监听超时，如未超时，则返回步骤S56，如果超时，执行步骤S510将在此段时间内收到的所有耳标编号上传到云端服务器，执行步骤S511清空超时计数器值及发送缓冲区，重新开始下一个时间段的监听工作。

此间说明的是，本实用新型主要是检测动物的耳温温度，将耳温传送给检测站，动物的体温都是以直肠肛温为标准的，而目前我们测试的是贴近耳根的温度，考虑这个温度受外界环境温度的影响较大，所以我们针对多头动物同时采集了耳根温度，耳朵外部温度，直肠温度大量的测试数据，我们根据耳朵外部的温度范围，参考采集到的耳根温度和直肠温度做统计，得出下述的经验公式，可以通过补偿的方式让采集到的耳根温度非常贴近直肠的温度，用以判断动物的健康状态。

所以，当耳朵外部温度低于30度时，我们给测到的耳根温度增加3度的补偿值作为该动物的标准参考直肠温度的值，而当耳朵外部温度高于30度小于33度，我们给耳根温度补偿增加2.5度作为动物的直肠温度，当耳朵外部温度为大于33度小于35度时，补偿1.6度，而当耳朵外部温度大于35度时，给耳根温度补偿0.8度作为直肠温度，供判断动物的健康状态。

此外，本实用新型系统会将体温异常的动物列表会弹窗给他们的管理人员和老板的手机上或电脑屏幕或短信方式提醒，针对每个异常的动物，管理人员在检查后都需要填写具体什么情况，譬如该动物是正常的，体温升高是由于剧烈运动导致或是确实生病有问题了，他们的老板都会看到这些处理信息，用以加强管理。

上述实施方式仅仅是为了说明本实用新型所述的快穿分级定位的多功能动物耳标，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种采集动物体温及发情监测的智能系统，其特征在于，所述的智能系统包括：一设置于耳标上的智能体温采集及RFID设备(7)、无线基站网关(9)、发情监测站(10)、后台服务器(12)以及外部显示设备(17)，所述的智能体温采集及RFID设备(7)将采集到的温度数据传递给无线基站网关(9)，发情监测站(10)将正在发情的动物编号做侦测记录，所述的无线基站网关(9)和发情监测站(10)将数据共同传递给后台服务器(12)，所述的后台服务器(12)将数据在外部显示设备(17)上显示。

2.根据权利要求1所述的采集动物体温及发情监测的智能系统，其特征在于，所述的智能体温采集及RFID设备(7)包括：体内温度传感器模块(1)、体外温度传感器模块(2)、单片机模块(3)、内置电池模块(4)、无线通讯模块(5)、超高频RFID模块(6)，所述的体内温度传感器模块(1)设置在耳标贴近动物耳朵的位置，所述的体外温度传感器模块(2)设置在耳标远离动物耳朵的位置，所述的单片机模块(3)、内置电池模块(4)和无线通讯模块(5)设置在耳标的内部，所述的超高频RFID模块(6)独立设置在耳标内部或者外部；所述的体内温度传感器模块(1)、体外温度传感器模块(2)分别与所述单片机模块(3)连接；所述单片机模块(3)与所述无线通讯模块(5)连接；所述单片机模块(3)、无线通讯模块(5)分别和所述内置电池模块(4)连接；单片机模块(3)对所述的体内温度传感器模块(1)和体外温度传感器模块(2)温度数据进行采集，所述的单片机模块(3)将处理数据传递给无线通讯模块(5)，所述的内置电池模块(4)为单片机模块(3)和无线通讯模块(5)提供工作电源。

3.根据权利要求2所述的采集动物体温及发情监测的智能系统，其特征在于，所述的超高频RFID模块(6)将采集的数据发送给发情监测站(10)，所述的超高频RFID模块(6)通过超高频RFID无线协议(11)将采集的数据发送给发情监测站(10)，发情监测站(10)一直持续处于工作监测状态，对于处于发情阶段佩戴智能体温采集及RFID设备(7)的动物贴近发情监测站(10)约10-15cm，发情监测站(10)将会记录下来该动物佩戴智能体温采集及RFID设备(7)里对应该动物的对应唯一编号，同时会记录下一段时间里接近的次数及持续的时间，将这些结果传至后台服务器(12)。

4.根据权利要求2所述的采集动物体温及发情监测的智能系统，其特征在于，所述的无线通讯模块(5)通过LORA或WIFI或BT无线通信协议(8)与无线基站网关(9)通信；所述的无线基站网关(9)通过WIFI或Ethernet和所述的后台服务器(12)连接，所述的发情监测站(10)通过WIFI/Ethernet和所述的后台服务器(12)连接；所述的后台服务器(12)通过公共Ethernet和所述的外部显示设备(17)连接。