一种低耗能动物行为实时监测装置及其监测方法

摘要

本发明公开了一种低耗能动物行为实时监测装置，包括传感器节点、主控节点和远程控制终端，传感器节点包括传感器模块、节点处理模块、第一无线传输模块、数据存储模块、定时模块、供电模块和无线充电模块，供电模块分别与传感器模块、节点处理模块、数据存储模块、定时模块和第一无线传输模块电连，传感器模块与节点处理模块相连，节点处理模块与数据存储模块相连，数据存储模块与定时模块相连，节点处理模块还经第一无线传输模块与主控节点相通讯，主控节点与远程控制终端相通讯。本发明采用上述结构的一种低耗能动物行为实时监测装置，通过无线充电模块，可实现长期实时充电，同时配合定时模块定时传输，进一步降低了能耗，增加了使用时间。

说明书

技术领域

本发明涉及一种畜牧养殖技术，尤其涉及一种低耗能动物行为实时监测装置及其监测方法。

背景技术

畜牧养殖领域中，动物行为能反映其生长和健康状况。通过对动物的行为监测，养殖人员可以对动物的健康状态进行合理的评估，同时可以根据不同动物个体制定相应的饲养及管理方案，实现精细化、福利化养殖。

目前，对于动物行为的监测主要有以下几种方法：人工观察法、图像监测技术、无线射频识别技术(RFI D)以及传感器监测法。其中，人工观察法，是指饲养员直接对动物的行为状态进行观察，这种方法能够有效对动物的行为状态进行识别，但是费时费力。图像监测技术是指采用视频和录像的技术对动物进行图像采集，之后人工对视频和录像片段分析，该技术可以不影响动物的正常活动，能够实现无损监测，但是图像监测技术受现场环境干扰，摄像机摆放位置等条件的制约，难度大。RFI D技术是一种电子识别技术，可以利用电子标签或者射频卡进行无线读写，该技术可以实现多耳标的同时识别，但也存在耳标易掉落的现象。传感器监测法是指利用加速度传感器采集动物的行为信息，并通过无线传输模块发送到存储模块或者上位机，以供后期的数据分析。

相比于其他方式，传感器监测法更加成熟，应用更加广泛，适合动物穿戴，造价低，但可长期高效工作的传感器节点技术有待突破。

发明内容

本发明的目的是提供一种低耗能动物行为实时监测装置，通过无线充电模块，可实现长期实时充电，同时配合定时模块定时传输，进一步降低了能耗，增加了使用时间。

为实现上述目的，本发明提供了低耗能动物行为实时监测装置，包括固定于待监测动物身上的传感器节点、主控节点和远程控制终端，所述传感器节点包括用于监测所述待监测动物运动状态的传感器模块、节点处理模块、第一无线传输模块、数据存储模块、定时模块、供电模块和无线充电模块，所述供电模块分别与所述传感器模块、所述节点处理模块、数据存储模块、定时模块和所述第一无线传输模块电连，所述传感器模块与所述节点处理模块相连，所述节点处理模块与所述数据存储模块相连，所述数据存储模块与所述定时模块相连，所述节点处理模块还经第一无线传输模块与所述主控节点相通讯，所述主控节点与所述远程控制终端相通讯。

优选的，所述主控节点包括与所述第一无线传输模块相通讯的第二无线传输模块、主控模块以及通信模块，所述主控模块经所述通信模块与所述远程控制终端相通讯。

优选的，所述主控模块为STM32处理器。

优选的，所述传感器模块为加速度传感器。

优选的，所述待监测动物至少包括羊、猪、马、牛、驴中的一种或者任意组合。

一种低耗能动物行为实时监测装置的监控方法，包括以下步骤：

S1、校正，保证传感器模块实时采集数据的时间与用于视频实时监测待监测动物的时间相对应；

S2、定时模块开始计时，同时传感器模块采集待监测动物的运动信息，并将此运动信息传送至节点处理模块进行处理；

S3、节点处理模块将处理后的运动信息传输至数据存储模块存储，直至定时模块计时的时间达到设定时间，数据存储模块将存储的数据依次经第一无线传输模块、第二无线传输模块传输至主控模块，主控模块再经通信模块传输至远程控制终端，同时定时模块开始重新计时。

优选的，在步骤S3中若在定时模块计时时间内接收到远程控制终端发送的控制指令，主控模块根据控制指令调出特定时间、特定待监测动物的运动数据并发送至远程控制终端。

本发明具有以下有益效果：

1、通过采用无线充电模块，使得待监测动物只要处于无线充电范围内就能随时充电，实现了长时间待机；

2、传感器节点通过采用定时传输，即传感器采集的数据存储在数据存储模块中，定时模块从开始计时到规定的定时时间结束，再将数据存储模块中的数据发送到主控节点，进一步降低了能耗，增加了使用时间。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的实施例一种低耗能动物行为实时监测装置的结构框图；

图2为本发明的实施例一种低耗能动物行为实时监测装置的电路原理图；

图3为本发明的实施例一种基于低耗能动物行为实时监测装置的监测方法的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。

图1为本发明的实施例一种低耗能动物行为实时监测装置的结构框图；

图2为本发明的实施例一种低耗能动物行为实时监测装置的电路原理图，如图1和图2所示，本发明的结构包括固定于待监测动物身上的传感器节点、主控节点和远程控制终端，所述传感器节点包括用于监测所述待监测动物运动状态的传感器模块、节点处理模块、第一无线传输模块、数据存储模块、定时模块、供电模块和无线充电模块，所述供电模块分别与所述传感器模块、所述节点处理模块、数据存储模块、定时模块和所述第一无线传输模块电连，所述传感器模块与所述节点处理模块相连，所述节点处理模块与所述数据存储模块相连，所述数据存储模块与所述定时模块相连，所述节点处理模块还经第一无线传输模块与所述主控节点相通讯，所述主控节点与所述远程控制终端相通讯。

优选的，所述主控节点包括与所述第一无线传输模块相通讯的第二无线传输模块、主控模块以及通信模块，所述主控模块经所述通信模块与所述远程控制终端相通讯。

其中，所述主控模块为STM32处理器。

优选的，所述传感器模块为加速度传感器。

无线充电模块给供电模块充电；供电模块为其他模块提供电能；传感器模块用于获取动物行为信息，并将信息发送到节点处理模块；节点处理模块用于对采集的动物行为信息经过数学算法快速处理，得到动物当前运动姿态；主控模块用于汇总多个节点处理模块的传输信息并进行存储、计时；通信模块用于与远程控制终端建立数据连接通道，实现数据的传输以及在线调试；远程控制终端用于远程监控、发送指令并设定参数、时间等。

优选的，所述待监测动物至少包括羊、猪、马、牛、驴中的一种或者任意组合，如羊的耳朵上。

图3为本发明的实施例一种基于低耗能动物行为实时监测装置的监测方法的流程图，如图3所示，一种低耗能动物行为实时监测装置的监控方法，包括以下步骤：

S1、校正，保证传感器模块实时采集数据的时间与用于视频实时监测待监测动物的时间相对应；

S2、定时模块开始计时，同时传感器模块采集待监测动物的运动信息，并将此运动信息传送至节点处理模块进行处理，例如：规定每5小时发送一次数据，判断计时时间是否到达5小时，如满足五小时则发送数据到上位机；

S3、节点处理模块将处理后的运动信息传输至数据存储模块存储，直至定时模块计时的时间达到设定时间，数据存储模块将存储的数据依次经第一无线传输模块、第二无线传输模块传输至主控模块，主控模块再经通信模块传输至远程控制终端，同时定时模块开始重新计时，例如：在13点45分将2号羊的数据发送至上位机。

优选的，在步骤S3中若在定时模块计时时间内接收到远程控制终端发送的控制指令，主控模块根据控制指令调出特定时间、特定待监测动物的运动数据并发送至远程控制终端，成本低廉，操作简单，能实现对多只动物行为信息的采集。

因此，本发明采用上述结构的一种低耗能动物行为实时监测装置，通过无线充电模块，可实现长期实时充电，同时配合定时模块定时传输，进一步降低了能耗，增加了使用时间。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。