CN212813547U - 一种用于判定鹿发情期的智能项圈 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于判定鹿发情期的智能项圈,包括鹿以及佩戴鹿颈部的智能项圈、无线通讯模块和使用终端，其特征在于，智能项圈内集成智能监测模块、电源模块和定位装置，电源模块连接智能监测模块，无线通讯模块一端连接监测模块，无线通讯模块另一端连接使用终端，智能项圈外设置卡扣，通过卡扣将智能项圈佩戴鹿的颈部。有益效果是：综合评估鹿的生理状态或妊娠状态，不仅有利于确定鹿的发情期，还可反映鹿的健康状态，在减少工作量的同时，提高繁殖成功率，降低养殖成本，提高养殖效益。

Description

一种用于判定鹿发情期的智能项圈

技术领域

本实用新型涉及一种智能项圈，特别是一种用于判定鹿发情期的智能项圈。

背景技术

鹿是一种具有极高药用、观赏和生态文化价值的经济动物，其产品如鹿茸、鹿血、鹿心和鹿鞭均为名贵药材，经济价值较高。养殖技术落后是制约鹿养殖业发展的重要瓶颈，鹿属于季节性多周期发情动物，繁殖失败意味着母鹿全年效益为负，养殖户损失巨大。因此，提高母鹿繁殖率对于提高鹿养殖经济效益具有重要意义。

鹿发情周期约为6—20天，因品种和内外因素等变化。鹿繁殖主要使用人工授精技术，发情阶段鉴定为影响授精成功率关键环节，在不准确的发情阶段输精会导致受精效果不理想，母鹿繁殖率下降。

目前，母鹿发情阶段鉴定多采用公鹿试情结合人工观察或监控观察确定，结果受公鹿体况和养殖人员个人因素影响，一般准确率在50%—70%之间。为保证输精准确率，一般采用多次试情和输精相结合的方法，但工作强度大、精液和公鹿资源浪费严重。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种鉴定鹿发情期的智能项圈，可监测鹿运动量和体温，记录采食、爬跨行为，并可自动分析各项数据，综合反映鹿的生理或妊娠状态，提高发情阶段确定准确度，在降低人工成本、节约公鹿资源同时，提高养殖效益。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：

包括鹿以及佩戴鹿颈部的智能项圈、无线通讯模块和使用终端，其特征在于，智能项圈内集成智能监测模块、电源模块和定位装置，电源模块连接智能监测模块，无线通讯模块一端连接监测模块，无线通讯模块另一端连接使用终端，智能项圈外设置卡扣，通过卡扣将智能项圈佩戴鹿的颈部。

所述智能监测模块包括分别与电源模块连接的嵌入式控制模块、监测模块，嵌入式控制模块是微控制单元(MCU)或单片机（PLC）中的一种，定位装置连接嵌入式控制模块，将监测模块传输来的模拟信号通过模拟数字转换器转换成数字信号，再通过嵌入式控制模块处理后将信号处理成无线通讯模块可接收的信号，监测模块分别是红外温度传感器、三轴加速度传感器、光敏传感器、ToF测距传感器，其中：红外温度传感器监测鹿颈部的体温，三轴加速度传感器与ToF测距传感器监测鹿颈部特征的行为动作，光敏传感器监测鹿的心率。

所述无线通讯模块采用802.11b无线局域网标准技术或移动通信技术中的一种。

所述智能项圈内集成的电源模块采用锂电池电源控制模块与太阳能电源控制模块作为能量源，锂电池电源控制模块由锂电充电管理芯片和锂电池组成，锂电充电管理芯片嵌入在锂电池内，太阳能电源控制模块由太阳能采集板和太阳能充电管理芯片组成，太阳能充电管理芯片嵌入在太阳能采集板内，其中，锂电池充电管理芯片、太阳能充电管理芯片分别连接电源切换芯片，电源切换芯片连接低压差稳压电源芯片，过压欠压保护模块连接低压差稳压电源芯片，低压差稳压电源芯片分别给智能监测模块、无线通讯模块提供电源。

所述定位装置采用北斗或GPS定位系统中的一种。

所述使用终端是PC、APP。

所述一种用于判定鹿发情期的智能项圈的判定方法包括如下步骤：

本实用新型的有益效果是：综合评估鹿的生理状态或妊娠状态，不仅有利于确定鹿的发情期，还可反映鹿的健康状态，在减少工作量的同时，提高繁殖成功率，降低养殖成本，提高养殖效益。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型智能检测模块的结构示意图；

图3是本实用新型电源模块的结构示意图。

具体实施方式

如图1-3可知：包括鹿以及佩戴鹿颈部的智能项圈1、无线通讯模块2和使用终端3，其特征在于，智能项圈1内集成智能监测模块4、电源模块5和定位装置6，电源模块5连接智能监测模块4，无线通讯模块2一端连接智能监测模块4，无线通讯模块2另一端连接使用终端3，智能项圈1外设置卡扣1-1，通过卡扣将智能项圈1佩戴鹿的颈部。

所述智能监测模块4包括分别与电源控制模块7连接的嵌入式控制模块8、监测模块9，定位装置6连接嵌入式控制模块8，嵌入式控制模块8是微控制单元(MCU)或单片机（PLC）中的一种，将监测模块9传输来的模拟信号通过模拟数字转换器转换成数字信号，再通过嵌入式控制模块8处理后将信号处理成无线通讯模块2可接收的信号，监测模块9分别是红外温度传感器10、三轴加速度传感器11、光敏传感器12、ToF测距传感器13，其中：红外温度传感器10监测鹿颈部的体温，三轴加速度传感器11与ToF测距传感器13监测鹿颈部特征的行为动作，三轴加速度传感器11优选ADXL34芯片，光敏传感器12监测鹿的心率。

所述无线通讯模块2采用802.11b无线局域网标准技术或移动通信技术中的一种，无线通讯设备将嵌入式控制模块8处理过的温度转换后的电学信号，监测模块9转换后的电学信号以专有的数据形式发送给使用终端3。在移动通信技术覆盖薄弱地区采用802.11b无线局域网标准技术，在鹿牧场添加无线路由网络。

所述智能项圈1内集成的电源模块5采用锂电池电源控制模块14与太阳能电源控制模块15作为能量源，锂电池电源控制模块14由锂电充电管理芯片23和锂电池16组成，锂电充电管理芯片23嵌入在锂电池16内，太阳能电源控制模块15由太阳能采集板19和太阳能充电管理芯片18组成，太阳能充电管理芯片18嵌入在太阳能采集19板内，其中，锂电池充电管理芯片23、太阳能充电管理芯片18分别连接电源切换芯片20，电源切换芯片20连接低压差稳压电源芯片22，过压欠压保护模块21连接低压差稳压电源芯片22，低压差稳压电源芯片22分别给智能监测模块4、无线通讯模块2提供电源。

电源切换芯片20的功能是当太阳能电源控制模块15能源充足时，切换到太阳能电源控制模块15，当夜晚或阳光不足时切换到锂电池电源控制模块14。低压差稳压电源芯片22的功能是将锂电池16或者太阳能采集板19的电压稳定到3.3V。过压欠压保护模块21是防止电源模块过压或者欠压损伤整个智能项圈1，在检测到过压或者欠压时关闭电源模块6，保护智能项圈1。利用太阳能电源控制模块15的可再生性，锂电池电源控制模块14的持久性相结合，使系统有更好的续航能力。

所述定位装置6采用北斗或GPS定位系统中的一种。

所述使用终端3是PC、APP。

本发明是针对鹿发情时出现的生理特征和习性改变做出监测，提供预警和判定鹿发情期，具体针对鹿的特征值为体温、活动量、进食量、 鸣叫次数、增多爬跨动作、心率变快，通过将智能项圈佩戴1在鹿的颈部；使用终端3预先分别设置一温度范围值，通过红外温度传感器10沿时间周期测量鹿颈部体温实际值相比较发现：鹿颈部体温超过使用终端3预先设置温度范围值的0.4摄氏度，作为鹿发情期状况的判定指标之一；

通过红外温度传感器10接收鹿颈部的温度变化后产生的电信号变化，来监测被监控鹿的体温，正常情况鹿颈部体温是36.4 到37.9 摄氏度。发情期鹿颈部体温是36.8 到38.3摄氏度。红外温度传感器10在鹿佩戴初始记录鹿颈部体温。每隔2小时启动红外温度传感器10，检测鹿颈部体温，当温度变化超过0.4摄氏度，记录时间和温度。

在通过预先在使用终端3分别设置角度变化范围值、频率幅值范围值，三轴加速度传感器11并沿时间周期监测采集鹿颈部水平倾角变化，当出现水平倾角位移时，三轴加速度传感器11记录倾角变化的次数大于预先在使用终端3设置角度变化范围值时，作为鹿发情期状况的判定指标之二，同时，当三轴加速度传感器11采集到垂直倾角出现负向变化小于预先在使用终端3设置角度变化范围值时，作为判定鹿发情状况的判定指标之三；当三轴加速度传感器11采集到水平方向，竖直方向，横向倾角均出现连续快速小幅度变化，持续变化频率超过预先在使用终端3设置频率幅值范围值，作为鹿发情期状况的判定指标之四；

三轴加速度传感器11可以实现双轴正负90度或双轴0-360度的倾角检测。也可检测水平，垂直和横向倾角的变化。鹿佩戴项圈后由于特征动作的变化导致三轴加速度传感器11采集到倾角的变化。当三轴加速度传感器11采集到水平倾角变化，出现水平位移时，即判定鹿运动。以6小时作为采样周期，记录倾角变化的次数，代表鹿的典型活动量。当每采样周期记录运动量显著增大，作为鹿发情状况的判定指标之二。

当三轴加速度传感器11采集到垂直倾角出现负向变化，出现低头时，即判定鹿正在进食。以6小时作为采样周期，记录倾角变化的次数，代表鹿的典型进食次数。当每采样周期内记录进食次数显著减小，作为鹿发情状况的判定指标之三。

当三轴加速度传感器11采集到水平方向，竖直方向，横向倾角均出现连续快速小幅度变化，持续变化频率超过2500HZ，即判定鹿正在鸣叫。

当一组连续快速小幅度变化结束，判定为一次鸣叫。以12小时作为采样周期，记录出现鸣叫的次数。当每采样周期内鸣叫次数显著增加，作为鹿发情状况的判定指标之四。

当三轴加速度传感器11采集到垂直倾角出现负向变化时，光敏传感器12沿时间周期监测鹿颈部血液流动时血管体积的变化，其监测体积变化值高于与预先使用终端3设置的监测体积变化值时，作为鹿发情期状况的判定指标之五；

光敏传感器12是利用光线反射感应鹿颈部血液流动时血管体积的变化，从而测出鹿的心率。当三轴加速度传感器11判定鹿在进食中持续2分钟，启动光敏传感器12，测试鹿的心率。采样周期为1分钟，记录心率。当24小时平均心率显著增高时，可作为鹿发情状况的判定指标之五。

当三轴加速度传感器11的垂直正向倾角大于15度时，启动ToF测距传感器13，以时间周期内采样项圈与地面距离，当采样的项圈与地面距离大于项圈正常佩戴高度以上，作为鹿发情期状况的判定指标之六；

ToF测距传感器13出经调制的近红外光，遇物体后反射，传感器通过计算光线发射和反射时间差或相位差，来换算距离。当三轴加速度传感器11的垂直正向倾角大于15度时，表示鹿可能出现爬跨行为。这时启动ToF测距传感器13，记录项圈与地面的距离。采样时间为20秒，采样次数为3次，如果采集到项圈与地面距离均大于项圈正常佩戴高度30厘米以上，即代表鹿出现爬跨行为一次。以12小时为周期，统计鹿出现爬跨行为的次数，当出现次数超过1，可作为鹿发情状况的判定指标之六。

定位装置6采集的鹿运动轨迹通过使用终端汇总处鹿运动的里程排名，作为鹿发情期状况的判定指标之七。

本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种用于判定鹿发情期的智能项圈，包括鹿以及佩戴鹿颈部的智能项圈、无线通讯模块和使用终端，其特征在于，智能项圈内集成智能监测模块、电源模块和定位装置，电源模块连接智能监测模块，无线通讯模块一端连接监测模块，无线通讯模块另一端连接使用终端，智能项圈外设置卡扣，通过卡扣将智能项圈佩戴鹿的颈部。

2.根据权利要求1所述的一种用于判定鹿发情期的智能项圈，其特征在于，智能监测模块包括分别与电源模块连接的嵌入式控制模块、监测模块，嵌入式控制模块是微控制单元(MCU)或单片机（PLC）中的一种，定位装置连接嵌入式控制模块，将监测模块传输来的模拟信号通过模拟数字转换器转换成数字信号，再通过嵌入式控制模块处理后将信号处理成无线通讯模块可接收的信号，监测模块分别是红外温度传感器、三轴加速度传感器、光敏传感器、ToF测距传感器，其中：红外温度传感器监测鹿颈部的体温，三轴加速度传感器与ToF测距传感器监测鹿颈部特征的行为动作，光敏传感器监测鹿的心率。

3.根据权利要求1所述的一种用于判定鹿发情期的智能项圈，其特征在于，无线通讯模块采用802.11b无线局域网标准技术或移动通信技术中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种用于判定鹿发情期的智能项圈，其特征在于，智能项圈内集成的电源模块采用锂电池电源控制模块与太阳能电源控制模块作为能量源，锂电池电源控制模块由锂电充电管理芯片和锂电池组成，锂电充电管理芯片嵌入在锂电池内，太阳能电源控制模块由太阳能采集板和太阳能充电管理芯片组成，太阳能充电管理芯片嵌入在太阳能采集板内，其中，锂电池充电管理芯片、太阳能充电管理芯片分别连接电源切换芯片，电源切换芯片连接低压差稳压电源芯片，过压欠压保护模块连接低压差稳压电源芯片，低压差稳压电源芯片分别给智能监测模块、无线通讯模块提供电源。

5.根据权利要求1所述的一种用于判定鹿发情期的智能项圈，其特征在于，定位装置采用北斗或GPS定位系统中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种用于判定鹿发情期的智能项圈，其特征在于，使用终端是PC和/或APP。

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