动物个体信息监测及无线传输的方法

文档序号:350878阅读:512来源:国知局
专利名称:动物个体信息监测及无线传输的方法
技术领域
本发明属于畜牧养殖和农业工程技术领域,和动物自动化监测相关,涉及基于射 频识别系统与传感器结合的动物信息监测及无线传输的方法。
背景技术
在现代化养殖生产中,饲养动物特别是猪、牛、羊等较大形体家畜的电子标识系 统,已经应用了近30年,21世纪以来,电子标识系统在欧美已经发展成为覆盖整个国家的 动物标识、疫病及质量控制及动物追踪的系统,由国家强制立法推行,并在国家之间交换数 据。为此,制订专门国际标准,规范统一的数据传输和编码方法,即ISO 11784《动物的射频 识别代码结构》、ISO 11785《动物的射频识别技术概念》,及ISO 14223《动物的射频识 别增强型应答器》。以上标准未规定应答器的结构形式,因此,可设计适合所涉及动物的不 同形式,家畜的四种基本安装方法为项圈式应答器、耳牌式应答器、可注射式应答器和药 丸式应答器。中国目前在畜牧生产中普遍使用的动物标识是二维条码塑料耳标,尚未大面积推 广使用电子标识,但未来必将逐步过渡到使用电子标识。由国家质量监督检验检疫总局和 国家标准化管理委员会制订的GB/T 20563-2006《动物射频识别代码结构》,已在2006年 12月1日正式生效,这一国家标准是在ISO 11784 1996和ISO 11784DAM 2005最终修订 稿的基础上重新起草的。在养殖场,通常由工作人员监测动物的情况,监测方法包括定期对动物目测观察、 使用工具测量其生理参数,如体温、脉搏等,或人工对动物进行检查,如兽医进行的触诊、探 查等,受到各种条件的局限,一些生理数据和行为参数不便或不能获得。如能够利用传感器 对动物监测,了解动物的活动、体温、脉搏、呼吸、出汗及排泄等情况,并将采集到的数据与 正常值进行比较,就可以做到对动物的生长发育、营养状况、疾病或发情等状况进行监控和 预警,提高饲养动物的管理水平。通过检索发现申请日为2006年1月19日,申请号为200680005389. 2的《用于检 测发情期的方法和设备》专利,用加速度传感器感测动物头部的运动,区分进食阶段与非进 食阶段的运动量;申请日为2007年4月19日,申请号为200710014345. 2的《畜类动物采 集量检测方法及智能检测仪》专利,利用开关式传感器与弹性支架组合,使传感器与动物的 颞窝部或脸颊部直接接触,测量动物的吞咽次数,计算其进食量;申请日为2008年1月日, 申请号为200810019006. 8的《畜禽信息采集一接收器》专利,公开一种低功耗的包括采集 发射单元和接收处理单元的畜禽信息采集系统,可应用于多种生理信息的采集。上述发明专利应用传感器技术,达到采集动物信息的目的,并采用无线通信技术, 将监测信息发送到外部的信息系统中,提供给工作人员查看。但均为独立设计的封闭系统, 如用户想同时使用多个系统,势必需要分别安装多套设备,培训使用人员,并且要解决可能 存在的安装空间冲突、信号相互干扰、数据格式不兼容,信息无法融合等问题。
发明内容
本发明的目的在于设计一种采集动物信息并进行无线传输的方法。基于射频识别 系统与传感器系统的结合,使传感器系统的数据以与动物电子标识信息类似的方式,通过 射频识别系统进行传输,从而达成动物信息监测系统的标准性和兼容性。为实现上述目的,本发明技术方案如下提供一种基于射频识别系统与传感器结 合的动物信息监测及无线传输系统,包括至少一个装置于动物身体的应答器——传感器单 元,及一个兼容国际标准和国标的射频识别系统阅读器单元,构成完整的射频识别系统。所述应答器——传感器单元,将射频识别系统的应答器与传感器系统相结合,典 型的应答器包括处理器、射频电路、天线线圈和电池等,应答器中存储有动物的电子标识序 列号,以识别不同的动物个体;原则上,可以使用多种传感器,如监测动物活动的加速度传 感器、监测动物姿态的陀螺仪、监测动物体温的温度传感器、监测动物脉搏的压力传感器 等,传感器的检测信号经过调理电路接入处理器的I/O端口或A/D转换器,检测结果保存在 处理器中,由处理器进行封装并传输。本发明提供一种低成本的有源应答器,由处理器、感应线圈和电池构成,应答器的 高频接口及通信协议,均由处理器完成。感应线圈经过整流电路接入处理器的输入端口,通 过检测感应线圈的对阅读器信号的调制波,来识别阅读器的下行射频信号,同时,还用来触 发中断,用于唤醒休眠状态的处理器。处理器的输出端口,通过线圈推动电路,控制感应线 圈负载,发送上行射频信号到阅读器。所述阅读器单元,一般固定于动物通道,或者固定于动物饮水、喂料、挤奶的地点, 也可以附加在移动设备上。阅读器通过无线通信的方式,与应答器一传感器单元交换数 据,取出应答器一传感器单元的数据,上传到信息系统,并根据信息系统的指令,对应答 器一传感器单元进行设置。阅读器与有关动物射频识别的国际标准及国标兼容,增加扩 展的阅读指令,应答器将传感器检测的数据附加在标识序列号后传输到阅读器,否则仅传 输应答器一传感器单元中的动物标识信息。由此可见,采用本发明的技术方案,可在动物电子标识系统基础上,附加一种或多 种传感器,实现生理数据和行为参数的检测,检测参数的传输采用射频识别系统的兼容方 式,并与国际标准和国标兼容,且不需增加阅读器的购买、安装和管理成本,提高数据复用 性,为数字化养殖提供硬件平台。


图1是本发明的技术方案2是本发明优选实施例的电路原理图
具体实施例方式结合附图,讲解本发明的主要特征。如图1所示,基于射频识别系统与传感器结合 的动物个体信息检测及无线传输系统,包括至少一个应答器一传感器单元100,及一个射 频识别系统阅读器单元200。应答器——传感器单元,将射频识别系统的应答器110与传感 器系统150相结合,应答器110,由处理器112、感应线圈114和电池116构成,感应线圈经 过整流电路接入处理器的输入端口 112a,通过检测感应线圈的对阅读器信号的调制波,来识别阅读器的下行射频信号,同时,还用来触发中断,用于唤醒休眠状态的处理器。处理器 的输出端口 112b,通过线圈推动电路,控制感应线圈负载,发送上行射频信号到阅读器。阅 读器兼容有关动物射频识别的国际标准及国标,并增加扩展的阅读指令,应答器将传感器 检测的数据附加在标识序列号后传输到阅读器,否则仅传输应答器——传感器单元中的动 物标识信息,应答器的高频接口及通信协议,均由处理器完成。附图2是本发明的优选实施例,应用本发明的动物个体信息检测及无线传输方 法,采用开关式振动传感器,检测奶牛的运动信息。整机平时处于待机状态,当开关式振动 传感器S1闭合时,产生计步脉冲,由中断激活CPU,使之退出待机状态,对RAM中的计数值加 一,并进行200ms的滤波等待,如无下一个脉冲则继续进入待机状态。当佩戴传感器的奶牛 经过采集区域时,感应线圈L1感应到电压,经过整流后下降沿触发单片机中断,单片机进 入内部DC0产生1MHz的振荡频率作为时钟工作,通过三极管控制线圈负载把内部的编号、 计步值和AD采样到的当前电池电压数据发送到采集器,然后等待采集器的数据应答,如不 成功则会重发,成功后转入低频工作模式,同时通过检测感应线圈的调制波来判断是否离 开采集区域,以此保证在一个采集区域只进行一次通讯。本发明还可以有其它实施方式,凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案,均 落在本发明要求保护的范围之内。
权利要求
一种检测动物信息并进行无线传输的方法,包括至少一个装置于动物身体的应答器--传感器单元,及一个兼容国际标准和国标的射频识别系统阅读器单元,构成完整的射频识别系统。其特征在于将射频识别系统与传感器系统相结合,使传感器系统的检测数据,采用与动物电子标识信息相同的方式,通过射频识别系统进行传输;
2.根据权利要求1所述应答器——传感器单元,其特征在于将射频识别系统的应答器 与传感器系统相结合。应答器中存储有动物的电子标识序列号,以识别不同的动物个体 ’传 感器的检测信号经过调理电路接入处理器的I/O端口或A/D转换器,检测结果保存在处理 器中,由处理器进行封装并传输。
3.根据权利要求2所述应答器,其特征在于是低成本的有源应答器,由处理器、感应线 圈和电池构成,应答器的高频接口及通信协议,均由处理器完成。感应线圈经过整流电路接 入处理器的输入端口,通过检测感应线圈的对阅读器信号的调制波,来识别阅读器的下行 射频信号,同时,还用来触发中断,用于唤醒休眠状态的处理器。处理器的输出端口,通过线 圈推动电路,控制感应线圈负载,发送上行射频信号到阅读器。
4.根据权利要求1所述阅读器单元,其特征在于与有关动物射频识别的国际标准及国 标兼容,增加扩展的阅读指令,应答器将传感器检测的数据附加在标识序列号后传输到阅 读器,否则仅传输应答器——传感器单元中的动物标识信息。
全文摘要
本发明属于畜牧养殖和农业工程技术领域,和动物自动化监测相关,涉及动物信息监测及无线传输方法。本发明提供一种基于射频识别系统与传感器结合的技术方案,包括至少一个装置于动物身体的应答器——传感器单元,及一个兼容国际标准和国标的阅读器单元。应答器中存储有动物的电子标识序列号,传感器的检测信号经过调理电路接入处理器的I/O端口或A/D转换器,检测数据附加在标识序列号后传输到阅读器,采用本发明的技术方案,可在动物电子标识系统基础上,附加一种或多种传感器,实现生理数据和行为参数的检测,并与国际标准和国标兼容,且不需增加阅读器的购买、安装和管理成本,提高数据复用性,为数字化养殖提供硬件平台。
文档编号A01K29/00GK101849512SQ201010172189
公开日2010年10月6日 申请日期2010年5月14日 优先权日2010年5月14日
发明者史军伟, 史志锋, 白云峰, 胡肄农, 陆昌华 申请人:江苏省农业科学院
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