專利名稱：一種用于檢測奶?；顒恿?、靜臥時間和體溫的裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種檢測動物行為的系統(tǒng)，具體涉及一種檢測奶?；顒恿俊㈧o臥時間和體溫的裝置。背景技術(shù)：
準確的發(fā)情診斷是提高奶牛繁殖率的重要技術(shù)環(huán)節(jié)。通常依靠人工觀察的方法進行初步的發(fā)情診斷，對于規(guī)模較大的牛群，人工觀察方法很容易出現(xiàn)遺漏，而且不能判斷開始發(fā)情的時間。奶牛在開始發(fā)情后12小時左右配種的受胎率最高，因而確定發(fā)情開始的時間對于提高奶牛的受胎率極為重要。目前生產(chǎn)中基本采用人工觀察的方法進行奶牛發(fā)情的初步診斷，然后經(jīng)過直腸檢查對初步診斷發(fā)情的牛只進行確診。人工觀察方法依靠發(fā)情牛只接受其他牛只爬跨后站立不動(站立發(fā)情癥狀)進行初步診斷，由于其他牛只爬跨發(fā)情牛只的時間無法確定，牛只的發(fā)情時間亦無法確定。人工觀察方法還容易出現(xiàn)遺漏觀察，一是部分牛只有隱性發(fā)情現(xiàn)象， 二是不能保證所有發(fā)情牛只都能被觀察到。一項對370頭牛人工觀察發(fā)情診斷的統(tǒng)計結(jié)果表明，發(fā)情牛只出現(xiàn)站立發(fā)情癥狀的比例為90%左右，對于有站立發(fā)情癥狀的牛只，通過技術(shù)人員每天巡視一次，在早、中或晚巡視的檢出率分別為53%、9%和26%，而每天早中晚各巡視一次的總檢出率可以達到88%。因此，在要求技術(shù)人員每天巡視3次的情況下，檢出率最高可以達到80% (0.9X0. 88)左右，有20%的發(fā)情牛不能檢出。在牛群較大或技術(shù)人員責任心不強的情況下，檢出率更低。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，降低通過人工觀察奶牛爬跨來判斷奶牛發(fā)情所消耗的大量人力和物力，本發(fā)明的目的是提供一種檢測奶?；顒恿?、靜臥時間和體溫的裝置，通過安置在奶牛腿部或頸部的終端采集裝置對奶?；顒恿?、靜臥時間及體溫的進行數(shù)據(jù)記錄；通過終端采集裝置與上位機系統(tǒng)的連接對奶牛相關(guān)信息進行無線傳輸，實現(xiàn)對奶牛發(fā)情期和奶牛健康狀況的輔助監(jiān)測，克服了已有技術(shù)存在的不足，操作簡單。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種用于檢測奶?；顒恿?、靜臥時間和體溫的裝置，包括終端采集裝置和上位機系統(tǒng)兩部分組成。所述的終端采集裝置由無源射頻模塊、無線通訊模塊、信息檢測部分、單片機系統(tǒng)和電池構(gòu)成。其中
所述的無源射頻模塊是市售的任何一種中遠距離的無源射頻卡或者電子標簽。每個無源射頻卡或電子標簽具有唯一的電子編碼，用來標示不同奶牛牛號。所述的無線通訊模塊是市售的任何一種集發(fā)射單元和接收單元于一體的低功耗無線傳輸模塊，其中，無線通訊模塊的發(fā)射端連接到單片機的接收數(shù)據(jù)輸出端口，無線通訊模塊的接收端連接到單片機的傳輸數(shù)據(jù)輸入端口。其功能是收到上位機系統(tǒng)的無線收發(fā)模塊發(fā)出的信號后，將終端采集裝置采集到的奶?；顒恿俊㈧o臥時間和體溫數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機系統(tǒng)，完成與上位機系統(tǒng)的雙向通訊。
所述的信息檢測部分包括市售的低功耗振動傳感器、姿態(tài)傳感器和PT1000，其中， 振動傳感器的信號輸出端連接到單片機的I/O端口，將奶牛活動量轉(zhuǎn)換為脈沖電信號，采集奶牛的活動量；姿態(tài)傳感器的信號輸出端連接到單片機的不同于振動傳感器的I/O端口，將奶牛靜臥時間轉(zhuǎn)換成電信號，采集奶牛的靜臥時間；PT1000的信號輸出端連接到單片機的AD轉(zhuǎn)換端口，將奶牛的體溫轉(zhuǎn)換為電信號，采集奶牛的體溫。所述的終端采集裝 置中的單片機系統(tǒng)是市售的低功耗單片機，其工作模式是中斷觸發(fā)模式。單片機是本系統(tǒng)的核心部分，其功能是對信息檢測部分檢測到的奶?；顒恿?、靜臥時間和體溫數(shù)據(jù)進行處理，控制無線通訊模塊的喚醒，進而控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。所述的電池是市售3 V或者3. 6 V電池，其功能是向單片機、振動傳感器、姿態(tài)傳感器和PT1000、無線通訊模塊提供電源。所述的終端采集裝置安裝在具有防水、防震、防沖擊功能的密封盒內(nèi)，可佩戴在奶牛的腿部或頸部，PTlOOO的感溫端暴露在密封盒外并與奶牛皮膚貼緊，奶牛佩戴密封盒后， PTlOOO的感溫端需能夠緊貼奶牛的皮膚。所述的上位機系統(tǒng)由PC機、無線收發(fā)模塊和射頻接收模塊構(gòu)成的；其中無線收發(fā)模塊的信號輸出端口通過485總線與PC機的串口或者USB 口連接；射頻接收模塊的輸出端口通過485總線與PC機的串口或者USB 口連接，終端采集裝置的無線通訊模塊與上位機系統(tǒng)的無線收發(fā)模塊進行無線通訊，終端采集裝置的無源射頻模塊與上位機系統(tǒng)的射頻接收模塊進行射頻通訊。所述的無線收發(fā)模塊是市售的任何一種集發(fā)射單元和接收單元于一體的無線傳輸模塊。其功能是向終端采集裝置的無線通訊模塊發(fā)出信號，接收無線通訊模塊發(fā)送的活動量、靜臥時間和體溫數(shù)據(jù)，完成與終端采集裝置的雙向通訊。所述的射頻接收模塊是市售的射頻卡或者電子標簽識別器。其功能是當佩戴終端采集裝置的奶牛經(jīng)過擠奶或者補飼時候的必經(jīng)通道時，讀取終端采集裝置中無源射頻模塊的信號，讀出奶牛牛號，并通過485協(xié)議發(fā)送給PC機。使用本發(fā)明時，將無線收發(fā)模塊安裝于奶牛養(yǎng)殖場的空曠地帶，通過485協(xié)議連接到PC機，由于無線收發(fā)模塊的檢測距離大于300 m,因此可以隨時接收到終端采集裝置發(fā)出的無線信號。將終端采集裝置安裝在具有防水、防震、防沖擊功能的密封盒內(nèi)，然后將其佩戴在奶牛的腿部或頸部，信息檢測部分將奶牛的活動量、靜臥時間和體溫轉(zhuǎn)換為電信號，由單片機進行數(shù)據(jù)處理，并存儲到單片機數(shù)據(jù)寄存器中，通過程序設置，存儲幾組數(shù)據(jù)后，由單片機喚醒終端采集裝置的無線通訊模塊，并通過無線通訊方式將所有數(shù)據(jù)傳送至上位機系統(tǒng)，然后無線通訊模塊繼續(xù)休眠，單片機數(shù)據(jù)寄存器中數(shù)據(jù)清零。將射頻接收模塊安裝于奶牛擠奶或者補飼時候的必經(jīng)通道上，當佩戴終端采集裝置的奶牛經(jīng)過射頻接收模塊時，讀取無源射頻模塊的信號，讀出奶牛牛號，并通過485協(xié)議發(fā)送給PC機，PC機通過得到的奶牛牛號，調(diào)出該奶牛每一段時間的活動量、靜臥時間和體溫數(shù)據(jù)，利用上位機管理軟件對數(shù)據(jù)進行分析，實現(xiàn)對奶牛發(fā)情期和奶牛健康狀況的輔助監(jiān)測。由于上位機系統(tǒng)中，射頻接收模塊和無線收發(fā)模塊是通過485協(xié)議與PC機連接的，使用的是9600的波特率，因此理論傳輸距離超過1.2 km, PC機可以放在距離射頻接收模塊和無線收發(fā)模塊小于該范圍之內(nèi)的任意房間里。本發(fā)明的有益效果在于
本發(fā)明提供的一種檢測奶?；顒恿?、靜臥時間和體溫的裝置，克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，第一，該檢測裝置安裝方便，操作簡單，可實現(xiàn)奶?；顒恿俊㈧o臥時間和體溫快速、 方便的測量；第二，該檢測裝置由于采用低功耗休眠工作方式，所以普通電池能夠持續(xù)工作一年左右，降低了成本，并具有防水、防震、防沖擊功能，提高了裝置的使用壽命；第三，該檢測裝置具有奶牛身份識別功能，由于采用無線技術(shù)，可遠距離實現(xiàn)對奶?；顒恿?、靜臥時間和體溫的監(jiān)測，從而降低了以往觀測奶牛發(fā)情所消耗的人力和物力；第四，可以開發(fā)專用分析軟件并建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫，使用戶更方便及時地了解奶牛發(fā)情期及奶牛健康狀況。以下結(jié)合附圖和具體實施方式
來進一步說明本發(fā)明。


圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本發(fā)明終端采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明終端采集裝置的電路圖。圖中1.上位機系統(tǒng)，2. PC機，3.射頻接收模塊，4.電池，5.終端采集裝置，6.單片機系統(tǒng)，7.信息檢測部分，8.無源射頻模塊，9.無線通訊模塊，10.無線收發(fā)模塊，11.振動傳感器，12.姿態(tài)傳感器，13. PT1000,14密封盒。
具體實施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖介紹本發(fā)明的實施例。如圖所示，由PC機2和與PC機2連接在一起的無線收發(fā)模塊10、射頻接收模塊3 構(gòu)成了上位機系統(tǒng)1 ；由無源射頻模塊8、無線通訊模塊9、信息檢測部分7、單片機系統(tǒng)6和電池4構(gòu)成了終端采集裝置5，上位機系統(tǒng)1中的無線收發(fā)模塊10是市售的任何一種集發(fā)射單元和接收單元于一體的無線傳輸模塊，其信號輸出端口通過485總線與PC機2的串口或者USB 口連接，上位機系統(tǒng)1中的射頻接收模塊3是市售的射頻卡或者電子標簽識別器， 其信號輸出端口通過485總線與PC機2的串口或者USB 口連接。終端采集裝置5的無線通訊模塊9也是市售的任何一種集發(fā)射單元和接收單元于一體的無線傳輸模塊，它的發(fā)射端連接到單片機的接收數(shù)據(jù)輸入端口，接收端連接到單片機的傳輸數(shù)據(jù)數(shù)出端口，并由單片機控制相關(guān)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。由振動傳感器11，姿態(tài)傳感器12和PT100013構(gòu)成了信息檢測部分7，它時刻檢測奶牛的活動量、靜臥時間和體溫狀況，其中振動傳感器11的信號輸出端連接到單片機的I/O端口，姿態(tài)傳感器12的信號輸出端連接到單片機的不同于振動傳感器的I/O端口，PT1000 13的信號輸出端連接到單片機的AD轉(zhuǎn)換端口。信息檢測部分7將奶?；顒恿?、靜臥時間和體溫轉(zhuǎn)換成電信號，存儲在單片機的數(shù)據(jù)存儲器。單片機系統(tǒng)6采用的是靜態(tài)低功耗控制器，工作模式為中斷觸發(fā)模式。電池4是市售3V或者3. 6V電池，為單片機系統(tǒng)6、無線通訊模塊9、信息檢測部分7提供電源。終端采集裝置安裝在具有防水、防震、防沖擊功能的密封盒14內(nèi)，可佩戴在奶牛的腿部或頸部。PT1000 13的感溫端暴露在密封盒外并與奶牛皮膚貼緊，奶牛佩戴密封盒后， PT100013的感溫端需能夠緊貼奶牛的皮膚。本發(fā)明設有數(shù)據(jù)處理與存儲、數(shù)據(jù)通訊和數(shù)據(jù)采集等功能。數(shù)據(jù)存儲可采用片內(nèi)存儲器或片外存儲器；數(shù)據(jù)通訊采用無線傳輸進行單片機與PC機的通訊。采用的技術(shù)方案將上位機系統(tǒng)的無線收發(fā)模塊安裝于奶牛養(yǎng)殖場的空曠地帶，終端采集裝置安置在奶牛腿部或頸部，終端采集裝置的信息檢測部分將奶牛的活動量、靜臥時間和體溫轉(zhuǎn)換為電信號，通過無線通訊方式將所有數(shù)據(jù)傳送至上位機系統(tǒng)；將射頻接收模塊安裝于奶牛擠奶或者補飼時候的必經(jīng)通道上，當奶牛經(jīng)過時，讀取無源射頻模塊的信號，讀出奶牛牛號，并通過485協(xié)議發(fā)送給PC機，PC機調(diào)出該奶牛每一段時間的活動量、靜臥時間和體溫數(shù)據(jù)， 利用上位機管理軟件對數(shù)據(jù)進行分析，活動量增加、靜臥時間變短、體溫略升高，可以判定奶牛處于發(fā)情期；相反，活動量降低、靜臥時間變長、體溫變低或很高，可以判定奶?？赡芴幱诎l(fā)病期，因此，通過分析各數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)對奶牛發(fā)情期和奶牛健康狀況的輔助監(jiān)測。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測奶?；顒恿?、靜臥時間和體溫的裝置，其特征在于由終端采集裝置和上位機系統(tǒng)兩部分組成；所述的終端采集裝置由無源射頻模塊、無線通訊模塊、信息檢測部分、單片機系統(tǒng)和電池構(gòu)成；所述的上位機系統(tǒng)由PC機、無線收發(fā)模塊和射頻接收模塊組成；所述的無線收發(fā)模塊的信號輸出端口通過485總線與PC機的串口或者USB 口連接；所述的射頻接收模塊的輸出端口通過485總線與PC機的串口或者USB 口連接；所述的無線通訊模塊的發(fā)射端連接到單片機的接收數(shù)據(jù)輸出端口，無線通訊模塊的接收端連接到單片機的傳輸數(shù)據(jù)接收端口，并由單片機控制相關(guān)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；所述的信息檢測部分由低功耗振動傳感器、姿態(tài)傳感器和PTlOOO組成，其中振動傳感器的信號輸出端連接到單片機的I/O端口，姿態(tài)傳感器的信號輸出端連接到單片機的不同于振動傳感器的I/O端口， PT1000的信號輸出端連接到單片機的AD轉(zhuǎn)換端口 ；所述的終端采集裝置安裝在具有防水、 防震、防沖擊功能的密封盒內(nèi)，佩戴在奶牛的腿部或頸部，PTlOOO的感溫端暴露在密封盒與奶牛皮膚貼緊的表面上，奶牛佩戴密封盒后，PTiooo的感溫端能夠緊貼奶牛的皮膚；所述的終端采集裝置的無線通訊模塊與上位機系統(tǒng)的無線收發(fā)模塊進行無線通訊，終端采集裝置的無源射頻模塊與上位機系統(tǒng)的射頻接收模塊進行射頻通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于檢測奶?；顒恿?、靜臥時間和體溫的裝置，其特征在于所述的無線收發(fā)模塊是市售的任何一種集發(fā)射單元和接收單元于一體的低功耗無線傳輸模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于檢測奶?；顒恿?、靜臥時間和體溫的裝置，其特征在于所述的射頻接收模塊是市售的射頻卡或者電子標簽識別器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于檢測奶?；顒恿俊㈧o臥時間和體溫的裝置，其特征在于所述的無源射頻模塊是市售的任何一種中遠距離的無源射頻卡或者電子標簽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于檢測奶?；顒恿俊㈧o臥時間
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于檢測奶?；顒恿?、靜臥時間和體溫的裝置，其特征在于所述的單片機系統(tǒng)是市售的低功耗單片機，其工作模式是中斷觸發(fā)模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于檢測奶?；顒恿?、靜臥時間和體溫的裝置，其特征在于終端采集裝置中的電池是市售3 V或3. 6 V電池。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢測奶?；顒恿?、靜臥時間和體溫的裝置，由終端采集裝置和上位機系統(tǒng)兩部分組成；所述的終端采集裝置由無源射頻模塊、無線通訊模塊、信息檢測部分、單片機系統(tǒng)和電池構(gòu)成；所述的上位機系統(tǒng)由PC機、無線收發(fā)模塊和射頻接收模塊組成；本發(fā)明通過安置在奶牛腿部或頸部的終端采集裝置對奶?；顒恿俊㈧o臥時間及體溫的進行數(shù)據(jù)記錄；通過終端采集裝置與上位機系統(tǒng)的連接對奶牛相關(guān)信息進行無線傳輸，實現(xiàn)對奶牛發(fā)情期和奶牛健康狀況的輔助監(jiān)測，克服了已有技術(shù)存在的不足，操作簡單。
文檔編號A01K29/00GK102318567SQ20111017138
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者張憲剛, 李法德, 王冉冉, 田富洋 申請人:山東農(nóng)業(yè)大學