一种实验动物的监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及生物实验设备领域，尤其涉及一种实验动物的监测系统。


背景技术：

2.在生命科学实验中，如医学，生物学，制药，化工，畜牧，农业，工业，环保，商检，外贸，军工，交通，宇航及实验动物本身的研究都使用实验动物，实验动物作为人类的替身进行各种科学实验，是最精密的仪器无法替代的。而实验动物在结构、功能、代谢方面与人类相近。因此，在疾病研究、药物开发等领域的研究过程中，需要监测动物的行为，比如清醒、睡眠、摄取食物和水、社交、打斗等数据，生理方面比如血压、体温、呼吸、心跳等数据。同时实验动物在饲养或实验过程中，人类的接近或操作会导致动物紧张，理想的行为和生理数据最好在动物出于无干扰的状态下获取。同时动物行为或生理的变化是需要一段时间的累计才能表现出来，因此我们需要长时间的监测才能获取分析发现异常在医学、药学、生物学、兽医学等领域经常使用到实验动物，这些动物一般饲养在小型的笼具或专门的实验房间内，需要高频率的检测动物的行为和生理等数据信息，以评估目前的实验效果。
3.关于对实验动物监测的现有技术中，主流的手段是通过相机进行监测，通过对海量图片数据进行分析才能获取动物的行为信息，这种只有动物有了明显的动作变化或位移才能在图像中获得识别，因此我们难以获得准确的动物快速动作行为比如打斗、或者位移很小的动作行为比如社交等微行为。另外，多个动物情况下很难有效监测，比如vium smart housing产品一般一次只做一个动物的监测，多个动物的影像互相重叠和干扰，软件分析图片很难获得有效数据，并且采用相机监测因受笼具大小和四周装置的限制，缺乏对动物鸣叫的声音信息的记录。同时，现有的计算机软件对于实验动物数据的处理已十分成熟，例如：anilab、matlab、labscribe分析软件等实验动物的生理数据处理软件，而现有对生理数据采集的方式还是依赖于人为的采集，并不能长时间实时的采集。
4.因此，目前亟需一种能够对实验动物微行为实现高频率、长时间、全方位且无干扰的监测系统，以解决现有技术中不能对实验动物动作行为和生理进行实时监测的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种实验动物的行为与生理监测系统，以解决现有技术中不能有效对实验动物的微行为进行长时间实时准确监测的技术问题。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种实验动物的监测系统，包括：数据处理装置和多个行为监测装置；其中，每个所述行为监测装置均佩戴于实验动物的躯干、头部或颈部；
7.每个所述行为监测装置均包括微控制单元，以及与所述微控制单元分别连接的陀螺仪加速度计、和无线传输模块；
8.所述数据处理装置包括无线接收模块，所述无线接收模块通过无线网络通信与各所述无线传输模块相连。
9.作为优选方案，每个所述行为监测装置还包括tof模块、光学心率血压模块和麦克风模块；其中，所述tof模块、所述光学心率血压模块和所述麦克风模块分别与所述微控制单元连接。
10.作为优选方案，每个所述行为监测装置还包括tof模块和光学心率血压模块；其中，所述tof模块和所述光学心率血压模块分别与所述微控制单元连接。
11.作为优选方案，每个所述行为监测装置还包括麦克风模块；其中，所述麦克风模块与所述微控制单元连接。
12.作为优选方案，每个所述行为监测装置还包括光学心率血压模块和麦克风模块；其中，所述光学心率血压模块和所述麦克风模块分别与所述微控制单元连接。
13.作为优选方案，所述数据处理装置还包括：终端设备；所述终端设备与所述无线接收模块相连接。
14.作为优选方案，所述行为监测装置还包括：存储模块和电源模块；
15.所述微控制单元分别还与所述存储模块和所述电源模块相连接；
16.所述电源模块为有线充电电池或无线充电电池。
17.作为优选方案，所述tof测距模块为memstof测距传感器。作为优选方案，所述麦克风模块为mems麦克风传感器。
18.作为优选方案，所述陀螺仪加速度计为整合了mems陀螺仪和mems加速度计的六轴或多轴传感器。
19.相比于现有技术，本实用新型实施例具有如下有益效果：
20.本实用新型的技术方案通过实验动物佩戴的行为监测装置中的陀螺仪加速度计，来对实验动物具体的行为活动进行监测，能够实现多角度对实验动物的微行为进行监测，同时多个行为监控装置可以监控多个实验动物，并通过无线传输模块实现数据的传输，有效地对实验动物的微行为进行长时间实时准确的监测。
21.进一步地，本实用新型通过tof模块、光学心率血压模块或麦克风模块中的几个或全部，来分别对实验动物的生理数据、具体行为活动或声音数据进行监测，能够提供丰富的实验动物的行为数据，能够多角度对实验动物的微行为进行监测。
附图说明
22.图1：为本实用新型实施例所提供的一种实验动物的监测系统的结构图；
23.图2：为本实用新型实施例所提供的一种实验动物的监测系统中包括tof 模块和光学心率血压模块的行为监测装置结构图；
24.图3：为本实用新型实施例所提供的一种实验动物的监测系统中包括麦克风模块的行为监测装置结构图；
25.图4：为本实用新型实施例所提供的一种实验动物的监测系统中包括光学心率血压模块和麦克风模块的行为监测装置结构图。
26.其中，说明书附图的附图标记如下：
27.数据处理装置01、终端设备011、无线接收模块012；
28.行为监测装置02、微控制单元021、光学心率血压模块022、麦克风模块 023、陀螺仪加速度计024、无线传输模块025、电源模块026、存储模块027、 tof测距模块028。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.请参照图1，其为本实用新型实施例提供的一种实验动物的监测系统，包括：数据处理装置01和多个行为监测装置02；其中，每个所述行为监测装置 02均佩戴于实验动物的躯干、头部或颈部。
31.需要说明的是，实验动物佩戴行为监测装置02的具体位置，可根据实际待监测的实验动物生理构造以及监测需求来确定，不同的实验动物物种的外形、大小均不一致，使得实验动物佩戴行为监测装置02的方式与位置也均不相同。行为监测装置02的具体数量也根据实际监测需求来确定，优选地，每个实验动物均佩戴有一个行为监测装置02，从而可以监测多个实验动物的生理数据和行为数据。
32.每个所述行为监测装置02均包括微控制单元021，以及与所述微控制单元021分别连接的陀螺仪加速度计024、和无线传输模块025。
33.作为本实施例的一种优选方案，请参阅图1，每个所述行为监测装置02还包括tof模块028、光学心率血压模块022和麦克风023模块；其中，所述tof 模块028、所述光学心率血压模块022和所述麦克风023模块分别与所述微控制单元021连接。
34.作为本实施例的另一种优选方案，请参阅图2，每个所述行为监测装置02 还包括tof模块028和光学心率血压模块022；其中，所述tof模块028和所述光学心率血压模块022分别与所述微控制单元021连接。
35.作为本实施例的另一种优选方案，请参阅图3，每个所述行为监测装置02 还包括麦克风023模块；其中，所述麦克风模块023与所述微控制单元021连接。
36.作为本实施例的另一种优选方案，请参阅图4，每个所述行为监测装置02 还包括光学心率血压模块022和麦克风模块023；其中，所述光学心率血压模块022和所述麦克风模块023分别与所述微控制单元021连接。
37.需要说明的是，在对不同的实验动物进行监测时，由于所需要的检测数据不同，以及不同实验动物所具有不同的生理或行为特征，本领域技术人员能够直接采用本实施例中的图1、图2、图3或图4的方案使实验动物佩戴行为监测装置02，来实现对实验动物的监测。
38.作为本实施例的一种优选方案，所述tof测距模块028为memstof测距传感器。
39.作为本实施例的一种优选方案，所述麦克风模块023为mems麦克风传感器。
40.作为本实施例的一种优选方案，所述陀螺仪加速度计024为整合了mems 陀螺仪和mems加速度计的六轴或多轴传感器。
41.具体地，在本实施例中，光学心率血压模块022用于对佩戴了行为监测装置02的实验动物的心率与血压进行测量；麦克风模块023用于对实验动物的声音数据进行实时记录；陀螺仪加速度计024和tof测距模块028用于对实验动物的动作，陀螺仪加速度计024用于监测实验动物在分别在三个维度，即x、y、 z三轴上的变化和变化速度，从而实时监测实验动物的运动变化和变化快慢，优选地，陀螺仪加速度计024使用毫秒级别的高频率数据收集与监测，tof测距模块028用于对实验动物周围的物体进行测距；无线传输模块025用于将行为
监测装置02的数据通过无线网络通信的方式传输至数据处理装置01。
42.需要说明的是，为了使行为监测装置02不影响实验动物的正常生理活动，需要对行为监测装置02的整体结构进行缩小，避免过大的行为监测装置02影响实验动物的正常生理活动，导致监测的各项数据不准确，因此在本实施例中，麦克风模块023、陀螺仪加速度计024、tof测距模块028均为微机电系统，封装了memstof测距传感器、mems麦克风传感器与mems陀螺仪和mems加速度计整合的六轴传感器的行为监测装置02的整体结构较小，能满足绝大部分实验动物的监测需求。
43.作为本实施例的一种优选方案，所述行为监测装置02还包括：存储模块 027和电源模块026；所述微控制单元021分别还与所述存储模块027和所述电源模块026相连接；所述电源模块026为有线充电电池或无线充电电池。
44.需要说明的是，存储模块用于对光学心率血压模块022、麦克风模块023 和陀螺仪加速度计024所监测的数据进行存储，避免无线传输模块025中的出现无线网络通信失败的情况，导致监测数据的丢失；电源模块026用于对行为监测装置02进行供电，电源模块026可通过有线或无线的方式进行供电。
45.所述数据处理装置01包括无线接收模块012，所述无线接收模块012通过无线网络通信与各所述无线传输模块025相连。
46.作为本实施例的一种优选方案，所述数据处理装置01还包括：终端设备 011；所述终端设备011与所述无线接收模块012相连接。
47.作为本实施例的一种优选方案，所述终端设备011为计算机。
48.需要说明的是，无线接收模块012用于接收各无线传输模块025传输的监测数据，终端设备011用于对行为监测装置的监测数据进行处理，通过现有的计算机专业数据的处理软件，包括但不限于anilab、matlab、labscribe分析软件等实验动物的数据处理软件，以此来实现对实验动物的生理与动作行为进行监测。
49.本实用新型的改进点在于，提供一种实验动物的监测系统，实施本实用新型的实施例，具有如下效果：
50.本实用新型的实施例能够通过实验动物佩戴的行为监测装置中的光学心率血压模块，来监测实验动物的生理数据，并通过陀螺仪加速度计、麦克风模块和tof测距模块，来对实验动物具体的行为活动和声音数据进行监测，能够实现多角度对实验动物的微行为进行监测，同时多个行为监控装置可以监控多个实验动物，能够提供丰富的实验动物的行为数据，并通过无线传输模块实现数据的传输，有效地对实验动物的微行为和生理进行长时间实时监测，并通过微机电系统的memstof测距传感器、mems麦克风传感器与整合了mems陀螺仪和 mems加速度计的六轴或多轴传感器，能够避免过大的行为监测装置影响实验动物的正常生理活动，导致监测数据不准确。
51.以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。