NBIOT/5G信道的牧区牲畜项圈仪及管理应用方法与流程

本发明属于牲畜养殖领域，特别涉及一种bniot/5g信道的牧区牲畜项圈仪及管理应用方法。

背景技术

目前，我国传统畜牧业正不断向现代畜牧业升级，实现农牧民脱贫致富及现代化畜牧业发展，但是由于我国牧区主要在偏远的内蒙、新疆、西藏等地区，这里人迹罕至、幅员辽阔，适宜畜牧业发展，但同时这里也是气候恶劣，食物匮乏给畜牧业发展也来来一定的挑战，当前我国传统畜牧放养面临的主要问题有：

1、牧民对牲畜的管理落后，还处于日出而出、日落而归的原始放养阶段，对牲畜的生长发育、牧草需求还处于自然调节状态，不能及时根据草场情况确定畜牧养殖规模和出栏时间，影响畜牧业发展及草场植被的生长，给农牧民带来一定经济损失；

2、农牧民仍然采用古老的人工放养方式进行，每一批量的牲畜都要配备若干人员，即使这样也是粗放养殖，不能根基牲畜的年龄、体重等生理指标调整牲畜的存栏和出栏情况，耗时费力，没有实现精准放牧；

3、由于牧场经常变换，给牲畜的清点、饲料投放，特别是大雪天气有可能造成牧群冻死、饿死、丢失等现象，无法对牲畜生产过程进行有效的预警和监管；

4、目前的农牧民不可能对牲畜进行个性化管理和饲养，这样造成畜牧养殖成本高，牲畜改良品种慢，影响农牧民脱贫致富，影响我国农牧民小康水平建设速度。

现有技术中，精准化放牧技术不多，特别是利用信息化对畜牧业管理跟不多，有的也存在很多不足，如现有专利申请公布号cn107550479a，该专利主要技术方案为：“一种畜牧监管装置，解决了畜牧放养中需要畜牧员现场监控、耗损人工和生理病变不能及时处理等问题，通过牲畜体征监测模块能够实时监测脉搏、体温等数据，通过加速度传感器、角速度和陀螺仪传感模块能够实时监测牲畜姿态和统计走步，通过gps或北斗定位模块获取牲畜的地理位置信息”等，其主要解决牲畜在饲养过程中的病变监控和位置信息，其结构复杂，而且牲畜的病变是一个渐进的过程，如果通过其步态来了解牲畜病变那已经是很晚的时间了，有可能造成耽误医治时间，造成牲畜的死亡，由于牲畜的脉搏、体温的检测是一个复杂的过程，而该技术方案只简单罗列“通过牲畜体征监测模块能够实时监测脉搏、体温等数据”这是很难那实现的，该技术方案没有清楚的完整的给出其技术方案，因此存在很大的不足之处而且也难以实现其预期的效果，亟待改进。

鉴于以上问题，充分利用农村信息化技术，以解决农牧民精准放牧实现畜牧和牧草动态平衡的现代化放牧方式。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本申请提出了bniot/5g信道的牧区牲畜项圈仪及管理应用方法，通过牲畜环境温度，存栏时间体重，地理位置及草场境况等信息，实现放牧规模和草场生长的动态平衡、精准放牧和科学管理。

本申请采用的技术方案为：bniot/5g信道的牧区牲畜项圈仪，包括：项圈仪单元，体重监测单元，草场信息单元、nb-iot通信模块，5g通信模块，服务器、控制主机和管控平台。所述的项圈仪单元，体重监测单元搭载有nb-iot通信模块，草场信息单元搭载有5g通信模块，单元项圈仪单元，体重监测单元，草场信息单元分别通过服务器与管控平台通讯；项圈仪单元包括弹性项圈，项圈控制器，计步器，信息录入模块，nb-iot通信模块，gps定位模块，供电模块，柔性太阳能电池，led灯；所述的弹性项圈的一端固定连接有一皮带头，另一端沿长度方向钻设有若干伸缩孔，弹性项圈的内测嵌设有项圈仪，项圈仪内装置有项圈控制器，计步器，nb-iot通信模块，gps定位模块，信息录入模块，供电模块，所述的led灯，柔性太阳能电池安装于弹性项圈的外侧表面上，柔性太阳能电池通过电力传输线与供电模块连接，弹性项圈的内侧面还沿长度方向贴设有保护棉垫，项圈控制器经nb-iot通信模块与服务器通讯，项圈控制器中有计步器，信息录入模块，gps或北斗定位模块接在项圈控制器的输入端，nb-iot通信模块连接在项圈控制器的输出端，所述的供电模块包括锂电池，锂电池与项圈控制器有电路连接，所述的led灯与项圈控制器电路连接。

所述的体重监测单元包括电子磅秤，nb-iot通信模块，微处理器，红外线传感器，电源线，机箱，所述的红外传感器的发射端和接收端分别安装在圈舍门口过道两侧，红外传感器与微处理器之间有电路相连，过道下有电子磅称，所述的电子磅称上表面与地面齐平，电子磅称与微处理器之间有电路相连，所述的微处理器和nb-iot通信模块有电路连接并进行信号反馈，nb-iot通信模块与服务器通讯，所述的机箱内有蓄电池，能为微处理器和nb-iot通信模块供电。

所述的草场信息单元包括监控摄像机，太阳能电池板，蓄电池，5g通信模块，控制芯片，机箱，支架，所述的监控摄像机安装在支架中段，监控摄像机与控制芯片电路相连，所述的太阳能电池板安装在支架顶部，太阳能电池板与蓄电池之间有电力传输线，所述的蓄电池、控制芯片与5g通信模块安装在支架下方机箱内，5g通信模块连接在控制芯片输出端，监控摄像机连接在控制芯片输入端，5g通信模块通过控制芯片接收监控摄像机拍摄的草场视频，并把该视频发送至远程服务器，蓄电池与控制芯片电路相连。

所述的管控平台由服务器和控制主机构成，服务器从项圈仪单元、体重监测单元、草场信息单元获取每只家畜的每日步数信息、位置信息、体重信息以及草场信息，并把这些信息发送给用户的移动客户端，当监测到有家畜步数信息异常时，管控平台通过服务器向移动客户端发送生病警告，同时向异常家畜的项圈仪单元发送点亮led灯的指令，在检查后可以在移动客户端关闭警告，管控平台向该家畜的项圈仪单元发送熄灭led灯的指令；当监测到有家畜位置信息异常时，管控平台通过服务器向移动客户端发出走失警告，同时向异常家畜的项圈仪单元发送点亮led灯的指令及gps或北斗定位位置，当监测到家畜体重信息符合出栏标准时，管控平台通过服务器向该家畜的项圈仪单元发送点亮led灯的指令，在移动客户端选取所有可以出栏的家畜时，管控平台通过服务器向服务器记录中该用户的所有符合出栏条件的家畜的项圈仪单元发送点亮led灯的指令；当草场信息显示放牧草场已经被放牧后会推荐其他区域草场。

bniot/5g信道的牧区牲畜项圈仪及管理应用方法，包括以下步骤：

s1：用户将项圈佩戴在家畜脖子上，在移动客户端输入弹性项圈上的编号确定激活，管控平台收到激活信息，立刻通过服务器向该项圈仪单元发送激活指令，同时移动客户端弹出窗口，编辑该家畜的出生、性别信息；

s2：用户可以在放牧前通过移动客户端获知当天的各片草场质量情况，也可以在用户放牧途中，服务器通过项圈仪单元的位置信息获取放牧位置，并对比草场质量情况，如果草场已经被放牧，则推送其他推荐草场以供用户选择；

s3：用户放牧结束，将家畜赶回圈舍时，家畜依次通过体重监测单元，体重监测单元将每只家畜的体重数据发送到服务器，管控平台通过服务器体重数据得出该家畜是否符合出栏标准，向符合出栏标准的家畜的项圈仪单元发送点亮led灯的指令，并在5分钟后发送熄灭led灯的指令；

s4：每天20点项圈仪单元结束当天步数统计，将步数信息发送到服务器，并清零步数统计，管控平台通过服务器步数数据得出该家畜是否有生病可能，向有生病可能的家畜的项圈仪单元发送点亮led灯的指令，并通过服务器向移动客户端发送生病警告，在检查后可以在移动客户端关闭警告，管控平台向该家畜的项圈仪单元发送熄灭led灯的指令；

s5：当服务器监测到有家畜离家畜群较远时，管控平台立即通过服务器向用户的移动客户端发送走失警告，并通过gps或北斗定位系统定位走失家畜的位置，同时向走失家畜的项圈仪单元发送点亮led灯的指令，在找到家畜后可以在移动客户端关闭警告，管控平台向该家畜的项圈仪单元发送熄灭led灯的指令；

s6：安装人员按照每10平方公里安装一个草场信息单元的密度选择合适的安装位置，在规定位置安装支架，并将监控摄像机安装在支架中段，太阳能电池板安装在支架顶部，机箱安装在支架下方，并在机箱里安装蓄电池、控制芯片、5g通信模块，启动控制芯片，5g通信模块与服务器通信，发送草场监控信息。

本发明的有益效果：

方便牧民对牲畜管理，能够及时根据草场情况确定畜牧养殖规模和出栏时间，有利于畜牧业发展及草场植被的生长，给农牧民带来一定经济效益；不需要要配备过多人员即可实现养殖管理，可以根基牲畜的年龄、体重等生理指标调整牲畜的存栏和出栏情况，从而实现精准放牧；对牲畜生产过程进行有效的预警和监管，有效减少大雪天气造成牧群冻死、饿死、丢失等现象；降低畜牧养殖成本，实现对牲畜进行个性化管理和饲养。

附图说明

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的结构示意框图；

图2为项圈仪单元示意图；

图3为体重监测单元示意图；

图4为草场信息单元示意图。

具体实施方式

结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

bniot/5g信道的牧区牲畜项圈仪，包括：项圈仪单元1，体重监测单元2，草场信息单元3，nb-iot通信模块4，5g通信模块5，服务器6，控制主机7，管控平台8，弹性项圈11，项圈控制器12，计步器13，信息录入模块14，gps定位模块15，供电模块16，柔性太阳能电池17，led灯18，电子磅秤21，,微处理器22，红外线传感器23，电源线24，机箱25，监控摄像机31，太阳能电池板32，蓄电池33，5g通信模块34，控制芯片35，控制柜36，支架37。所述的项圈仪单元1，体重监测单元2搭载有nb-iot通信模块4，草场信息单元3搭载有5g通信模块5，单元项圈仪单元1，体重监测单元2，草场信息单元3分别通过服务器6与管控平台8通讯。

所述的项圈仪单元1包括弹性项圈11，项圈控制器12，计步器13，信息录入模块14，nb-iot通信模块4，gps定位模块15，供电模块16，柔性太阳能电池17，led灯18。所述的弹性项圈11的一端固定连接有一皮带头，另一端沿长度方向钻设有若干伸缩孔，弹性项圈11的内测嵌设有项圈仪，项圈仪内装置有项圈控制器12，计步器13，nb-iot通信模块4，gps定位模块15，信息录入模块14，供电模块16，所述的led灯18，柔性太阳能电池18安装于弹性项圈11的外侧表面上，柔性太阳能电池17通过电力传输线与供电模块16连接，弹性项圈11的内侧面还沿长度方向贴设有保护棉垫，项圈控制器12经nb-iot通信模块4与服务器6通讯，项圈控制器12中计步器13，信息录入模块14，gps定位模块16接在项圈控制器12的输入端，nb-iot通信模块4连接在项圈控制器12的输出端，锂电池与项圈控制器12有电路连接，所述的led灯18与项圈控制器12电路连接。

所述的体重监测单元2包括电子磅秤21，nb-iot通信模块4，微处理器22，红外线传感器23，电源线24，机箱25，所述的红外传感器23的发射端和接收端分别安装在圈舍门口过道两侧，红外传感器23与微处理器23之间有电路相连，过道下有电子磅称21，所述的电子磅称21上表面与地面齐平，电子磅称21与微处理器22之间有电路相连，所述的微处理器22和nb-iot通信模块4安装在机箱25内，nb-iot通信模块4与服务器6通讯，所述的机箱25内有蓄电池，能为微处理器22和nb-iot通信模块4供电，所述的电源线24与机箱25内蓄电池相连。

所述的草场信息单元3包括监控摄像机31，太阳能电池板32，蓄电池33，5g通信模块5，控制芯片34，控制柜35，支架36，所述的监控摄像机31安装在支架36中段，监控摄像机31与控制芯片34电路相连，所述的太阳能电池板32安装在支架36顶部，太阳能电池板32与蓄电池33之间有电力传输线，所述的蓄电池33、控制芯片34与5g通信模块5安装在支架36下方控制柜35内，5g通信模块5连接在控制芯片34输出端，监控摄像机31连接在控制芯片34输入端，5g通信模块5通过控制芯片34接收监控摄像机31拍摄的草场视频，并把该视频发送至远程服务器6，蓄电池33与控制芯片34电路相连。

所述的管控平台8由服务器6和控制主机7构成，服务器6从项圈仪单元1、体重监测单元2、草场信息单元3获取每只家畜的每日步数信息、位置信息、体重信息以及草场信息，并把这些信息发送给用户的移动客户端。当监测到有家畜步数信息异常时，管控平台8通过服务器6向移动客户端发送生病警告，同时向异常家畜的项圈仪单元1发送点亮led灯19的指令，在检查后可以在移动客户端关闭警告，管控平台8向该家畜的项圈仪单元1发送熄灭led灯19的指令；当监测到有家畜位置信息异常时，管控平台8通过服务器6向移动客户端发出走失警告，同时向异常家畜的项圈仪单元1发送点亮led灯19的指令，在找到家畜后可以在移动客户端关闭警告，管控平台8向该家畜的项圈仪单元1发送熄灭led灯19的指令；当监测到家畜体重信息符合出栏标准时，管控平台8通过服务器6向该家畜的项圈仪单元1发送点亮led灯19的指令，并在5分钟后发送熄灭led灯19的指令，在移动客户端选取所有可以出栏的家畜时，管控平台8通过服务器9向服务器9记录中该用户的所有符合出栏条件的家畜的项圈仪单元1发送点亮led灯19的指令；当草场信息显示放牧草场已经被放牧后会推荐其他区域草场。

bniot/5g信道的牧区牲畜项圈仪装置及管理平台的应用方法，包括以下步骤：

s1：用户将项圈佩戴在家畜脖子上，在移动客户端输入弹性项圈11上的编号确定激活，管控平台8收到激活信息，立刻通过服务器6向该项圈仪单元1发送激活指令，同时移动客户端弹出窗口，编辑该家畜的出生、性别信息；

s2：用户可以在放牧前通过移动客户端获知当天的各片草场质量情况，也可以在用户放牧途中，服务器6通过项圈仪单元1的位置信息获取放牧位置，并对比草场质量情况，如果草场已经被放牧，则推送其他推荐草场以供用户选择；

s3：用户放牧结束，将家畜赶回圈舍时，家畜依次通过体重监测单元2，体重监测单元2将每只家畜的体重数据发送到服务器6，管控平台8通过服务器6体重数据得出该家畜是否符合出栏标准，向符合出栏标准的家畜的项圈仪单元1发送点亮led灯19的指令，并在5分钟后发送熄灭led灯19的指令；

s4：每天20点项圈仪单元1结束当天步数统计，将步数信息发送到服务器6，并清零步数统计，管控平台8通过服务器6步数数据得出该家畜是否有生病可能，向有生病可能的家畜的项圈仪单元1发送点亮led灯19的指令，并通过服务器6向移动客户端发送生病警告，在检查后可以在移动客户端关闭警告，管控平台8向该家畜的项圈仪单元1发送熄灭led灯19的指令；

s5：当服务器6监测到有家畜离家畜群较远时，管控平台8立即通过服务器6向用户的移动客户端发送走失警告，并在地图标明走失家畜的位置，同时向走失家畜的项圈仪单元1发送点亮led灯19的指令，在找到家畜后可以在移动客户端关闭警告，管控平台8向该家畜的项圈仪单元1发送熄灭led灯19的指令；

s6：安装人员按照每10平方公里安装一个草场信息单元3的密度选择合适的安装位置，在规定位置安装支架36，并将监控摄像机31安装在支架36中段，太阳能电池板32安装在支架36顶部，控制柜35安装在支架36下方，并在控制柜35里安装蓄电池33、控制芯片34、5g通信模块5，启动控制芯片34，5g通信模块5与服务器6通信，发送草场监控信息。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明技术方案的范围。