專利名稱：一種飼養(yǎng)場紅外測溫系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉屬于電子通信領域，具體涉及一種用于畜牧行業(yè)中的基于ZigBee網(wǎng)絡技術的紅外測溫系統(tǒng)。
背景技術：
近年來，隨著我國經(jīng)濟水平的不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人們對肉類產(chǎn)品的需求大幅度增長，這推動了我國畜牧業(yè)快速發(fā)展，對我國畜牧業(yè)的疾病防治與日常管理工作提出了新的挑戰(zhàn)。對于大規(guī)模飼養(yǎng)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(yè)的發(fā)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(tài)，閑時精神狀態(tài)，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(shù)情況都會表現(xiàn)出體溫異常，因此在大規(guī)模飼養(yǎng)場，特別是在動物疫情傳播初期，需要一種測溫系統(tǒng)，能迅速排查動物溫度并進行信息管理，以便及時對已感染動物做 隔離治療。現(xiàn)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(nèi)或其他部位，其特點是成體低，速度慢，存在接觸感染風險，適用于小范圍內(nèi)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、適用于大規(guī)模動物溫度測量的優(yōu)點。紅外測溫儀可快速測出動物體溫，測量效率較高。飼養(yǎng)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(yǎng)技術人員感染動物傳染病的風險。然而，現(xiàn)有的紅外測溫儀不具有實時無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳送能力，在應對大規(guī)模動物疫時，不能及時上傳所測信息，以便監(jiān)控中心做跟蹤處理，以阻止疫情在飼養(yǎng)場內(nèi)傳播。再者，現(xiàn)有的紅外測溫儀具有測量的有效距離范圍，測量工作需要在該有效距離范圍內(nèi)進行，這需要測溫人員具有一定的實踐經(jīng)驗，依靠主觀經(jīng)驗來確保測量的效率與準確性，自動化程度不高?，F(xiàn)有的飼養(yǎng)場動物現(xiàn)場管理信息采集主要是通過飼養(yǎng)員手動記錄在記事本，然后再輸入到信息管理系統(tǒng)，具有工作量大、信息傳遞實時性不高的缺點。

實用新型內(nèi)容本實用新型為了克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種基于ZigBee網(wǎng)絡的飼養(yǎng)場紅外測溫系統(tǒng)，該飼養(yǎng)場紅外測溫系統(tǒng)能夠在有效測量范圍內(nèi)自動測溫并實時傳遞測溫數(shù)據(jù)。本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的一種飼養(yǎng)場紅外測溫系統(tǒng)，包括PC機以及通過ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡與所述PC機連接的若干個便攜式紅外測溫及數(shù)據(jù)傳送控制器，所述便攜式紅外測溫及數(shù)據(jù)傳送控制器由ZigBee無線發(fā)射模塊、數(shù)字紅外測溫傳感器、超聲波測距裝置、按鍵和LCD構成，所述數(shù)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(fā)射模塊電連接。[0008]所述ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡由協(xié)調(diào)器、路由器、終端節(jié)點組成，所述PC機與所述協(xié)調(diào)器通過串口 RS232連接。所述ZigBee無線發(fā)射模塊包括芯片CC2340。本實用新型的有益效果是本實用新型是一種基于ZigBee網(wǎng)絡的飼養(yǎng)場紅外測溫系統(tǒng)，該飼養(yǎng)場紅外測溫系統(tǒng)能夠在有效測量范圍內(nèi)自動測溫并實時傳遞測溫數(shù)據(jù)。本實用新型具有成本低、操作方便的優(yōu)點。

圖I是本實用新型的結構框圖；圖2是ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡的網(wǎng)絡拓樸圖；圖3是便攜式紅外測溫及數(shù)據(jù)傳送控制器的結構框圖；圖4是私有協(xié)議rou的結構圖；圖5是養(yǎng)殖場動物信息管理的數(shù)據(jù)接收處理流程圖；圖6是具有ZigBee接入的紅外測溫軟件流程圖。
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(yǎng)場紅外測溫系統(tǒng)，包括PC機以及通過ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡與PC機連接的若干個便攜式紅外測溫及數(shù)據(jù)傳送控制器，便攜式紅外測溫及數(shù)據(jù)傳送控制器由ZigBee無線發(fā)射模塊、數(shù)字紅外測溫傳感器、超聲波測距裝置、按鍵和LCD構成，數(shù)字紅外測溫傳感器、超聲波測距裝置、按鍵、LCD均與ZigBee無線發(fā)射模塊電連接。PC機的信息管理系統(tǒng)通過ZigBee無線傳輸網(wǎng)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(tǒng)計管理，ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡用來傳送信息，便攜式紅外測溫及數(shù)據(jù)傳送控制器用來采集溫度、發(fā)送信息和溫度異常提示。如圖2所示，ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡由協(xié)調(diào)器I、路由器2和終端節(jié)點3組成。信息管理系統(tǒng)通過PC機串口 RS232與ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡中的協(xié)調(diào)器I連接，便攜式紅外測溫及數(shù)據(jù)傳送控制器以無線的方式與ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡交換信息。
、[0021]由于一切溫度高于絕對零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)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系。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(jù)的客觀基礎。便攜式紅外測溫及數(shù)據(jù)傳送控制器的芯片CC2430控制超聲波模塊產(chǎn)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，轉換為電信號送給芯片CC2430，此時停止計時。根據(jù)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(wǎng)絡的協(xié)調(diào)器I、路由器2、終端節(jié)點3，建立ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡；2、開啟PC機，運行信息管理系統(tǒng)，確認與ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡連接成功，等待ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡傳輸來的數(shù)據(jù)；3、打開便攜式紅外測溫及數(shù)據(jù)傳送控制器，采集溫度，向ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡發(fā)送數(shù)據(jù)。[0024]ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡選用成都無線龍C51RF-2430組件，其硬件芯片使用CC2430，能夠提供高性能并滿足以ZigBee為基礎的2. 4GHz ISM波段應用對低成本，低功耗的要求，在單個芯片上整合了 ZigBee射頻(RF)前端、內(nèi)存和微控制器，提供了 ZigBee2006協(xié)議棧及嵌入式操作系統(tǒng)API接口，通過編譯配置，能在同一硬件基礎上編譯出協(xié)調(diào)器、路由器、終端節(jié)點，通過修改協(xié)調(diào)器的應用程序?qū)哟a就可以將其終端節(jié)點發(fā)來的信息傳送給信息管理系統(tǒng)，使信息管理系統(tǒng)與便攜式紅外測溫及數(shù)據(jù)傳送控制器進行數(shù)據(jù)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(jù)飼養(yǎng)場的具體環(huán)境進行設置。信息管理系統(tǒng)與便攜式紅外測溫及數(shù)據(jù)傳送控制器在應用層的私有通信協(xié)議的定義，如附圖4所示，包頭與包屋標志可采用特殊符號如表示，可區(qū)分256種信息類型，每個消息內(nèi)容有224狀態(tài)信息，可根據(jù)實際需求對信息內(nèi)容進行再編碼，信息管理系統(tǒng)根據(jù)這些信息狀態(tài)，定義對應的管理信息內(nèi)容，溫度信息生成由飼養(yǎng)人員使用便攜式紅外測溫及數(shù)據(jù)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(yǎng)人員通過 觀察，再操作便攜式紅外測溫及數(shù)據(jù)傳送控制器按鍵生成。便攜式紅外測溫及數(shù)據(jù)傳送控制器的測溫工作過程如圖6所示，芯片CC2340初始化IXD、數(shù)字紅外測溫傳感器等外部器件，設置正常溫度區(qū)間，啟動ZigBee協(xié)議加入ZigBee無線傳輸網(wǎng)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(nèi)，則芯片CC2340讀取數(shù)字紅外傳感器溫度值，然后與正常溫度區(qū)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，距離有效標志復位，停止測距。如是網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集模式，則向協(xié)調(diào)器I發(fā)送溫度信息及異常信息，信息打包的格式采用如圖4格式，再由協(xié)調(diào)器I發(fā)送給信息管系統(tǒng)。非自動測溫過程，則是以手動按鍵方式直接測量被測動物，然后顯示其溫度，只要便攜式紅外測溫及數(shù)據(jù)傳送控制器與被測動物在有效的距離就可以進行測溫，不需要人干預。便攜式紅外測溫及數(shù)據(jù)傳送控制器的信息傳遞功能，主要是由動物飼養(yǎng)員在日常工作時將觀察到的信息(如動物吃的飼料種類、閑時狀態(tài)、病時的治療、異常狀況等信息)通過手動按鍵發(fā)送編碼信息到ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)器1，再由協(xié)調(diào)器I發(fā)送給信息管系統(tǒng)，由其對解碼對應的信息內(nèi)容，并進行記錄與處理。系統(tǒng)收集信息的工作過程如圖5所示，在建立ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡后，打開PC機，飼養(yǎng)場動物信息管理的系統(tǒng)初始化，通過協(xié)調(diào)器I監(jiān)聽ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡發(fā)過來的數(shù)據(jù)，若收到新的信息，則根據(jù)圖4的格式及信息管理系統(tǒng)與便攜式紅外測溫及數(shù)據(jù)傳送控制器之間定義的信息庫進行解碼，再根據(jù)解碼的信息進行數(shù)據(jù)處理。最后應當說明的是，以上內(nèi)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范圍的限制，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(zhì)和范圍。
權利要求1.一種飼養(yǎng)場紅外測溫系統(tǒng)，其特征在于所述飼養(yǎng)場紅外測溫系統(tǒng)包括PC機以及通過ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡與所述PC機連接的若干個便攜式紅外測溫及數(shù)據(jù)傳送控制器，所述便攜式紅外測溫及數(shù)據(jù)傳送控制器由ZigBee無線發(fā)射模塊、數(shù)字紅外測溫傳感器、超聲波測距裝置、按鍵和LCD構成，所述數(shù)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(fā)射模塊電連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的飼養(yǎng)場紅外測溫系統(tǒng)，其特征在于所述ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡由協(xié)調(diào)器、路由器、終端節(jié)點組成，所述PC機與所述協(xié)調(diào)器通過串口 RS232連接。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的飼養(yǎng)場紅外測溫系統(tǒng)，其特征在于所述ZigBee無線發(fā)射模塊包括芯片CC2340。
專利摘要本實用新型公開了一種飼養(yǎng)場紅外測溫系統(tǒng)，包括PC機以及通過ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡與所述PC機連接的若干個便攜式紅外測溫及數(shù)據(jù)傳送控制器，所述便攜式紅外測溫及數(shù)據(jù)傳送控制器由ZigBee無線發(fā)射模塊、數(shù)字紅外測溫傳感器、超聲波測距裝置、按鍵和LCD構成，所述數(shù)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(fā)射模塊電連接。本實用新型是一種基于ZigBee網(wǎng)絡的飼養(yǎng)場紅外測溫系統(tǒng)，該飼養(yǎng)場紅外測溫系統(tǒng)能夠在有效測量范圍內(nèi)自動測溫并實時傳遞測溫數(shù)據(jù)。本實用新型具有成本低、操作方便的優(yōu)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(yōu)先權日2011年12月15日
發(fā)明者朱然輝, 申利民 申請人:廣州鐵路職業(yè)技術學院