牲畜體徵監測裝置及系統的製作方法

2023-10-06 11:49:24

本發明涉及動物體徵監測技術領域，特別是涉及牲畜體徵監測裝置及系統。

背景技術：

對飼養牲畜的生理參數實時監測，在現代農牧業中具有極其重要的意義，飼養人員通過生理參數可以實時掌握牲畜的發情、配種、懷孕、產仔等生殖狀況和生長狀況，可以對牲畜進行健康管理。

牲畜的生理參數是一個動態數據，會隨著很多外部因素的影響上升或降低。用傳統的技術和設備手段在飼養場進行牲畜的體徵參數採集工作，只能在某一時刻記錄牲畜的體溫信息，不能顯示趨勢變化且浪費大量的人力、物力和財力，並且難以實施。

技術實現要素：

基於此，有必要針對上述問題，提供可以連續獲取牲畜的生理參數信息和檔案信息，並對牲畜能夠進行健康管理的牲畜體徵監測裝置及系統。

一種牲畜體徵監測裝置，包括：具有唯一標識的耳標，佩戴在被測牲畜上，用於採集被測牲畜的第一生理參數信息，還用於存儲所述第一生理參數信息、被測牲畜的第二生理參數信息和檔案信息；

集中器，與所述耳標進行無線通信，用於識別和分析所述耳標存儲的所述第一生理參數信息、第二生理參數信息和檔案信息；

無線射頻讀寫器，分別與所述耳標、集中器進行無線通信，所述無線射頻讀寫器用於通過所述集中器向所述耳標導入所述第二生理參數信息，還用於讀取並顯示所述耳標存儲的所述第一生理參數信息、第二生理參數信息和檔案信息。

上述牲畜體徵監測裝置可以實時連續獲取牲畜的第一生理參數信息、第二生理參數信息和檔案信息，可以掌握牲畜的生命周期內的健康狀況，可以對牲畜進行疫病防控，還可以追蹤食品安全性信息。通過集中器和無線射頻讀寫器可以耳標中存儲的第一生理參數信息、第二生理參數信息和檔案信息進行分析或呈現，可以獲取牲畜飼養信息的大數據，以便提高飼養效率，獲取高質量的牲畜。

在其中一個實施例中，所述第一生理參數信息包括體溫信息和生命特徵信息；所述第二生理參數信息包括體重信息和膘情信息；所述檔案信息包括身份信息、繁殖育種信息和疫病防控信息。

在其中一個實施例中，所述耳標包括：

本體，佩戴在所述被測牲畜上；

採集器，設置在所述本體之內，用於獲取和處理所述生理參數信息並與所述集中器進行無線通信連接；

第一存儲模塊，設置在所述本體之內與所述採集器通訊連接，用於存儲所述生理參數信息和檔案信息；

溫度採集模塊，與所述採集器電連接，用於採集被測牲畜的體溫信息；以及

生物晶片，與所述採集器電連接，用於採集被測牲畜的心率信息、呼吸頻率信息、活動度信息。

在其中一個實施例中，所述採集器包括：

ad轉換器，分別與所述溫度採集器、生物晶片連接，用於分別將所述溫度傳感器、生物晶片獲取的生理參數信息的模擬信號轉換為數位訊號；

第一射頻收發模塊，用於與所述集中器進行雙向的無線射頻通信；以及

第一微處理單元，分別與所述ad轉換器、第一射頻收發模塊連接，用於獲取和處理經所述ad轉換器處理後的生理參數信息並控制所述第一射頻收發模塊。

在其中一個實施例中，所述溫度採集模塊包括電連接的溫敏線和溫度傳感器；所述溫敏線用於將所述溫度傳感器推送至被測牲畜的耳道中；所述溫度傳感器用於採集被測牲畜的體溫信息。

在其中一個實施例中，所述耳標還包括報警追蹤模塊；所述報警追蹤模塊與所述採集器連接，用於接收所述集中器發出的定位追蹤信號，並根據所述定位追蹤信息發出報警提示。

在其中一個實施例中，所述集中器包括：

第二射頻收發模塊，用於與多個所述耳標進行無線通信；

第二存儲模塊，用於存儲多個所述耳標的生理參數信息、檔案信息以及預設標準參數信息；

顯示模塊，用於實時顯示所述耳標的生理參數信息、檔案信息以及對應所述耳標的唯一標識；

第二微處理單元，分別與所述第二射頻模塊、第二存儲模塊、顯示模塊連接，用於識別和分析多個所述耳標的生理參數信息和檔案信息；還用於管理所述第二存儲模塊的存儲空間。

在其中一個實施例中，所述集中器還包括報警定位模塊；所述報警定位模塊分別與所述第二微處理單元、第二存儲模塊連接，所述第二微處理單元根據所述第二存儲模塊的生理參數信息和預設標準生理參數信息分別發出所述報警追蹤信號給所述報警定位模塊、第二射頻收發模塊，所述報警定位模塊根據所述報警追蹤信號發出報警提示。

此外，還提供一種牲畜體徵監測系統，包括上述牲畜體徵監測裝置，還包括智能終端；所述智能終端與所述集中器進行有線或無線通訊，所述智能終端用於將所述待測牲畜的檔案信息導入至所述集中器進行存儲，並顯示所述集中器識別和分析後的生理參數信息和檔案信息。

附圖說明

圖1為一個實施例中牲畜體徵監測裝置的結構框架圖；

圖2為圖1中耳標的內部結構框架圖；

圖3為圖2中採集器的內部結構框架圖；

圖4為圖3中採集器的電路原理圖；

圖5為本體的結構示意圖；

圖6為圖1中集中器的內部結構框架圖；

圖7為另一個實施例中牲畜體徵監測裝置的結構框架圖；

圖8為一個實施例中牲畜體徵監測系統的結構框架圖；

圖9為另一個實施例中牲畜體徵監測系統的結構框架圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

如圖1所示的為一個實施例中牲畜體徵監測裝置的結構框架圖。牲畜體徵監測裝置可以對豬、牛、羊、馬、狗、兔、熊貓等多種動物的體徵進行實時監測。牲畜體徵監測裝置包括具有唯一標識的耳標10、集中器20以及無線射頻讀寫器30。其中，具有唯一標識的耳標10，佩戴在被測牲畜上，能夠實時採集被測牲畜的第一生理參數信息，還可以將實時採集的第一生理參數信息進行存儲，並同時存儲被測牲畜的第二生理參數信息和檔案信息。集中器20與耳標10進行無線通信，用於識別和分析耳標10的存儲的第一生理參數信息、第二生理參數信息和檔案信息。無線射頻讀寫器30分別與耳標10、集中器20進行無線通信，無線射頻讀寫器30可以通過集中器20向耳標10導入第二生理參數信息，還可以讀取並顯示耳標10存儲的第一生理參數信息、第二生理參數信息和檔案信息。

上述牲畜體徵監測裝置可以實時連續獲取牲畜的第一生理參數信息、第二生理參數信息和檔案信息，可以掌握牲畜的生命周期內的健康狀況，可以對牲畜進行疫病防控，還可以追蹤食品安全性信息。通過集中器20和無線射頻讀寫器30可以耳標10中存儲的第一生理參數信息、第二生理參數信息和檔案信息進行分析或呈現，可以獲取牲畜飼養信息的大數據，以便提高飼養效率，獲取高質量的牲畜。

其中，第一生理參數信息包括體溫信息、生命特徵信息。其中，生命特徵信息包括心率信息、呼吸頻率信息和活動度信息；第一生理參數信息包括膘情信息和體重信息。具體地，膘情信息是藉助外界的rfid(radiofrequencyidentification，射頻識別)超聲波背膘測量儀來測量獲取的，膘情信息是無線射頻讀取器通過集中器20導入至耳標10中進行存儲的。相應的，體重信息是藉助外界的rfid動態高速地磅秤來測量獲取的，體重信息也是無線射頻讀取器通過集中器20導入至耳標10中進行存儲的。膘情信息和體重信息能夠共同反應被測牲畜的體尺、體形。

檔案信息包括身份信息、繁殖育種信息和疫病防控信息。其中，身份信息具體包括耳標10的唯一標識id(耳標10的唯一標識id對應一個被測牲畜)、被測牲畜的位置碼(場、舍、欄)飼養單位、出生日期、性別、種源、進欄日期、轉欄日期、出欄日期。繁殖育種信息具體包括被測牲畜的系譜信息(品種、品系、父母、祖父母、外祖父、dna基因信息、snp信息、str信息)和生育狀況信息(情期、配種期、與配公豬、受孕日期、預產期、產仔日期、胎次、窩仔數、窩重、畸形、死胎)。疫病防控信息具體包括被測牲畜的疫苗注射信息(疫苗注射日期、疫苗品名、疫苗編號、劑量)、消毒信息(消毒日期、消毒類型、消毒劑種類)以及獸醫就診記錄信息(發病病名、發病時間、治療記錄、痊癒時間)。

參見圖2，在一個實施例中，耳標10包括：溫度採集模塊110、生物晶片120、第一存儲模塊130、採集器140以及本體150。其中，本體150佩戴在被測牲畜上，且本體150上刻錄有唯一標識id信息；溫度採集模塊110放置在被測牲畜的耳道中用於採集被測牲畜的體溫信息；生物晶片120放置在被測牲畜的耳道中用於採集被測牲畜的心率信息、呼吸頻率信息、活動度信息。採集器140內置在本體150內與集中器20進行無線通信連接，採集器140用於獲取和處理溫度採集模塊110和生物晶片120採集的第一生理參數信息；第一存儲模塊130內置在本體150內與採集器140通訊連接，能夠存儲溫度採集模塊110和生物晶片120採集的第一生理參數信息(體溫信息、心率信息、呼吸頻率信息、活動度信息、膘情信息和體重信息)和檔案信息(身份信息、繁殖育種信息和疫病防控信息)。第一存儲模塊130還用於存儲通過無線射頻讀寫器30導入至耳標10中的第二生理參數信息。

在一個實施例中，溫度採集模塊110包括電連接的溫敏線和溫度傳感器；溫敏線用於將溫度傳感器推送至被測牲畜的耳道中；溫度傳感器用於採集被測牲畜的體溫信息。其中，溫敏線的一端與採集器140連接，溫敏線的另一端連接溫度傳感器，溫敏線的長度為18cm。進一步地，溫度傳感器為ntc體溫傳感器，ntc溫度傳感器安裝在一個柔性矽膠耳塞上。

在一個實施例中，生物晶片120與採集器140連接並內置在被測牲畜的耳道中，用於實時採集被測牲畜的生理參數信息(心率信息、呼吸頻率信息、活動度信息)。準確的知曉心率信息、呼吸頻率信息、活動度信息，能夠在很大程度上預測動物的生長、健康、疾病狀況。

在一個實施例中，第一存儲模塊130內置在本體150內，可以存儲溫度採集模塊110和生物晶片120採集的生理參數信息(體溫信息、心率信息、呼吸頻率信息、活動度信息、膘情信息和體重信息)和檔案信息(身份信息、繁殖育種信息和疫病防控信息)。第一存儲模塊130可以為flash存儲器，也可以為ram存儲器。第一存儲模塊130的存儲空間可以根據實際需求來設定。

參見圖3和圖4，在一個實施例中，採集器140包括ad轉換器141、第一射頻收發模塊142以及第一微處理單元143。其中，ad轉換器141分別與溫度採集器140、生物晶片120連接，用於將溫度傳感器、生物晶片120採集的生理參數信息的模擬信號轉換為數位訊號。第一射頻收發模塊142，用於與集中器20進行雙向的無線射頻通信。第一微處理單元143分別與ad轉換器141、第一射頻收發模塊142連接，用於獲取和處理經ad轉換器141處理後的生理參數信息並控制第一射頻收發模塊142。

具體地，ad轉換器141為12位ad模數轉換器，能夠將溫度採集模塊110、生物晶片120輸出的模擬信號轉換為第一微處理單元143能夠識別處理的數位訊號。

具體地，第一射頻收發模塊142採用的為射頻868mhz無線收發模塊，採用gfsk調製，與集中器20進行無線通信的無線傳輸距離可達60米。在與集中器20進行無線通信時，選擇32個信道中的01信道作為傳輸信道。第一射頻收發模塊142的發射功率為13dbm；接收靈敏度為133dbm；無線傳輸速率為9.6kbps；帶寬小於等於200khz。第一射頻收發模塊142的射頻識別輸出可調範圍為-40dbm～10dbm。第一射頻收發模塊142與集中器20進行無線通信的時間間隔為15分鐘或60分鐘。第一射頻收發模塊142還可以接收來自集中器20或無線射頻讀寫器30中的生理參數信息(膘情信息和體重信息)和檔案信息(身份信息、繁殖育種信息和疫病防控信息)。第一無線射頻收發模塊還與rtc定時喚醒相結合，保證耳標10時鐘與北京時間同步。

具體地，第一微處理單元143為16位量測單片機mcu，是一種高度集成微型化soc一體化晶片，具有超低功耗，平均工作電流小於10μa。第一微處理單元143對ad轉換器141處理後的生理參數信息進行分析處理後，並控制第一無線射頻收發模塊與集中器20進行無線通信。

採集器140中還包括具有溫度補償功能且5ppm高精度的晶振振蕩器、計數電路或其他外圍輔助電路。

採集器140包括有三種工作模式，分別為休眠模式、待機模式和正常模式。採集器140需要從溫度採集模塊110和生物晶片120中獲取被測牲畜的生理參數信息時，進入正常模式，可以根據採集器140中的信息獲取輪詢方式，每個15或60與集中器20進行一次數據傳輸，數據傳輸完成時，採集器140即進入休眠模式或待機模式。

在一個實施例中，耳標10還包括內置在背標本體內的報警追蹤模塊160。報警追蹤模塊160與採集器140中的第一射頻收發模塊142連接。報警追蹤模塊160接收來自集中器20的定位追蹤信號，並根據定位追蹤信息發出報警提示。其中，所述報警追蹤模塊160包括led指示燈，led指示燈設置在本體150上。當接收到集中器20發出的定位追蹤信號時，其led指示燈閃爍。飼養員通過閃爍的led指示燈就可以定位相應的牲畜，能夠及時準確的定位追蹤相應的牲畜，提高工作效率。

在一個實施例中，內置在背標本體內用於給耳標10充電、供電的充電模塊170。充電模塊170可以為充電鋰電池，充電鋰電池的容量140mah。充電模塊170設有三個銅接觸片的接口，用於外接充電設備並通過充電設備設置第一射頻收發模塊142的射頻信道和數據傳輸周期以及管理存儲模塊。充電設備可以通過充電模塊170對耳標10的進行開、關機設置，設置第一射頻收發模塊142的射頻信道以及對第一存儲模塊130存儲空間做清零等操作。

參見圖5，在一個實施例中，本體150是一種採用微型化超薄設計，其尺寸小(長50mm、寬23mm、厚7mm)，重量小(小於10g)，同時具有密封、防水、防塵的功能。本體150包括耳標孔151，耳標孔151用於將耳標10固定在被測牲畜的耳朵上。

參見圖6，在一個實施例中，集中器20包括第二射頻收發模塊210、第二存儲模塊220、顯示模塊230以及第二微處理單元240。其中，第二射頻收發模塊210，用於與多個耳標10進行無線通信；第二存儲模塊220，用於存儲多個耳標10的生理參數信息、檔案信息以及預設標準參數信息；顯示模塊230，用於實時顯示耳標10的生理參數信息、檔案信息以及對應耳標10的唯一標識；第二微處理單元240，分別與第二射頻模塊、第二存儲模塊220、顯示模塊230連接，用於識別和分析多個耳標10的生理參數信息和檔案信息；還用於管理第二存儲模塊220的存儲空間。

集中器20與多個耳標10進行無線通信時，集中器20可以作為主機，耳標10作為從機，集中器20與其組網的多個耳標10採用同一信道進行通信。集中器20可以周期性(15分鐘或60分鐘)的獲取耳標10中第一存儲模塊130中的生理參數信息和檔案信息，同時還可以對第一存儲模塊130中的檔案信息進行編輯，也即可以修改、增加或刪除檔案信息。在對第一存儲器中的檔案信息進行時，通過外部智能終端將檔案信息傳輸至集中器20中的第二存儲模塊220進行保存，其中，第二存儲模塊220包括flash存儲器和ram存儲器中。集中器20與耳標10進行無線通信使，可以將第二存儲模塊220中的檔案信息傳輸至相應的耳標10中。

在一個實施例中，集中器20還包括報警定位模塊250。報警定位模塊250分別與第二微處理單元240、第二存儲模塊220連接，第二微處理單元240根據第二存儲模塊220的生理參數信息和預設標準生理參數信息發出報警追蹤信號給報警定位模塊250、第二射頻收發模塊210，報警定位模塊250根據報警追蹤信號發出報警提示。

具體地，報警定位模塊250包括蜂鳴器和led燈。當第二存儲模塊220的生理參數信息中的任一生理參數信息超過任一項預設標準生理參數信息，且超過時長大於預設時長時，第二微處理單元240則分別發出報警追蹤信號給報警定位模塊250、第二射頻收發模塊210。報警定位模塊250接收報警追蹤信號時，蜂鳴器發出「bi、bi、bi」聲，同時背光led燈亮，並閃爍10秒，每16分鐘重複一次，直至生理參數信息低於在標準生理參數信息的範圍內。提醒飼養員被測動物可能生病，或可能要產仔，其飼養員則會更加關注被測動物的生理狀態。例如，各種牲畜的發燒體溫信息可能不同，可以根據實際被測牲畜的類別(例如：豬、牛、羊、兔子等)來設定相應的標準生理參數信息。同時，第二微處理單元240還同時發出報警追蹤信號給第二射頻收發模塊210，耳標10中的報警追蹤模塊160也會做出相應的報警提示，可以精確的定位並追蹤發成異常的牲畜。

實時連續監測和記錄牲畜的生理參數信息，及時發現異常狀態並提供健康預警信息，使牲畜能夠儘早得到治療，降低農場損失，還可以提高飼養效率，獲取高質量的牲畜。

在一個實施例中，集中器20還包括通訊模塊260，通訊模塊260與第二微處理單元240連接，用於與外圍智能終端進行通訊。具體地，通訊模塊260為具有usb接口的通訊模塊、藍牙通訊模塊或wifi通訊模塊。智能終端可對耳標10中的檔案信息進行讀寫、修改、刪除。

在一個實施例中，無線射頻讀寫器30可以用於讀取和顯示耳標10中存儲的生理參數信息和檔案信息，還可以通過識別耳標10的唯一標識，將膘情信息和體重信息通過集中器20導入至相應的耳標10中進行存儲。

具體地，牲畜出欄時購買者可以用無線射頻讀寫器30讀取耳標10中存儲的生理信息和檔案信息，無線射頻讀寫器30發送-40dbm掃頻信號給相應的耳標10，耳標10被喚醒並以-40dbm信道將檔案信息和生理參數信息發送給無線射頻器，無線射頻讀寫器30獲取檔案信息和生理參數信息，耳標10返回休眠模式或待機模式。購買者可以通過無線射頻讀寫器30獲取佩戴耳標10的牲畜的生理參數信息和檔案信息，可以知曉牲畜的整個生命周期的生長狀況，還可以用於牲畜信息優選育種、數位化精準飼養、疫病防控、食品安全溯源追蹤等領域。

在對牲畜進行稱重和背膘厚度計量時，藉助無線射頻讀寫器30和集中器20可以將相應的體重信息和膘情信息導入和存儲在相應的耳邊中。無線射頻讀寫器30發送-40dbm掃頻信號，耳標10應答發送-40dbm信標和設備身份號，無線射頻讀寫器30獲取耳標10唯一標識id信息，接收人工輸出的體重信息和膘情信息，並同時存儲和顯示接收的體重信息、膘情信息以及耳標10的唯一標識id信息，讀寫器將體重信息、膘情信息通過無線傳輸至耳標10。無線射頻讀寫設備可將牲畜的體重信息和膘情信息、檔案信息讀寫記錄到耳標10上，為現代農業提供豬的飼養信息大數據。

參見圖7，在一個實施例中，耳標10的數量可以為多個，每個耳標10具有唯一標識。集中器20可以與多個耳標10進行無線通信，可以識別耳標的唯一標識id信息，同時分析相應耳標10中存儲的所述第一生理參數信息、第二生理參數信息和檔案信息。也即，通過上述牲畜體徵監測裝置，可以對多個被測牲畜的生命周期內的健康狀況，可以對多個牲畜進行疫病防控，還可以追蹤食品安全性信息。通過集中器20和無線射頻讀寫器30可以耳標10中存儲的第一生理參數信息、第二生理參數信息和檔案信息進行分析或呈現，可以獲取大量牲畜飼養信息的大數據，以便提高飼養效率，獲取高質量的牲畜。

此外，還提供一種牲畜體徵監測系統，牲畜體徵監測系統包括上述任實施例中的牲畜體徵監測裝置，還包括智能終端40。參考圖8和圖9，智能終端40與集中器20進行有線或無線通訊，智能終端40用於將待測牲畜的檔案信息導入至集中器20進行存儲，並顯示集中器20識別和分析後的第一生理參數信息、第二生理參數信息和檔案信息。智能終端40與集中器20進行有線或無線通訊，智能終端40可以編輯(讀寫、修改、刪除)檔案信息並導入至集中器20，再由集中器20傳輸給耳標10，同時耳標10中存儲的第一生理參數信息、第二生理參數信息和檔案信息也可經集中器20傳輸給智能終端40，在智能終端40顯示相應的第一生理參數信息、第二生理參數信息和檔案信息，方便飼養員查閱相關牲畜的生長狀況。牲畜體徵監測系統還可以用於在動物生理信息遙測、生物信息優選育種、數位化精準飼養、疫病防控、食品安全溯源追蹤等領域。

以上實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。

以上實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。