一种用于农村牲畜饲养的电子跟踪器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于电子技术领域，具体为一种用于农村牲畜饲养的电子跟踪器。
【背景技术】
[0002] 现有对目标进行跟踪的技术主要采用摄像头，通过计算机控制信号对摄像头进行 多方位调节，这种方法通用性比较强，安装也比较简单，这种技术的局限性在于它只能在视 距的范围内跟踪目标，对于有遮挡的环境它将失去作用；另一种对目标进行跟踪的方法是 使用GPS技术，该技术能够准确对目标进行定位，但是这种技术实现成本非常高，在农村饲 养系统中使用不现实；两种技术还存在一个共同的缺点，它们不能根据现场地理环境的变 化灵活的改变它们的安装位置。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的为提供一种用于农村牲畜饲养的电子跟踪器，它可以应用于农 村大型家畜饲养基地，对饲养的家畜进行智能化管理，实时动态的获取家畜的状态信息，提 高牲畜饲养效率，促进牲畜饲养业发展。
[0004] 为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于农村牲畜饲养的电 子跟踪器，它包括无线数据采集模块（1)、节点模块（2)、无线数据显示模块（3)，所述无线 数据采集模块（1)中设置有加速度传感器、温度传感器、心跳传感器、ZIGBEE射频模块、蓄 电池与STM32处理器连接；所述节点模块（2)中设置有蓄电池、ZIGBEE射频模块与STM32 处理器连接；所述无线数据显示模块（3)中设置有液晶显示模块、报警器、USB接口、电源、 ZIGBEE射频模块与STM32处理器连接。
[0005] 进一步的，所述无线数据采集模块（1)外形设置为圆环状。
[0006] 进一步的，所述节点模块（2)不少于3个。
[0007] 进一步的，所述USB接口连接有计算机。
[0008] 本实用新型有益效果：
[0009] 1、将无线传感技术应用于牲畜的饲养中。
[0010] 2、使用加速度传感器对牲畜的位置和运动状况进行判断分析，可监控牲畜的安全 情况。
[0011] 3、使用温度传感器对牲畜的体温进行动态的检测，可监控牲畜的健康状况。
[0012] 4、使用心率传感器对牲畜的心跳进行动态的检测，可判断牲畜的安全状况。
[0013] 5、本实用新型耗能小，成本低，结构简单，体积小，范围大，监控无死角，不受地理 环境影响，使用灵活，可靠安全，可促进牲畜饲养业发展。
【附图说明】
[0014] 图1为本实用新型的整体框架连接示意图。
[0015] 图2为本实用新型中无线数据采集模块1运行流程图。
[0016] 图3为本实用新型中无线数据显示模块2运行流程图。
[0017] 图4为本实用新型的布置示意图。
[0018] 图5为本实用新型中为确定牲畜位置的计算方法示意图。
[0019] 图中所示数字标注表示为：1、无线数据采集模块，2、节点模块，3、无线数据显示模 块。
【具体实施方式】
[0020] 为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实 用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围 有任何的限制作用。
[0021] 如图1-图5所示，本实用新型的结构连接关系为：一种用于农村牲畜饲养的电子 跟踪器，它包括无线数据采集模块1、节点模块2、无线数据显示模块3,所述无线数据采集 模块1中设置有加速度传感器、温度传感器、心跳传感器、ZIGBEE射频模块、蓄电池与STM32 处理器连接；所述节点模块2中设置有蓄电池、ZIGBEE射频模块与STM32处理器连接；所述 无线数据显示模块3中设置有液晶显示模块、报警器、USB接口、电源、ZIGBEE射频模块与 STM32处理器连接。
[0022] 优选的，所述无线数据采集模块1外形设置为圆环状。
[0023] 优选的，所述节点模块2不少于3个。
[0024] 优选的，所述USB接口连接有计算机。
[0025] 本牲畜饲养电子跟踪器主要实现对牲畜在牧场中位置进行定位，对牲畜的体温进 行无线测量以及对它们的运动情况进行掌握。主要设备包含两个部分，一个是系在牲畜脖 子上的无线数据采集模块1，另一个是供给饲养员使用的无线数据显示模块3,还有一个就 是固定设置在牧场中的节点模块2。
[0026] 无线数据采集模块1主要实现对牲畜体温的测量，心率的检测，通过加速度传感 器获得牲畜的运动状态，通过在牧场的各个位置布置多个无线节点获得牲畜的位置信息， 模块的具体设计框图如图1所示。
[0027] 温度传感器能够检测出牲畜的体温，心率传感器能够检测出牲畜的心率，STM32 将采集到的温度值与心率值经过一定的时间通过ZIGBEE模块发送出去。加速度传感器能 够将牲畜的运动状态(是爬坡还是下坡）检测出来，牧场内的多个无线传感器子节点与牲畜 脖子上的无线数据采集模块1相互通信，通过无线信号强度的方法分别计算这几个节点到 牲畜位置的距离，然后将这些距离值传送给饲养员手中的无线数据显示模块3,根据这些数 据信息计算牲畜的位置坐标，确定牲畜的大致范围。
[0028] ZIGBEE技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低成本、可靠、网络容量大、安全的 双向无线通讯技术。主要用于功耗低的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期 性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。本发明提出的方法是在农村的牲畜饲 养场地中使用无线ZIGBEE技术对牧场中的牲畜实现定位，对该牧场区域半径为100米范围 的牲畜进行跟踪，对牲畜的养殖情况进行监控。牧场控制中心可布置一个无线传感器显示 模块，牧场内事先布置多个无线数据采集模块，将牲畜饲养在带围栏的牧场中，在牲畜的脖 子上拴上无线数据采集模块。当牲畜在牧场内活动时，牲畜的位置信息能够通过布置在牧 场中心的无线数据采集模块传送到牧场控制中心的无线传感器显示模块，饲养员能够根据 牲畜的位置信息，判断牲畜的病死、生长以及安全情况，根据这些信息能够及时的对牲畜进 行阉割或者打预防针的操作。
[0029] 无线数据显示模块2主要接受来自无线数据采集模块1的数据，对收到的温度数 据与心率数据进行判断，如果某个编号的温度或心率数据超过一定范围，则判断某个牲畜 的体温异常或者心跳异常，将数据在液晶屏上显示，同时启动报警设备，引起饲养员的警惕 性。根据无线数据采集模块1发送过来的距离信息能够判断某个编号的牲畜位于哪个位置 上，结合加速度传感器的数据，可以断定该牲畜是处于静止状态还是运动状态以及运动的 大概方向。该无线数据显示模块3也可与计算机相连接，将接收的数据传输到计算机上保 存下来，也可以通过计算机向无线数据显示模块写入数据，主要是某些牲畜的正常体温与 心跳数据。
[0030] 无线数据采集模块1工作流程图如图2所示，该模块接收来自周围节点的信号强 度值，根据这些数据计算无线数据采集模块1与周围节点的距离，通过温度传感器采集牲 畜的温度，心率传感器采集牲畜的心率，同时获取加速度传感器的数据，将这几个数据压缩 打包加上编号一起发送出去。无线数据显示模块3工作流程如图3所示，该模块首先接收 来自无线数据采集模块1的数据，然后判断牲畜的体温值有没有超过指定范围，心跳值有 没有超过指定范围，如果超出范围则报警，否则根据取出预存的节点位置信息与接收的距 离信息对无线数据模块进行定位，最后根据加速度传感器判断牲畜运动状态，所有信息在 液晶显示屏上显示。
[0031] 传感器子节点的框图和无线数据采集模块1相同，它们是在各个地方起定位作用 的定位的原理根据三点定位的方法进行，在土猪周围只要有三个信标节点与移动节点进行 通信，则可以通过计算得出土猪的位置信息。具体算法见图5 :三点定位算法示意图设3个 信标节点的坐标为A (XwyaXB(Xyyb)X(Xc^ye), 土猪所处位置的节点为O (x，y),该点到 A、B、C，3个信标节点的距离分别为da、db、d。，则土猪的位置坐标可以通过以下公式计算出 来：扣=4, ^?)2+^*)2 +(F-Jf)2 =4?^ 求解以上这个三元一次方程可以求出野猪的坐标位置（x，Y)，因此，只要知道三个子节点， 就能够定位出牲畜的坐标位置。
[0032] 需要说明的是，在本文中，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖非排 他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括哪些要素，而 且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有 的要素。
[0033] 本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的 说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上所述仅是本实用新型的优选 实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰 或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未 经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护 范围。
【主权项】
1. 一种用于农村牲畜饲养的电子跟踪器，它包括无线数据采集模块（1)、节点模块 (2 )、无线数据显示模块（3 )，其特征在于，所述无线数据采集模块（1)中设置有加速度传感 器、温度传感器、屯、跳传感器、ZIGB邸射频模块、蓄电池与STM32处理器连接；所述节点模块 (2)中设置有蓄电池、ZIGB邸射频模块与STM32处理器连接；所述无线数据显示模块（3)中 设置有液晶显示模块、报警器、USB接口、电源、ZIGB邸射频模块与STM32处理器连接。
2. 根据权利要求1所述的一种用于农村牲畜饲养的电子跟踪器，其特征在于，所述无 线数据采集模块（1)外形设置为圆环状。
3. 根据权利要求1所述的一种用于农村牲畜饲养的电子跟踪器，其特征在于，所述节 点模块（2)不少于3个。
4. 根据权利要求1所述的一种用于农村牲畜饲养的电子跟踪器，其特征在于，所述USB 接口连接有计算机。
【专利摘要】本实用新型公布了一种用于农村牲畜饲养的电子跟踪器，它包括无线数据采集模块、节点模块、无线数据显示模块，所述无线数据采集模块中设置有加速度传感器、温度传感器、心跳传感器、ZIGBEE射频模块、蓄电池与STM32处理器连接；所述节点模块中设置有蓄电池、加速度传感器、ZIGBEE射频模块与STM32处理器连接；所述无线数据显示模块中设置有液晶显示模块、报警器、USB接口、电源、ZIGBEE射频模块与STM32处理器连接。它可以应用于农村大型家畜饲养基地，对饲养的家畜进行智能化管理，实时动态的获取家畜的状态信息，提高牲畜饲养效率，促进牲畜饲养业发展。
【IPC分类】A61B5-01, G01S5-10, A61B5-024
【公开号】CN204374406
【申请号】CN201520093932
【发明人】谭周文, 刘宏立, 成运, 莫宇平, 何伟民, 包志健
【申请人】谭周文, 湖南人文科技学院
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月10日