基于物联网技术的动物疾病检测预警系统和方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于物联网技术的动物疾病检测预警系统和方法。在本发明的一个实施例中，定义一个动物活动的检测区域,在检测区域里有动物激励设备（例如：食物分配器或饮水系统）与RFID标签读写器，佩带RFID标签的动物在进出检测区域时会被记录和计数。通过这种方法监测动物的活动情况，如果动物在一段时间内的检测区域活动情况下降到较低的水平（例如低于警报触发点），预警系统的用户会收到该动物潜在健康问题的通知，用来提示对该动物进一步检查以发现是否存在疾病或受到感染，达到早发现早治疗的作用。
【专利说明】基于物联网技术的动物疾病检测预警系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及物联网技术和智能农业领域，尤其涉及使用物联网技术进行动物疾病检测的预警系统和方法。
【背景技术】
[0002]动物传染性疾病和流行病的检测和控制，已成为现代畜牧业养殖业的高度关注的问题之一。近年来国际上疯牛病、口蹄疫、高致病性禽流感等兽医卫生事件频繁发生，特别是近期禽流感直接感染人类的案例，使动物疫病对人类健康的威胁成为一个影响社会的政治问题，随着养殖者试图提高产量和效率，在养殖场里的动物养殖密度在不断增高，一旦发生流行病非常容易迅速蔓延。在各地养殖场发生的动物口蹄疫、禽流感疫情已在高密集度养殖环境中变得越来越普遍和频繁。因为空间受限和动物养殖密集可能造成疾病在常规的检疫和治疗措施生效之前更快的在动物之间传播。这使得在疫情爆发之前的早期检测和主动控制变得更加重要。
[0003]在传统的检测方法上，养殖场动物疾病的发现和处置一般是缓慢和繁琐的。养殖者要人工监控农场的每只动物，在动物被怀疑染疾病的情况下，养殖者需要手动检查其生命体征，如体温和心脏速率。如果这种动物被确认存在感染的危险或传染性疾病，那么它将会被隔离出来进行进一步的治疗和处理。但这种传统的疾病检测方法是高度依赖于养殖者的经验和关注监控动物的程度。此外，对生病的动物生命体征检查的过程，是一个系列化、繁琐、缓慢的过程。这种传统的检查过程经常会导致延迟，而无法对其余的动物加快检疫并进行预防和治疗。
[0004]由于一种传染性疾病爆发期间在动物养殖场进行检疫、预防和治疗过程中任何延迟都可能会导致对其余动物的快速感染，从而增加投资损失及对人体健康的危害，动物疾病及时检测和防治是十分重要的工作。
【发明内容】
[0005]本发明目的在于针对目前的不足，提供了一种基于物联网技术的动物疾病检测预警系统和方法。
[0006]本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的。
[0007]—、基于物联网技术的动物疾病检测预警系统，该系统包含:
信息感知层，包括RFID标签读写器、动物佩戴的RFID标签，在动物养殖场设置动物活动检测区域并在区域内安装动物激励装置，RFID标签读写器对进/出检测区域内的动物进行识别；
网络通讯层，包括通讯模块和通讯网关，RFID标签读写器通过无线通讯模块和通讯网关通信，通讯网关与应用服务层连接，并将数据上报至应用服务层，应用服务层接入互联网，可通过Internet进行访问；
应用服务层，包括数据库和分析预警软件，数据库负责数据的存储，分析预警软件负责管理，设置，调整，检测各种参数，包括设定警报触发点和触发警报，可对每只动物的数据进行显示与分析；如果在一段时间内的动物进入/退出活动检测区域的频率降低到一定水平，就会触发警报用于提醒用户是否需要对该动物进行医疗检查。
[0008]二、动物疾病检测预警系统的用户预警方法，该方法的步骤如下:
Al、在动物的养殖环境中设置动物活动检测区域；
A2、为动物佩戴上RFID标签，用于识别和区分每一只动物；
A3、开启动物疾病检测预警系统；
A4、通过检测动物在一段时间内进入/退出活动检测区域的频率来分析是否达到警报触发点，如果频率降低到一定水平，则会触发警报提醒用户对该动物进一步检查，以发现是否存在疾病或受到感染，如果未达到警报触发点则继续分析动物在活动检测区域的频率数据。
[0009]本发明具有的有益效果是:基于物联网的动物疾病检测预警系统，与传统用人工进行动物检测判定是否需要进行治疗相比，本发明提供了众多的优势，通过对动物活动的检测分析，来发现动物在一段时间内的活动频率是否过低，如频率过低表明存在疾病或有健康状况恶化的迹象。这时会触发警报用于提醒用户对该动物进一步检查，以达到早发现早治疗的作用。
[0010]此外，本发明具有的有益效果还在于:可以节省养殖者为了对一大群动物进行人工检查而耗费的时间和人力，使他们能更专注于某些预警系统特别标记的动物。此外，动物养殖场的动物疾病检测这一早期警报系统可以更好地保护公众健康，因为预警系统会在传染病蔓延之前提出警报。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是根据本发明在实施例中的动物疾病检测预警系统的系统图。
[0012]图2是根据本发明在实施例中动物的RFID标签存储的信息。
[0013]图3A是根据本发明在实施例中动物佩戴的方形RFID标签。
[0014]图3B是根据本发明在实施例中动物佩戴的环形RFID标签。
[0015]图4是根据本发明在实施例中的动物疾病检测预警系统用户预警方法流程图。
【具体实施方式】
[0016]图1是根据本发明在实施例中的动物疾病检测预警系统的系统图，其包括。
[0017]信息感知层(1)，设置动物活动检测区域(11)，并在动物活动检测区域(11)内安装激励装置(13)，激励装置(13)是食品分配器系统或饮水供给系统，RFID标签读写器(12)通过读写动物佩戴的RFID标签采集动物信息；RFID标签读写器(12)对进/出活动检测区域的动物进行识别计数。
[0018]在本发明的优选实施例中，动物(101，102，103，104)指定是牛。在本发明的其它实施例中，动物可以是羊，猪，山羊，马，驴，骡，家禽(如鸡，鸭，火鸡，鹅)，或其他适当的养殖动物。
[0019]此外，在本发明实施例中，动物活动检测区域(11)，是指动物养殖场内一个或多个指定的区域。
[0020]此外，在本发明实施例中，激励装置(13)，指的是为了激励动物进入动物活动检测区域，在动物活动检测区域内设置的食品分配器系统或饮水供给系统。以鼓励动物经常或定期进入检测区域。
[0021 ] 此外，在本发明实施例中，“ RFID标签”指的是无线射频识别的标签，“ RFID标签读写器”指的是可被写入或读取RFID标签信息的读写器，RFID标签读写器可连接到一个或多个射频天线操作。在本发明中，RFID标签和RFID标签读写器均工作在超高频(UHF)，以达到更远的读/写范围和同时对多个RFID标签进行读写的能力。在本发明的实施例中，RFID标签和RFID标签读写器的工作频率范围为860兆赫-960兆赫，支持IS0/IEC 18000-6C接口标准。
[0022]在本发明实施例中，RFID标签读写器(12 )可以安装在活动检测区域(11)进/出口处，也可以安装在激励装置(13)附近。
[0023]在本发明实施例中，RFID标签读写器(I 2 )可以具有一个集成的射频天线，能够与一个或多个RFID标签通信。也可以被连接到一个外置或多个外置的射频天线。而且，可以是一个集成的射频天线或外置射频天线的一个固定单元。也可以是具有集成射频天线的便携式单元。
[0024]网络通讯层(2)，包括通讯模块(21)和通讯网关(22)，所述通讯模块(21)用于将采集的数据在所述通讯网关(22)与信息感知层(I)、应用服务层(3)之间通信，所述通讯网关(22)用于分发数据，并将汇集的数据通过网络传输给应用服务层(3)或将应用服务层(3 )的指令通过通讯模块(21)发送给信息感知层(I)。
[0025]应用服务层(3)，其与上述网络通讯层(2)建立通信连接，接收到的所述信息感知层(I)采集的动物信息在数据库(31)中进行储存，同时分析预警软件(32)进行分析判断和记录，如果达到警报触发点，就向指定人员发送报警信息。分析预警软件(32)可以设置报警触发条件和报警信号发送方式。
[0026]上述数据库(31)和分析预警软件(32)安装在计算机服务器中，计算机服务器包括CPU和存储单元，分析预警软件在计算机服务器的CPU上执行，并把过程和结果存储在计算机服务器的存储单元里。计算机服务器和Internet连接，用户可根据需要登录服务器进行操作。
[0027]本发明实施例中，安装数据库(31)和分析预警软件(32)的计算机服务器可以是台式计算机或移动式计算机，也可以选择专业的服务器。
[0028]本发明实施例中，通过RFID标签读写器(12)对动物佩戴的RFID标签进行信息的读写采集，所述通讯模块(21)对采集来的数据或接受应用服务层(3)经通讯网关(22)传送过来的指令进行传输，实现通讯网关(22)与信息感知层(I)和应用服务层(3)的通信。所述通讯网关(22)把汇集的数据通过无线信号传递给应用服务层(3)或将应用服务层(3)里的控制指令经通讯模块(21)发送给信息感知层(I)。数据库(31)存储接收到的数据和经分析预警软件(32)处理后的数据。分析预警软件(32)设置警报触发点和报警信号发送方式等。报警信号发送方式涉及电话报警，发送电子邮件报警，发送短信或显示终端上显示警报。
[0029]图2是根据本发明在实施例中动物的RFID标签存储的信息的一个示例。RFID标签存储一个唯一的标签识别代码(201)来标识多个动物中特定的动物。同时也记录有其他的信息，如动物的品种(202)，出生日期(203)，性别(204)，免疫记录(205)，和活动检测区域频率计数(206)。
[0030]此外，本发明实施例中，活动检测区域频率计数(206)的数据是不断更新的，并根据唯一的标签识别代码(201)与特定的动物相关联。在一个实施例中，活动检测区域频率计数(206)可以每日，每周进行初始值的周期性复位。在本发明的优选实施例中，如果一个特定的动物(例如:450101771010001)在一个特定的期间(例如:每日，每周等)活动检测区域频率计数(206)低于警报触发点，则用户可以通过一个显示终端，一个电话，一封电子邮件等方式收到警报。
[0031]继续图2，佩戴在动物的RFID标签中存储的信息，还可以包括图中未具体示出的其它信息(207)，而其他部分的信息，如免疫记录(205)和活动检测区域频率计数(206)可以在一个特定的动物的整个生命周期内定期或不断更新。
[0032]图3A是根据本发明的一个实施例中动物佩戴的方形RFID标签。RFID标签(301A)用于牛，RFID标签(30IA)通过安装附件(30IB)被附着到牛的耳朵上，RFID标签(30IA)的覆盖层是由坚固的塑料，橡胶，或其它无毒的合成材料制造。在本发明的一个优选实施例中，RFID标签(301A)是不带电池的无源的标签，它包括一个非易失性存储器单元和一个塑料覆盖封装的RF天线。在本发明的优选实施例中，RFID标签(301A)有一个直径为3.5厘米的RF天线，RFID标签(301A)被配置为接收从RFID标签读写器发出的电磁信号，通过RFID标签内的非易失性存储器单元来传递信息或将信息发送到非易失性存储器单元。
[0033]图3B是根据本发明的一个实施例中动物佩戴的环形RFID标签。环形RFID标签(302)通常用于家禽(如--鸡)。在本发明的一个实施例中，环形RFID标签(302)套在鸡的脚上。RFID标签(302)由PVC材料进行封装。在本发明的一个优选实施例中，RFID标签(302)是不带电池的无源标签，它包括一个非易失性存储器单元和一个PVC覆盖封装的RF天线。RFID标签(302)被配置为接收从RFID标签阅读器发出的电磁信号，通过RFID标签内的非易失性存储器单元来传递信息或将信息发送到非易失性存储器单元。
[0034]图4是根据本发明实施例中的动物疾病检测预警系统用户预警方法，步骤是。
[0035]步骤(401)，用户(如养殖者)可以定义动物活动检测区域，安装该检测区域的RFID标签读写器和通讯设备。
[0036]步骤(402)，为动物佩戴RFID标签，在大多数情况下，在进行系统数据初始化之前已经为动物佩戴好RFID标签。
[0037]步骤(403)，用户开启动物疾病检测预警系统。
[0038]步骤(404)，系统开始统计分析动物进入活动检测区域的频率数据。
[0039]步骤(405)，警报触发点，达到则执行步骤(406)，未达到则转向步骤(404)。
[0040]步骤(406)，动物疾病检测与预警系统会通知用户，为标示的动物进行必要的检查，以确定其潜在的健康问题。[0041]本发明实施例中，警报触发点可以是由用户手动设置或由分析预警软件执行分析统计确定。
[0042]综上对本发明的详细描述，可以容易理解本发明的效果。但需要强调的是，以上基于实施例的相关描述并非以此限制本发明多样化的实施方式，任何基于本申请权利要求书记载的技术方案进行简单修改或等效替换所形成的技术方案，均应被视为本发明要求保护的技术方案。
【权利要求】
1.一种基于物联网技术的动物疾病检测预警系统，其特征在于，其包括 信息感知层，包括RFID标签读写器、动物佩戴的RFID标签，在动物养殖场设置动物活动检测区域并在区域内安装动物激励装置，RFID标签读写器对进/出活动检测区域内的动物进行识别； 网络通讯层，包括通讯模块和通讯网关，RFID标签读写器通过无线通讯模块和通讯网关通信，通讯网关与应用服务层连接，并将数据传送至应用服务层，应用服务层接入互联网，可通过Internet进行访问； 应用服务层，包括数据库和分析预警软件，数据库负责数据的存储，分析预警软件负责管理，设置，调整，检测各种参数，包括设定警报触发点和触发警报，可对每只动物的数据进行显示与分析；如果在一段时间内的动物进入/退出活动检测区域的频率降低到一定水平，就会触发警报用于提醒用户是否需要对该动物进行医疗检查。
2.根据权利要求1所述基于物联网技术的动物疾病检测预警系统，其特征在于，所述动物激励装置是食品分配器系统或饮水供给系统。
3.根据权利要求1所述基于物联网技术的动物疾病检测预警系统，其特征在于，所述RFID标签是一个无源标签，RFID标签包括一个非易失性存储器单元和一个嵌入的射频天线单元。
4.根据权利要求1所述基于物联网技术的动物疾病检测预警系统，其特征在于，警报触发点可以是由用户手动设置或由分析预警软件执行分析统计确定。
5.根据权利要求1所述基于物联网技术的动物疾病检测预警系统，其特征在于，提醒用户对动物进行医疗检查的提醒方式涉及电话报警，发送电子邮件报警，发送短信或显示终端上显示警报。
6.根据权利要求1所述基于物联网技术的动物疾病检测预警系统，其特征在于，每个动物的信息数据在其佩戴的RFID标签中存储，也存储在计算机服务器里。
7.基于物联网技术的动物疾病的检测预警系统的用户预警方法，该方法包括以下步骤: Al、在动物的养殖环境中设置动物活动检测区域； Al、为动物佩戴上RFID标签，用于识别和区分每一只动物； A3、开启动物疾病检测预警系统； A4、通过检测动物在一段时间内进入活动检测区域的频率来分析是否达到警报触发点，如果频率降低到一定水平，则会触发警报提醒用户对该动物进一步检查，以发现是否存在疾病或受到感染，如果末达到警报触发点则继续分析动物进入活动检测区域的频率数据。
8.根据权利要求7所述基于物联网技术的动物疾病检测预警方法，其特征在于，定义动物活动检测区域还包括安装在活动检测区域内的激励装置。
9.根据权利要求8所述激励装置，其特征在于，所述激励装置是食品分配器系统或饮水供给系统。
【文档编号】G06K17/00GK103593802SQ201310612272
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】胡鹤钟, 魏博, 刘晟 申请人:南宁市深仕数码科技有限公司