一種飼養場紅外測溫系統的製作方法
2023-07-02 00:35:41
專利名稱：一種飼養場紅外測溫系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉屬於電子通信領域，具體涉及一種用於畜牧行業中的基於ZigBee網絡技術的紅外測溫系統。
背景技術：
近年來，隨著我國經濟水平的不斷發展，人民生活水平的不斷提高，人們對肉類產品的需求大幅度增長，這推動了我國畜牧業快速發展，對我國畜牧業的疾病防治與日常管理工作提出了新的挑戰。對於大規模飼養場而言，做好動物的疾病防治與日常管理工作，對促進畜牧業的發展具有重要意義。實時掌握動物的體溫及日常信息(如動物進食狀態，閒時精神狀態，病時治療記錄，異常狀況等)是做好動物疾病防治與日常管理的基本要求。動物在生病時，多數情況都會表現出體溫異常，因此在大規模飼養場，特別是在動物疫情傳播初期，需要一種測溫系統，能迅速排查動物溫度並進行信息管理，以便及時對已感染動物做 隔離治療。現有的動物體溫測量方式主要有兩種。一種為接觸式,主要用體溫計插入動物直腸內或其他部位，其特點是成體低，速度慢，存在接觸感染風險，適用於小範圍內的測量；另一種為非接觸式，如紅外測溫，具有速度快、精度高、易操作、無接觸感染風險、適用於大規模動物溫度測量的優點。紅外測溫儀可快速測出動物體溫，測量效率較高。飼養技術人員在用紅外測溫儀測溫時不需要直接接觸動物身體，能夠安全地讀取動物溫度，減少飼養技術人員感染動物傳染病的風險。然而，現有的紅外測溫儀不具有實時無線網絡數據傳送能力，在應對大規模動物疫時，不能及時上傳所測信息，以便監控中心做跟蹤處理，以阻止疫情在飼養場內傳播。再者，現有的紅外測溫儀具有測量的有效距離範圍，測量工作需要在該有效距離範圍內進行，這需要測溫人員具有一定的實踐經驗，依靠主觀經驗來確保測量的效率與準確性，自動化程度不高。現有的飼養場動物現場管理信息採集主要是通過飼養員手動記錄在記事本，然後再輸入到信息管理系統，具有工作量大、信息傳遞實時性不高的缺點。
實用新型內容本實用新型為了克服現有技術存在的不足，提供一種基於ZigBee網絡的飼養場紅外測溫系統，該飼養場紅外測溫系統能夠在有效測量範圍內自動測溫並實時傳遞測溫數據。本實用新型是通過以下技術方案實現的一種飼養場紅外測溫系統，包括PC機以及通過ZigBee無線傳輸網絡與所述PC機連接的若干個可攜式紅外測溫及數據傳送控制器，所述可攜式紅外測溫及數據傳送控制器由ZigBee無線發射模塊、數字紅外測溫傳感器、超聲波測距裝置、按鍵和LCD構成，所述數字紅外測溫傳感器、所述超聲波測距裝置、所述按鍵、所述LCD均與所述ZigBee無線發射模塊電連接。[0008]所述ZigBee無線傳輸網絡由協調器、路由器、終端節點組成，所述PC機與所述協調器通過串口 RS232連接。所述ZigBee無線發射模塊包括晶片CC2340。本實用新型的有益效果是本實用新型是一種基於ZigBee網絡的飼養場紅外測溫系統，該飼養場紅外測溫系統能夠在有效測量範圍內自動測溫並實時傳遞測溫數據。本實用新型具有成本低、操作方便的優點。
圖I是本實用新型的結構框圖；圖2是ZigBee無線傳輸網絡的網絡拓樸圖；圖3是可攜式紅外測溫及數據傳送控制器的結構框圖；圖4是私有協議rou的結構圖；圖5是養殖場動物信息管理的數據接收處理流程圖；圖6是具有ZigBee接入的紅外測溫軟體流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作詳細描述。如圖I、圖3所示，一種飼養場紅外測溫系統，包括PC機以及通過ZigBee無線傳輸網絡與PC機連接的若干個可攜式紅外測溫及數據傳送控制器，可攜式紅外測溫及數據傳送控制器由ZigBee無線發射模塊、數字紅外測溫傳感器、超聲波測距裝置、按鍵和LCD構成，數字紅外測溫傳感器、超聲波測距裝置、按鍵、LCD均與ZigBee無線發射模塊電連接。PC機的信息管理系統通過ZigBee無線傳輸網絡接收傳送過來的溫度及其他信息(飼料的種類、進食狀況等)進行分類統計管理，ZigBee無線傳輸網絡用來傳送信息，可攜式紅外測溫及數據傳送控制器用來採集溫度、發送信息和溫度異常提示。如圖2所示，ZigBee無線傳輸網絡由協調器I、路由器2和終端節點3組成。信息管理系統通過PC機串口 RS232與ZigBee無線傳感器網絡中的協調器I連接，可攜式紅外測溫及數據傳送控制器以無線的方式與ZigBee無線傳輸網絡交換信息。
、[0021]由於一切溫度高於絕對零度的物體都在不停地向周圍空間發出紅外輻射能量，輻射能量的大小及其波長與物體的表面溫度有著十分密切的關係。因此，通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準確地測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫所依據的客觀基礎。可攜式紅外測溫及數據傳送控制器的晶片CC2430控制超聲波模塊產生超聲波，此時開始計時，直到其遇到被測物體，超聲波反射被超聲波模塊接收，轉換為電信號送給晶片CC2430，此時停止計時。根據超聲波在標準空氣中傳播速度為331. 45m/s，可計算出被測
量的距離。本實用新型的運行步驟為1、依次打開ZigBee無線傳輸網絡的協調器I、路由器2、終端節點3，建立ZigBee無線傳輸網絡；2、開啟PC機，運行信息管理系統，確認與ZigBee無線傳輸網絡連接成功，等待ZigBee無線傳輸網絡傳輸來的數據；3、打開可攜式紅外測溫及數據傳送控制器，採集溫度，向ZigBee無線傳輸網絡發送數據。[0024]ZigBee無線傳輸網絡選用成都無線龍C51RF-2430組件，其硬體晶片使用CC2430，能夠提供高性能並滿足以ZigBee為基礎的2. 4GHz ISM波段應用對低成本，低功耗的要求，在單個晶片上整合了 ZigBee射頻(RF)前端、內存和微控制器，提供了 ZigBee2006協議棧及嵌入式作業系統API接口，通過編譯配置，能在同一硬體基礎上編譯出協調器、路由器、終端節點，通過修改協調器的應用程式層代碼就可以將其終端節點發來的信息傳送給信息管理系統，使信息管理系統與可攜式紅外測溫及數據傳送控制器進行數據通訊，路由器在此做中繼作用。在有障礙時，三者之間的有效通信距離為30多米，在無障礙時可達70多米，具體布局可根據飼養場的具體環境進行設置。信息管理系統與可攜式紅外測溫及數據傳送控制器在應用層的私有通信協議的定義，如附圖4所示，包頭與包屋標誌可採用特殊符號如表示，可區分256種信息類型，每個消息內容有224狀態信息，可根據實際需求對信息內容進行再編碼，信息管理系統根據這些信息狀態，定義對應的管理信息內容，溫度信息生成由飼養人員使用可攜式紅外測溫及數據傳送控制器測溫生成，其他信息(飼料的種類、進食狀況等)由飼養人員通過 觀察，再操作可攜式紅外測溫及數據傳送控制器按鍵生成。可攜式紅外測溫及數據傳送控制器的測溫工作過程如圖6所示，晶片CC2340初始化IXD、數字紅外測溫傳感器等外部器件，設置正常溫度區間，啟動ZigBee協議加入ZigBee無線傳輸網絡，若啟用自動測溫功能，則啟用超聲波測量與被測動物的距離，如在有效距離內，則晶片CC2340讀取數字紅外傳感器溫度值，然後與正常溫度區間比較，再通過IXD顯示當前距離及被測動物溫度信息是否正常，距離有效標誌復位，停止測距。如是網絡數據採集模式，則向協調器I發送溫度信息及異常信息，信息打包的格式採用如圖4格式，再由協調器I發送給信息管系統。非自動測溫過程，則是以手動按鍵方式直接測量被測動物，然後顯示其溫度，只要可攜式紅外測溫及數據傳送控制器與被測動物在有效的距離就可以進行測溫，不需要人幹預。可攜式紅外測溫及數據傳送控制器的信息傳遞功能，主要是由動物飼養員在日常工作時將觀察到的信息(如動物吃的飼料種類、閒時狀態、病時的治療、異常狀況等信息)通過手動按鍵發送編碼信息到ZigBee無線傳輸網絡的協調器1，再由協調器I發送給信息管系統，由其對解碼對應的信息內容，並進行記錄與處理。系統收集信息的工作過程如圖5所示，在建立ZigBee無線傳輸網絡後，打開PC機，飼養場動物信息管理的系統初始化，通過協調器I監聽ZigBee無線傳輸網絡發過來的數據，若收到新的信息，則根據圖4的格式及信息管理系統與可攜式紅外測溫及數據傳送控制器之間定義的信息庫進行解碼，再根據解碼的信息進行數據處理。最後應當說明的是，以上內容僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對本實用新型保護範圍的限制，本領域的普通技術人員對本實用新型的技術方案進行的簡單修改或者等同替換，均不脫離本實用新型技術方案的實質和範圍。
權利要求1.一種飼養場紅外測溫系統，其特徵在於所述飼養場紅外測溫系統包括PC機以及通過ZigBee無線傳輸網絡與所述PC機連接的若干個可攜式紅外測溫及數據傳送控制器，所述可攜式紅外測溫及數據傳送控制器由ZigBee無線發射模塊、數字紅外測溫傳感器、超聲波測距裝置、按鍵和LCD構成，所述數字紅外測溫傳感器、所述超聲波測距裝置、所述按鍵、所述IXD均與所述ZigBee無線發射模塊電連接。
2.根據權利要求I所述的飼養場紅外測溫系統，其特徵在於所述ZigBee無線傳輸網絡由協調器、路由器、終端節點組成，所述PC機與所述協調器通過串口 RS232連接。
3.根據權利要求I或2所述的飼養場紅外測溫系統，其特徵在於所述ZigBee無線發射模塊包括晶片CC2340。
專利摘要本實用新型公開了一種飼養場紅外測溫系統，包括PC機以及通過ZigBee無線傳輸網絡與所述PC機連接的若干個可攜式紅外測溫及數據傳送控制器，所述可攜式紅外測溫及數據傳送控制器由ZigBee無線發射模塊、數字紅外測溫傳感器、超聲波測距裝置、按鍵和LCD構成，所述數字紅外測溫傳感器、所述超聲波測距裝置、所述按鍵、所述LCD均與所述ZigBee無線發射模塊電連接。本實用新型是一種基於ZigBee網絡的飼養場紅外測溫系統，該飼養場紅外測溫系統能夠在有效測量範圍內自動測溫並實時傳遞測溫數據。本實用新型具有成本低、操作方便的優點。
文檔編號G08C17/02GK202442790SQ20112053027
公開日2012年9月19日 申請日期2011年12月15日 優先權日2011年12月15日
發明者朱然輝, 申利民 申請人:廣州鐵路職業技術學院