CN101849512A - 动物个体信息监测及无线传输的方法 - Google Patents

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胡肄农
史军伟
史志锋
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白云峰
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Abstract

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***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***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。

Description

动物个体信息监测及无线传输的方法
一、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***与传感器结合的动物信息监测及无线传输的方法。
二、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***，已经应用了近30年，21世纪以来，电子标识***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***，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***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***，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***中，提供给工作人员查看。但均为独立设计的封闭***，如用户想同时使用多个***，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。
三、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***与传感器***的结合，使传感器***的数据以与动物电子标识信息类似的方式，通过射频识别***进行传输，从而达成动物信息监测***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***与传感器结合的动物信息监测及无线传输***，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***阅读器单元，构成完整的射频识别***。
所述应答器——传感器单元，将射频识别***的应答器与传感器***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——传感器单元交换数据，取出应答器——传感器单元的数据，上传到信息***，并根据信息***的指令，对应答器——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——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***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***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。
四、附图说明
图1是本发明的技术方案图
图2是本发明优选实施例的电路原理图
五、具体实施方式
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***与传感器结合的动物个体信息检测及无线传输***，包括至少一个应答器——传感器单元100，及一个射频识别***阅读器单元200。应答器——传感器单元，将射频识别***的应答器110与传感器***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DCO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。

Claims (4)

1.一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***阅读器单元，构成完整的射频识别***。其特征在于将射频识别***与传感器***相结合，使传感器***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***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***的应答器与传感器***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。
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