本發(fā)明涉及一種北斗衛(wèi)星導(dǎo)航通信領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于北斗定位的畜產(chǎn)品溯源終端。

背景技術(shù)：

1、牛、羊作為一種重要畜產(chǎn)品，是大眾消費(fèi)的主要肉類產(chǎn)品，如何保障牛、羊從品種、繁育、飼養(yǎng)、加工等全過程的信息可監(jiān)管可追溯是監(jiān)管部門、生產(chǎn)企業(yè)和消費(fèi)者十分關(guān)注的事情。

2、當(dāng)前畜牧業(yè)生產(chǎn)管理工作中無法實(shí)時(shí)對(duì)牲畜的生長、檢疫、健康等情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，難以進(jìn)行農(nóng)畜產(chǎn)品的質(zhì)量跟蹤和追溯。

3、市面上現(xiàn)有的牛羊管理智慧項(xiàng)圈普遍存在兩個(gè)問題，一是由于體積和重量較大造成牲畜佩戴過程中的不方便，影響后期的監(jiān)管；二是續(xù)航能力存在一定的缺陷，無法滿足畜產(chǎn)品從出生到飼養(yǎng)加工全過程的溯源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種基于北斗定位的畜產(chǎn)品溯源終端，解決了對(duì)肉牛、羊養(yǎng)殖、屠宰、物流、銷售等信息全流程監(jiān)測(cè)的畜產(chǎn)品溯源問題，其技術(shù)方案如下所述：

2、一種基于北斗定位的畜產(chǎn)品溯源終端，包括安裝在電路板主板上的電源管理模塊、天線、數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊和主處理器，所述主處理器和數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊分別相連接，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括加速度傳感器、北斗定位模塊以及溫度傳感器，分別用于采集被飼養(yǎng)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)步數(shù)數(shù)據(jù)、位置信息數(shù)據(jù)和生命體征狀況數(shù)據(jù)，所述通信模塊與天線相連接，將數(shù)據(jù)采集模塊收集到的數(shù)據(jù)通過天線進(jìn)行信號(hào)的收發(fā)，所述電源管理模塊為終端進(jìn)行供電。

3、所述主處理器能夠?qū)⒃O(shè)定的運(yùn)算的結(jié)果數(shù)據(jù)預(yù)先算好，放在flash中，降低計(jì)算頻次來節(jié)約功耗，并通過哈希化處理將數(shù)據(jù)的設(shè)定信息提取出來，并使用這些信息作為鍵值進(jìn)行存儲(chǔ)和查找，具體步驟如下：

4、s1：確定哈希表的大小和范圍，根據(jù)主處理器采用的單片機(jī)內(nèi)存大小和數(shù)據(jù)量大小，確定哈希表的大小和范圍；

5、s2：設(shè)計(jì)哈希函數(shù)，用于將數(shù)據(jù)的關(guān)鍵信息轉(zhuǎn)換為哈希值；

6、s3：分配內(nèi)存空間，根據(jù)哈希表的大小和范圍，為哈希表分配內(nèi)存空間。

7、s4：填充哈希表，將所有數(shù)據(jù)的關(guān)鍵信息計(jì)算出哈希值，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的哈希表位置上；

8、s5；查找數(shù)據(jù)，當(dāng)需要查找某個(gè)哈?；幚淼臄?shù)據(jù)時(shí)，先計(jì)算出該數(shù)據(jù)的哈希值，然后在哈希表中查找對(duì)應(yīng)的位置，如果找到了則返回?cái)?shù)據(jù)，否則返回空或者拋出異常。

9、所述通信模塊采用nb-iot無線通信模塊，該模塊啟動(dòng)后進(jìn)入edrx模式，sim卡采用nb-iot專用nanosim卡，服務(wù)器通信傳輸協(xié)議采用通信模塊內(nèi)置的mqtt協(xié)議。

10、所述主處理器在接收到北斗定位模塊的定位數(shù)據(jù)后，判斷是否完成定位，完成定位時(shí)主處理器喚醒nb-iot無線通信模塊，同時(shí)將定位數(shù)據(jù)封裝，等待通信模塊完成連接，再將定位數(shù)據(jù)發(fā)送出去；未完成定位則不激活通信模塊，等待北斗定位模塊繼續(xù)搜索定位；如果持續(xù)5秒鐘仍然未完成定位，則判定北斗定位模塊不在衛(wèi)星覆蓋范圍內(nèi)，直接讓北斗定位模塊進(jìn)入睡眠狀態(tài)。

11、所述北斗定位模塊支持gps/北斗雙模信號(hào)接收，通過nb網(wǎng)絡(luò)下載到預(yù)報(bào)星歷，在北斗定位模塊的芯片內(nèi)部使用預(yù)報(bào)精密星歷，使用預(yù)報(bào)星歷代替搜星星歷，達(dá)到數(shù)秒完成定位結(jié)算。

12、所述電源模塊使用一次性鋰亞電池供電，通過低壓差線性穩(wěn)壓器分別給主處理器、通信模塊以及北斗定位模塊進(jìn)行供電。

13、所述天線包括nb-iot天線和北斗天線，nb-iot天線采用fpc天線，fpc天線貼在終端的外殼內(nèi)部，通過電路板主板上的pogopin連接器進(jìn)行相連；北斗天線采用陶瓷天線、pcb焊接安裝，通過板載lna實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大后接入北斗定位模塊。

14、所述通信模塊進(jìn)行服務(wù)器通信傳輸使用mqtt協(xié)議，數(shù)據(jù)報(bào)文包括：

15、登錄報(bào)文，設(shè)備啟動(dòng)時(shí)向服務(wù)器發(fā)送，表示設(shè)備已上線，報(bào)文內(nèi)容包括設(shè)備imei號(hào)，軟硬件版本信息；

16、登錄回應(yīng)報(bào)文，服務(wù)器接收到設(shè)備登錄報(bào)文后，記錄設(shè)備登錄狀態(tài)并下發(fā)回應(yīng)報(bào)文，報(bào)文內(nèi)容包括設(shè)備配置信息及時(shí)間戳等數(shù)據(jù)；

17、數(shù)據(jù)上報(bào)報(bào)文，設(shè)備定期向服務(wù)器發(fā)送設(shè)備的狀態(tài)信息，包括采集模塊獲取的所有數(shù)據(jù)；

18、數(shù)據(jù)上報(bào)回應(yīng)報(bào)文，服務(wù)器收到數(shù)據(jù)上報(bào)報(bào)文后向設(shè)備發(fā)送的回應(yīng)報(bào)文，報(bào)文包括變更的設(shè)備配置信息，模式切換信息。

19、所述基于北斗定位的畜產(chǎn)品溯源終端的時(shí)空智能優(yōu)化算法包括以下步驟：

20、s11：開機(jī)時(shí)的自檢測(cè)狀態(tài)，用于檢測(cè)信號(hào)質(zhì)量是否滿足定位需求；

21、s12：靜止?fàn)顟B(tài)場(chǎng)景識(shí)別，依據(jù)動(dòng)物的當(dāng)前速度決定，動(dòng)物速度為0m/s時(shí)為靜止?fàn)顟B(tài)，動(dòng)物速度大于0m/s而小于10m/s進(jìn)入步驟s13，動(dòng)物速度大于10m/s時(shí)進(jìn)入步驟s14；

22、s13：終端的定位頻率設(shè)置為每五分鐘進(jìn)行一次定位，定位完成對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行上報(bào)并及時(shí)進(jìn)入睡眠狀態(tài)；

23、s14：終端的定位頻率設(shè)置為每分鐘進(jìn)行一次定位，定位完成對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行上報(bào)。

24、進(jìn)一步的，步驟s12中，靜止?fàn)顟B(tài)場(chǎng)景識(shí)別時(shí)，包括初次睡眠狀態(tài)的判斷和第二輪睡眠狀態(tài)的判斷：

25、當(dāng)動(dòng)物速度為0m/s時(shí)，判斷動(dòng)物正處于靜止?fàn)顟B(tài)場(chǎng)景，此時(shí)狀態(tài)標(biāo)志位記一次，并進(jìn)入初次睡眠狀態(tài)；

26、第一設(shè)定時(shí)間過后終端進(jìn)行喚醒處理，并且進(jìn)行新一輪的位置定位，動(dòng)物的速度仍為0m/s時(shí)，終端進(jìn)入第二輪睡眠狀態(tài)；

27、第二設(shè)定時(shí)間過后終端進(jìn)行喚醒處理，并且進(jìn)行新一輪的位置定位，判斷動(dòng)物速度是否為0m/s，是則繼續(xù)進(jìn)入第二輪睡眠狀態(tài)，否則進(jìn)入慢速移動(dòng)狀態(tài)。

28、所述基于北斗定位的畜產(chǎn)品溯源終端，設(shè)備尺寸小方便牛羊佩戴，具有防水防脫落設(shè)計(jì)，同時(shí)具有超長待機(jī)時(shí)間，每天上報(bào)一次待機(jī)時(shí)間，電池使用時(shí)間可長達(dá)3年，內(nèi)置高精度北斗定位模塊以及計(jì)步、溫度等各項(xiàng)傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)牲畜的軌跡、生命體征以及運(yùn)動(dòng)情況。

29、本發(fā)明利用北斗的精準(zhǔn)時(shí)空信息與溯源系統(tǒng)結(jié)合，在肉牛、羊身上安裝北斗+物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)圈等進(jìn)行時(shí)空和本體信息采集，同時(shí)終端上打印二維碼實(shí)現(xiàn)肉牛、羊的身份證管理，做到“一物一碼”，實(shí)現(xiàn)對(duì)肉牛、羊養(yǎng)殖、屠宰、物流、銷售等信息全流程監(jiān)測(cè)，打造肉牛、羊等畜牧可追溯平臺(tái)，對(duì)于提高政府的監(jiān)管效率，提升消費(fèi)者的購買信心，提高企業(yè)數(shù)字化管理水平都具有重要作用。實(shí)現(xiàn)了對(duì)企業(yè)養(yǎng)殖的畜產(chǎn)品進(jìn)行定位監(jiān)管，政府對(duì)畜產(chǎn)品從養(yǎng)殖到餐桌的全程追溯以及消費(fèi)者對(duì)畜產(chǎn)品生產(chǎn)過程的可查證。

技術(shù)特征：

1.一種基于北斗定位的畜產(chǎn)品溯源終端，其特征在于：包括安裝在電路板主板上的電源管理模塊、天線、數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊和主處理器，所述主處理器和數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊分別相連接，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括加速度傳感器、北斗定位模塊以及溫度傳感器，分別用于采集被飼養(yǎng)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)步數(shù)數(shù)據(jù)、位置信息數(shù)據(jù)和生命體征狀況數(shù)據(jù)，所述通信模塊與天線相連接，將數(shù)據(jù)采集模塊收集到的數(shù)據(jù)通過天線進(jìn)行信號(hào)的收發(fā)，所述電源管理模塊為終端進(jìn)行供電。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗定位的畜產(chǎn)品溯源終端，其特征在于：所述主處理器能夠?qū)⒃O(shè)定的運(yùn)算的結(jié)果數(shù)據(jù)預(yù)先算好，放在flash中，降低計(jì)算頻次來節(jié)約功耗，并通過哈?；幚韺?shù)據(jù)的設(shè)定信息提取出來，并使用這些信息作為鍵值進(jìn)行存儲(chǔ)和查找，具體步驟如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗定位的畜產(chǎn)品溯源終端，其特征在于：所述通信模塊采用nb-iot無線通信模塊，該模塊啟動(dòng)后進(jìn)入edrx模式，sim卡采用nb-iot專用nanosim卡，服務(wù)器通信傳輸協(xié)議采用通信模塊內(nèi)置的mqtt協(xié)議。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗定位的畜產(chǎn)品溯源終端，其特征在于：所述主處理器在接收到北斗定位模塊的定位數(shù)據(jù)后，判斷是否完成定位，完成定位時(shí)主處理器喚醒nb-iot無線通信模塊，同時(shí)將定位數(shù)據(jù)封裝，等待通信模塊完成連接，再將定位數(shù)據(jù)發(fā)送出去；未完成定位則不激活通信模塊，等待北斗定位模塊繼續(xù)搜索定位；如果持續(xù)5秒鐘仍然未完成定位，則判定北斗定位模塊不在衛(wèi)星覆蓋范圍內(nèi)，直接讓北斗定位模塊進(jìn)入睡眠狀態(tài)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗定位的畜產(chǎn)品溯源終端，其特征在于：所述北斗定位模塊支持gps/北斗雙模信號(hào)接收，通過nb網(wǎng)絡(luò)下載到預(yù)報(bào)星歷，在北斗定位模塊的芯片內(nèi)部使用預(yù)報(bào)精密星歷，使用預(yù)報(bào)星歷代替搜星星歷，達(dá)到數(shù)秒完成定位結(jié)算。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗定位的畜產(chǎn)品溯源終端，其特征在于：所述電源模塊使用一次性鋰亞電池供電，通過低壓差線性穩(wěn)壓器分別給主處理器、通信模塊以及北斗定位模塊進(jìn)行供電。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗定位的畜產(chǎn)品溯源終端，其特征在于：所述天線包括nb-iot天線和北斗天線，nb-iot天線采用fpc天線，fpc天線貼在終端的外殼內(nèi)部，通過電路板主板上的pogopin連接器進(jìn)行相連；北斗天線采用陶瓷天線、pcb焊接安裝，通過板載lna實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大后接入北斗定位模塊。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗定位的畜產(chǎn)品溯源終端，其特征在于：所述通信模塊進(jìn)行服務(wù)器通信傳輸使用mqtt協(xié)議，數(shù)據(jù)報(bào)文包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗定位的畜產(chǎn)品溯源終端，其特征在于：所述基于北斗定位的畜產(chǎn)品溯源終端的時(shí)空智能優(yōu)化算法包括以下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于北斗定位的畜產(chǎn)品溯源終端，其特征在于：步驟s12中，靜止?fàn)顟B(tài)場(chǎng)景識(shí)別時(shí)，包括初次睡眠狀態(tài)的判斷和第二輪睡眠狀態(tài)的判斷：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種基于北斗定位的畜產(chǎn)品溯源終端，包括安裝在電路板主板上的電源管理模塊、天線、數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊和主處理器，所述主處理器和數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊分別相連接，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括加速度傳感器、北斗定位模塊以及溫度傳感器，分別用于采集被飼養(yǎng)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)步數(shù)數(shù)據(jù)、位置信息數(shù)據(jù)和生命體征狀況數(shù)據(jù)，所述通信模塊與天線相連接，將數(shù)據(jù)采集模塊收集到的數(shù)據(jù)通過天線進(jìn)行信號(hào)的收發(fā)，所述電源管理模塊為終端進(jìn)行供電。本發(fā)明可以將獲取的牲畜運(yùn)動(dòng)情況，體溫和定位信息定時(shí)發(fā)送到中心服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)牲畜的位置、健康狀況、發(fā)情、放牧異常等的監(jiān)測(cè)。

技術(shù)研發(fā)人員：胡國磊,吳江,黃張送,張恒玉,?；刍?李傳軍,谷瑞軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北方雷科（安徽）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17