一种通过智能脖环实时监测和定位奶牛的系统技术方案

本发明专利技术公开一种通过智能脖环实时监测和定位奶牛的系统，包括定位天线、智能脖环、中央控制单元和中心管理软件；定位天线用于监测奶牛的位置信息，并将奶牛位置信息发送给智能脖环，由智能脖环传送至中央控制单元；智能脖环用于监测奶牛的各种动作信息，并将该动作信息传送给中央控制单元；中央控制单元用于发送定位指令给定位天线，接收智能脖环传送的奶牛位置信息和奶牛动作信息，并将接收到的数据信息再分发给中心管理软件，同时接收中心管理软件的用户配置参数，将该配置参数再下发给定位天线和智能脖环。本发明专利技术可以精准的寻找到奶牛的实时位置以及奶牛的动作信息，实现对奶牛的自动化管理。动化管理。动化管理。

【技术实现步骤摘要】
一种通过智能脖环实时监测和定位奶牛的系统


[0001]本专利技术适用于奶牛监测领域，具体涉及一种通过智能脖环实时监测和定位奶牛的系统。

技术介绍

[0002]目前，中国乳品行业正在迅速发展，人们对奶制品的需求日益增长，奶牛作为奶制品的提供主体，对奶制品的供应具有决定性的作用，现有奶牛饲养主要分布在我国内蒙古等地，奶牛饲养技术已经实现半自动化管理，奶牛饲养过程中，最重要的需要监测奶牛的反刍、采食、发情、静止等动作信息，而现在对上述各信息的监测都是分别独立实施，比如对奶牛单独反刍、单独活动、单独定位，而单独监测技术耗费管理资源，无法实现多角度对奶牛健康状况的管理，且单独定位一般采用GPS技术定位，由于地面牛舍内信号弱，导致经常出现漏定位的情况，且GPS定位技术启动时间长，耗电量快，不适合电池设备的长久使用。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种集对奶牛反刍、活动、定位等功能于一体的监测系统，具体为一种通过智能脖环实时监测和定位奶牛的系统，旨在实现对奶牛饲养过程中的管理监测，实现奶牛饲养的智能化管理。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是：提供一种通过智能脖环实时监测和定位奶牛的系统，具体包括定位天线、智能脖环、中央控制单元和中心管理软件；所述定位天线用于监测奶牛的位置信息，并将奶牛位置信息发送给智能脖环，由智能脖环传送至中央控制单元；所述智能脖环用于监测奶牛的各种动作信息，并将该动作信息传送给中央控制单元；所述中央控制单元用于发送定位指令给定位天线，接收智能脖环传送的奶牛位置信息和奶牛动作信息，并将接收到的数据信息再分发给中心管理软件，同时接收中心管理软件的用户配置参数， 将该配置参数再下发给定位天线和智能脖环。其中中心管理软件可以适用于APP软件，安装在奶牛管理使用人的移动设备中。
[0005]优选的，所述定位天线包括无线通信单元1、运算单元1和无线唤醒单元1，所述运算单元1将配置参数请求中所配置的定位信息传送给无线通信单元1，无线通信单元1通过射频芯片接收发送相应的无线数据；所述无线唤醒单元1通过接收低频无线信号唤醒处于低功耗下的运算单元1。
[0006]为实现低功耗，定位天线不工作时一直处于低功耗状态，定位天线通过内部低功耗定时器每隔配置的间隔时间发生相应的处理事件，需要启动工作时，由无线唤醒单元1唤醒，接收中央控制单元的控制命令，并根据接收到的命令将定位到的奶牛位置信息发送给智能脖环；该处理过程用时一般为50ms以内。处理完后定位天线恢复至低功耗状态，如此可节约功耗，实现长久使用。
[0007]优选的，所述智能脖环包括无线通信单元2、运算单元2、加速度传感器和无线唤醒单元2，所述加速度传感器用于监测奶牛的各种动作信息，并将相应的数据信息传送给运算
单元2，由运算单元2运用相应的计算方法判断出奶牛的反刍、采食、发情、运动静止动作信息，并将计算后获得的相应数据信息发送给无线通信单元2，所述无线通信单元2通过无线射频芯片将接收来自运算单元2的数据信息传送给中央控制单元，并及时接收中央控制单元和定位天线的数据信息；所述无线唤醒单元2通过接收低频无线信号唤醒处于低功耗下的运算单元2。
[0008]为实现低功耗，智能脖环通过内部低功耗定时器，可以设定每隔5S对多轴加速度传感器采集的奶牛动作信息进行采集，并对其中包含的各轴数据进行滑动滤波处理，滤波处理后的数据进行相对运动幅度的调整，得出的运动量总和与阈值进行对比，对比得出运动的高活动量、反刍、静止等运动情况，再进行各情况的次数累加，形成最终的奶牛动作信息数据并上报中央控制单元。
[0009]智能脖环在将数据信息上报给中央控制单元前，对无线频段进行能量监测，若能量值较低说明此时无线频段较为空闲，可发送数据，若能量值较高说明此频段有数据交互，为避免数据碰撞，智能脖环将延时进行数据交互。
[0010]优选的，所述中央控制单元包括无线通信单元3、无线通信单元4、无线通信单元5、无线通信单元6、运算单元3和存储单元；所述无线通信单元3用于接收智能脖环发送的奶牛动作信息，再传送给运算单元3，并将运算单元3反馈的数据信息传送给智能脖环；所述无线通信单元4将运算单元3生成的时间同步数据信息传送给智能脖环和定位天线；所述无线通信单元5通过4G信号或者MESH网络将运算单元3中的数据信息传输给中心管理软件，并且接收来自中心管理软件的参数配置以及查询指令；所述无线通信单元6用于接收智能脖环发送的奶牛位置信息，并传送给运算单元3；所述运算单元3运算所接收到的奶牛位置信息和奶牛动作信息数据，并将数据结果保存在存储单元。
[0011]中央控制单元里的运算单元3通过无线通信单元5向中心管理软件请求配置参数信息，在获得配置参数信息进行解析，将解析后的数据信息保存在存储单元内。通过无线通信单元4将运算单元3生成的时间同步数据信息传送给智能脖环和定位天线，接收智能脖环返回的奶牛位置信息数据；通过无线通信单元3接收智能脖环返回的奶牛动作信息，并将接收到的中心管理软件的配置参数反馈给智能脖环。
[0012]优选的，所述定位天线每间隔30米设置在饲养奶牛的牛舍中，且每个牛舍中心设置一个中央控制单元，当然根据奶牛饲养的环境和实际条件，可以对定位天线之间的间隔设置距离和数量进行动态调整。
[0013]优选的，定位天线每隔20分钟接收一次中央控制单元指令；智能脖环每隔2小时与中央控制单元进行信息传输，当然根据奶牛饲养的管理要求，可以对定位天线、智能脖环与中央控制单元之间的数据传送频率进行动态调整。
[0014]本专利技术的有益效果：采用本专利技术所述的一种通过智能脖环实时监测和定位奶牛的系统，可以实现管理者或者使用者通过移动设备上安装对应的中心管理软件配置相关的奶牛管理参数，精准的寻找到奶牛的实时位置坐标以及奶牛的动作信息，用于实时观察奶牛反刍、采食、发情、运动静止动作信息，实现对奶牛的自动化管理。具体的可以体现在以下几个方法：（一）、高效检测出奶牛的发情情况；实现奶牛发情检出率达到98%以上，缩短全群
牛只的产犊间隔，减少奶牛的饲料成本，提高牧场繁殖效率；（二）、高效监测奶牛的运动、健康状态：实现对奶牛反刍、采食、趴跨、躺卧等多种行为和状态的监测，实时掌握奶牛的健康状况，并根据该数据改善奶牛管理，比如过度拥挤、缺乏日常管理、饲料成份和牛舍建设等；（三）、便捷管理：通过将对奶牛反刍、活动、定位等功能于一体的监测系统，实现奶牛管理的智能化、自动化，为奶牛管理提供科学管理手段。
[0015]附图说明
[0016]图1为本专利技术一种通过智能脖环实时监测和定位奶牛的系统结构原理图；图2为图1中定位天线的结构原理图；图3为图1中智能脖环的结构原理图；图4为图1中智能脖环的正面结构示意图；图5为图1中智能脖环的反面结构示意图；图6为图1中央控制单元的结构原理图；图7为图1结合图2、图3、图6后的结构原理图；图8为本专利技术应用在牧场牛舍内的结构示意图；图8中：1
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定位天线、2
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智能脖环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过智能脖环实时监测和定位奶牛的系统，其特征在于：包括定位天线、智能脖环、中央控制单元和中心管理软件；所述定位天线用于监测奶牛的位置信息，并将奶牛位置信息发送给智能脖环，由智能脖环传送至中央控制单元；所述智能脖环用于监测奶牛的各种动作信息，并将该动作信息传送给中央控制单元；所述中央控制单元用于发送定位指令给定位天线，接收智能脖环传送的奶牛位置信息和奶牛动作信息，并将接收到的数据信息再分发给中心管理软件，同时接收中心管理软件的用户配置参数， 将该配置参数再下发给定位天线和智能脖环。2.根据权利要求1所述的一种通过智能脖环实时监测和定位奶牛的系统，其特征在于：所述定位天线包括无线通信单元1、运算单元1和无线唤醒单元1，所述运算单元1将配置参数请求中所配置的定位信息传送给无线通信单元1，无线通信单元1通过射频芯片接收发送相应的无线数据；所述无线唤醒单元1通过接收低频无线信号唤醒处于低功耗下的运算单元1。3.根据权利要求1所述的一种通过智能脖环实时监测和定位奶牛的系统，其特征在于：所述智能脖环包括无线通信单元2、运算单元2、加速度传感器和无线唤醒单元2，所述加速度传感器用于监测奶牛的各种动作信息，并将相应的数据信息传送给运算单元2，由运算单元2运用相应的计算方法判断出奶牛的反刍、采食、发情、运动静止动作信息，并将计算后获得的相应数据信息发送给无线通信单元2，所述无线通信单元2...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱红宾，徐云，丛睿懋，徐小金，刘李萍，杨丹瑜，
申请(专利权)人：上海科湃腾信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：