CN106210107A - 动物体温采集方法和*** - Google Patents

动物体温采集方法和*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种动物体温采集方法和***。动物体温采集方法中，采集器集群中的各个采集器采用相同的第一集群通信频段和相同的第一传输周期集中器发送注册请求，同时，动物体温数据由所述已注册的采集器标识对应的采集器在发送所述采集器注册请求后按照所述第一传输周期发送，也就是集中器通过分频、分时采集多个采集器的动物体温数据，集中器可以采集多个采集器的动物体温数据，实现了对牲畜和动物体温的实时采集，并适用于大规模动物的生长过程中体温的采集，在数据采集过程中，数据传输可靠且低功耗传输，节约了成本。

Description

动物体温采集方法和***
技术领域
本发明涉及动物体温采集技术领域，特别是涉及动物体温采集方法和***。
背景技术
体温特征是牲畜和动物的一个重要的生理指标，体温异常是牲畜和动物生理机能被扰乱和疾病到来的重要标志。目前的水银、电子、红外体温表和测量方法传统落后，仍然需要人工操作和人工记录，无法实现对动物体温的实时采集。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种可以对动物体温进行实时采集的动物体温采集方法和***。
一种动物体温采集方法，包括：
集中器接收采集器集群中各个采集器在同一传输周期内依次发送的采集器注册请求；其中，所述采集器集群中的各个采集器采用相同的第一集群通信频段和相同的第一传输周期，所述采集器用于采集动物的体温数据；
集中器记录所述采集器注册请求中携带的采集器标识为已注册的采集器标识；
集中器接收所述已注册的采集器标识对应的采集器发送的动物体温数据；其中，所述动物体温数据由所述已注册的采集器标识对应的采集器在发送所述采集器注册请求后按照所述第一传输周期发送。
在其中一个实施例中，所述集中器为多个，各个集中器对应的各个采集器集群中的第一集群通信频段不同。
在其中一个实施例中，在第一预设通信频段范围内，形成多段所述第一集群通信频段，其中，所述第一集群通信频段的数量与所述集中器数量相等。
在其中一个实施例中，所述动物体温数据以测量温度值与预设温度平均值之差的形式传输。
在其中一个实施例中，还包括：
集中器存储所述已注册的采集器标识对应的采集器发送的动物体温数据；
集中器将存储的所述动物体温数据分频传输至网关；
网关将所述动物体温数据通过网络传输至服务器。
在其中一个实施例中，所述集中器将存储的所述动物体温数据分频传输至网关的步骤包括：
集中器集群中的各个集中器经第二集群通信频段发送集中器注册请求至所述网关；其中，所述集中器集群中的各个集中器采用相同的第二集群通信频段；
网关应答携带集中器标识的所述集中器注册请求，并建立与所述集中器集群中的各个集中器的对应路由表；
集中器集群中的各个集中器接收时间同步命令，并将存储的所述动物体温数据周期性的发送至网关。
在其中一个实施例中，所述集中器集群中的各个集中器接收时间同步命令，并将存储的所述动物体温数据周期性的发送至网关的步骤包括：
网关设置当前标准时钟，并定时向集中器集群中的集中器发送时间同步命令；
集中器接收所述时间同步命令，使所述集中器与网关的时间同步；
集中器将存储的所述动物体温数据周期性的发送至网关。
在其中一个实施例中，所述网关为多个，各个网关对应的各个集中器集群中的第二集群通信频段不同。
在第二预设通信频段范围内，形成多段所述第二集群通信频段，其中，所述集中集群通信频段的数量与所述网关的数量相等。
此外，还提供一种动物体温采集***，包括多个采集器、集中器、网关和服务器；
多个所述采集器穿戴在被测动物上用于采集被测动物体温数据；
集中器包括第一射频模块和第二射频模块；所述第一射频模块与对应的采集器集群通过第一集群通信频段对动物体温数据进行无线传输；
所述集中器通过所述第二射频模块与对应的网关对动物体温数据进行无线传输；
服务器通过网络将网关中动物体温数据的进行分析和管理。
在其中一个实施例中，所述集中器的数量为多个，所述网关的数量为多个；
所述网关与所述集中器集群一一对应；
各个所述网关与对应的所述集中器集群中的集中器通过所述第二集群通讯频段进行通讯；
各个集中器对应的各个采集器集群中的第一集群通信频段不同；
各个网关对应的各个集中器集群中的第二集群通信频段不同。
上述动物体温采集方法，采集器集群中的各个采集器采用相同的第一集群通信频段和相同的第一传输周期集中器发送注册请求，同时，动物体温数据由所述已注册的采集器标识对应的采集器在发送所述采集器注册请求后按照所述第一传输周期发送，也就是集中器通过分频、分时采集多个采集器的动物体温数据，集中器可以采集多个采集器的动物体温数据，实现了对牲畜和动物体温的实时采集，并适用于大规模动物的生长过程中体温的采集，在数据采集过程中，数据传输可靠且低功耗传输，节约了成本。
附图说明
图1为动物体温采集方法的流程示意图；
图2为一实施例中动物体温采集方法流程图；
图3为集中器将存储的动物体温数据分频传输至网关的具体流程图；
图4为动物体温采集***结构框架图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示的为动物体温采集方法的流程示意图，动物体温采集方法包括如下几个步骤：
S110：集中器接收采集器集群中用于采集动物体温数据的各个采集器在同一传输周期内依次发送的采集器注册请求；其中，采集器集群中的各个采集器采用相同的第一集群通信频段和相同的传输周期。
采集器穿戴在被测动物的耳朵上，并用将采集器的采集探头放置在被测动物的耳道中，用于采集被测动物耳道的温度。多个采集器可以将与一个集中器进行无线通讯，并将与同一个集中器进行无线通讯的多个采集器称之为集中器集群。集中器接收采集器集群中各个采集器在同一传输周期内依次发送的采集器注册请求。假设，采集器集群中采集器的数量为N1，其采集器向集中器传输数据的传输周期为T，则在同一传输周期T内，集中器接收N1个采集器依次发送的采集器注册请求。采集器注册请求中携带有采集器标识、数据传输周期、通信频段等信息。同一个采集器集群中的各个采集器的传输周期也相同，均为传输周期T，采集器向集中器传输动物体温数据的传输周期也为T。
在本实施例中，采集器的数量为256个，其传输周期为16分钟，也即，需要在16分钟内，集中器接收256个采集器依次发送的采集器注册请求。在其他实施例中，其采集器的数量为小于256的任意值，其传输周期还可以为4分钟、8分钟或其他数值，其采集器的数量、传输周期都可以根据实际需要测体温的动物数量来设定，并不限于此数据。
同一个采集器集群中的各个采集器采用相同的第一集群通信频段与集中器进行无线通讯。在一实施例中，集中器的数量为多个，其数量为N2，一个集中器对应一个采集器集群，多个集中器即对应多个采集器集群，且各个集中器对应的各个采集器集群中的第一集群通信频段不同。第一集群通信频段是第一预设通信频段范围中的一部分，也就是，在第一预设通信频段范围内，形成了多段第一集群通信频段，其中，第一集群通信频段的数量与集中器的数量相等。
在本实施例中，第一预设通信频段范围为410-470MHz，预设通信频段范围内的各第一集群通信频段彼此相邻。集中器的数量N2为256个，即可将预设通信频段410-470MHz，划分为256个第一集群通信频段，其中，每个第一集群通信频段彼此相邻，且每个第一集群通信频段的带宽也相等，均为0.1MHz。在其他实施例中，第一预设通信频段范围还可以为小于1GHz的其他频率范围，集中器的数量N2也可以为小于256的任意值，同时，其每个第一集群通信频段是否彼此相邻、带宽是否相等均可以根据实际需求来设定，并不限于本实施例中的设定大小。
S120：集中器记录采集器注册请求中携带的采集器标识为已注册的采集器标识。
采集器持续发送采集器注册请求给集中器，直到在集中器中显示了采集器注册请求中携带的采集器标识，则表明该采集器注册成功。采集器与集中器之间采用单工通讯的方式，采集器单方向发送采集器注册信息给集中器，而不用接收来自集中器注册请求的反馈信息，大大降低了了采集器的功耗，使其采集器的使用时间长。同时，集中器记录采集器标识，并将采集器标识认定为已注册的采集器标识。
其中，采集器注册请求中携带有采集器标识、数据传输周期、通信频段等信息。采集器注册请求以物理帧格式发送给集中器，如图表1所示的为采集器注册请求中所携带的物理帧格式：
前导码 同步码 源地址 报文类型 数据域
Pre Sync SrcID Type Payload
5B 3B 3B 1B nB
其中，前导码Pre表示物理帧的第一字段，以唤醒接收方，长度为五个字节(0x55)；同步码Sync表示一帧信息的开始，用于进行帧同步，长度为三个字节(0xAA、0xD4或0x2A)；源地址表示采集器标识PID，长度为三个字节，最高字节表示生产批号0x00～0xff(对应1～256)，后两个字节采集器序号0x0000～0xffff(对应1～65536)；报文类型表示数据域数据的类型，如：采集器注册、传输周期、设备状态、电池低压、设备故障等等；数据域用两个字节表示，高位字节表示小数点前的数字，低位字节表示小数点后的数字。
S130：集中器接收已注册的采集器标识对应的采集器发送的动物体温数据；其中，动物体温数据由已注册的采集器标识对应的采集器在发送采集器注册请求后按照传输周期发送。
采集器注册成功后，在发送采集器注册请求后按照传输周期T发送采集器采集的动物温度数据给集中器，该传输周期与上述提及同一传输周期内依次发送的采集器注册请求中的同一传输周期相同。在本实施例中，传输周期均为16分钟，各个采集器依次注册成功后，并依次按照传输周期T(16分钟)分别发送动物体温数据给集中器。其中，动物体温数据以测量温度值与预设温度平均值之差的形式传输。在本实施例中，该采集器用于采集猪的体温，其猪的体温范围为36.0～43.0℃，其动物体体温数据必须精确至0.1℃，预设温度平均值为39.5℃。在动物体温数据传输过程中，若实际测得的温度值为t，其实际传输的数据为|t-39.5℃|，通过此种形式传输，减小了需要传输的数据，降低了功耗，其传输速度快、效率高。在其他实施例中，其预设温度平均值可以根据不同的被测动物的种类进行设定。
集中器接收已注册的采集器标识对应的采集器发送的动物体温数据，并且通过计算，使其还原至被测动物的实际动物体温。而且，集中器还可以接收和处理采集器发送的删除采集器标识、新增采集器标识的信息，实现采集器的删除、衔接、新增。
上述动物体温采集方法，采集器集群中的各个采集器采用相同的第一集群通信频段和相同的第一传输周期集中器发送注册请求，同时，动物体温数据由所述已注册的采集器标识对应的采集器在发送所述采集器注册请求后按照所述第一传输周期发送，也就是集中器通过分频、分时采集多个采集器的动物体温数据，集中器可以采集多个采集器的动物体温数据，实现了对牲畜和动物体温的实时连续采集，适用于大规模动物的生长过程中体温的采集，在数据采集过程中，数据传输可靠且低功耗传输，节约了成本。
在一实施例中，如图2所示的为一实施例中动物体温采集方法流程图，动物体温采集方法还包括：
S140：集中器存储已注册的采集器标识对应的采集器发送的动物体温数据。
集中器对应存储采集器集群中已注册的采集器标识对应的采集器发送的动物体温数据，并在集中器中建立体温-采集时间-采集器标识的三维数据库。一个集中器中，可以存储256个采集器一至两年的体温-采集时间-采集器标识的三维数据。
S150：集中器将存储的动物体温数据分频传输至网关。
参看图3，集中器将存储的动物体温数据(三维数据库)分频传输至网关的具体步骤包括：
S151：集中器集群中的各个集中器经第二集群通信频段发送集中器注册请求至网关；其中，集中器集群中的各个集中器采用相同的第二集群通信频段。
网关开始广播，各集中器集群中的各个集中器接收网关广播并应答，同时经第二集群通信频段发送集中器注册请求至网关。在一实施例中，网关的数量为多个，其数量为N3，一个网关对应一个集中器集群，多个网关即对应多个集中器集群，且各个网关对应的各个集中器集群中的第二集群通信频段不同。各个网关对应的各个集中器集群中的第二集群通信频段不同。第二集群通信频段是第二预设通信频段范围中的一部分，也就是，在第二预设通信频段范围内，形成了多段第二集群通信频段，其中，第二集群通信频段的数量与网关的数量相等。
在本实施例中，第二预设通信频段范围为480-4510MHz，预设通信频段范围内的各第一集群通信频段彼此相邻。网关的数量N3为8个，即可将第二预设通信频段480-4510MHz，划分为8个第二集群通信频段，其中，每个第二集群通信频段彼此相邻，且每个第二集群通信频段的带宽也相等，均为2MHz。在其他实施例中，第二预设通信频段范围与第一预设通信频段范围不重叠，且为小于1GHz的其他频率范围，集中器的数量N3也可以为小于8的任意值，同时，其每个第二集群通信频段是否彼此相邻、带宽是否相等均可以根据实际需求来设定，并不限于本实施例中的设定大小。其中，8台网关可以同时工作，其中一台网关作为主网关通过网络与服务器进行通讯，其他网关作为从网关与主网关通讯，主网关与从网关之间选择通讯介质，其通讯介质可以Sub-1G射频通讯、GPRS通讯或以太网通讯，在本实施例中，选用Sub-1G射频通讯，主网关具有管理从网管的功能。
S153：网关应答集中器注册请求，并建立与集中器集群中的各个集中器的对应路由表。
网关应答集中器集群中各个集中器的携带集中器标识的集中器注册请求，并获取各个集中器中的集中器标识和第二集群通信频段，并建立与集中器集群中的各个集中器的对应路由表。网关的数量为多个，则建立主网关/从网关-集中器路由表，并设置主网关的跳频工作模式，从网关为固定频率工作模式。
S155：集中器集群中的各个集中器接收时间同步命令，并将存储的所述动物体温数据周期性的发送至网关。
网关设置当前标准时钟，其当前标准时钟为当前网络时间，并向各个集中器发送时间同步命令；集中器接收时间同步命令，使集中器与网关的时间同步。当集中器与网关的时间同步后，其集中器将存储的动物体温数据周期性的发送至网关，其中，动物温度数据为温度-采集时间-采集器标识的三维数据。
S160：网关将所述动物体温数据通过网络传输至服务器。
网关也周期性的接收各个集中器的动物温度数据，同时，并每日零时零分向集中器发送时间同步命令，使集中器与网关的时间同步。若网关的数量为多个，则主网关以调频的方式点名，使从网关与主管网进行通讯，其从网关中的数据批量发送至主网关，最后由主网关将所有动物体温数据通过网络传输至服务器。用户可以通过智能终端与服务器进行数据传输，将服务器分析和管理后的体温数据显示在智能终端，方便用户使用。
上述动物体温采集方法，最多可以对65536个采集器的动物体温数据进行采集、传输，适用于大规模动物的生长过程中对体温的采集，其智能化的管理模式，节省了大量的人力物力，节约了成本，提高了饲养效率。通过建立了采集器-集中器-网关-服务器多级分布式的动物体温采集方式，其数据传输可靠、微功耗、成本低、易使用。同时，在动物体温采集过程中，用户根据实际应用选择合适采集方法。
如图4所示的为动物体温采集***结构框架图，动物体温采集***包括多个采集器10、集中器20、网关30和服务器40。
多个采集器10穿戴在被测动物上用于采集被测动物体温数据。集中器20包括第一射频模块(图中未示)和第二射频模块(图中未示)；第一射频模块与对应的采集器集群通过第一集群通信频段对动物体温数据进行无线传输。
集中器20通过第二射频模块与对应的网关30对动物体温数据进行无线传输。其中，集中器20的数量为多个，网关30的数量也为多个；且网关30与集中器集群一一对应。在本实施例中，网关的数量为8个，一个网关对应32个集中器20，一个集中器对用256个采集器10。各个网关30与对应的集中器集群中的集中器20通过第二集群通讯频段进行通讯。各个集中器20对应的各个采集器集群中的第一集群通信频段不同；各个网关30对应的各个集中器集群中的第二集群通信频段不同，且第一集群通信频段与第二集群通信频段不重叠。
服务器40通过网络将网关30中动物体温数据的进行分析和管理。
动物体温采集***还包括智能终端50，智能终端50与服务器40进行无线通讯，并将服务器40分析和管理后的体温数据在智能终端50显示。
上述动物体温采集***中，包括多个采集器10、多个集中器20、多个网关30、服务器40、智能终端50。其采集器10穿戴在动物身上，每个集中器20实时接收多达256个采集器10发送的数据，每个网关30可同时接收32个集中器20发送的数据，该***最多对65536个采集器10的数据进行采集，适用于大规模动物的生长过程中体温的采集，其智能化的管理模式，节省了大量的人力物力，节约了成本，提高了饲养效率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种动物体温采集方法，其特征在于，包括：
集中器接收采集器集群中各个采集器在同一传输周期内依次发送的采集器注册请求；其中，所述采集器集群中的各个采集器采用相同的第一集群通信频段和相同的第一传输周期，所述采集器用于采集动物的体温数据；
集中器记录所述采集器注册请求中携带的采集器标识为已注册的采集器标识；
集中器接收所述已注册的采集器标识对应的采集器发送的动物体温数据；其中，所述动物体温数据由所述已注册的采集器标识对应的采集器在发送所述采集器注册请求后按照所述第一传输周期发送。
2.根据权利要求1所述的动物体温采集方法，其特征在于，所述集中器为多个，各个集中器对应的各个采集器集群中的第一集群通信频段不同。
3.根据权利要求2所述的动物体温采集方法，其特征在于，在第一预设通信频段范围内，形成多段所述第一集群通信频段，其中，所述第一集群通信频段的数量与所述集中器数量相等。
4.根据权利要求1所述的动物体温采集方法，其特征在于，所述动物体温数据以测量温度值与预设温度平均值之差的形式传输。
5.根据权利要求2所述的动物体温采集方法，其特征在于，还包括：
集中器存储所述已注册的采集器标识对应的采集器发送的动物体温数据；
集中器将存储的所述动物体温数据分频传输至网关；
网关将所述动物体温数据通过网络传输至服务器。
6.根据权利要求5所述的动物体温采集方法，其特征在于，所述集中器将存储的所述动物体温数据分频传输至网关的步骤包括：
集中器集群中的各个集中器经第二集群通信频段发送集中器注册请求至所述网关；其中，所述集中器集群中的各个集中器采用相同的第二集群通信频段；
网关应答携带集中器标识的所述集中器注册请求，并建立与所述集中器集群中的各个集中器的对应路由表；
集中器集群中的各个集中器接收时间同步命令，并将存储的所述动物体温数据周期性的发送至网关。
7.根据权利要求6所述的动物体温采集方法，其特征在于，所述集中器集群中的各个集中器接收时间同步命令，并将存储的所述动物体温数据周期性的发送至网关的步骤包括：
网关设置当前标准时钟，并定时向集中器集群中的集中器发送时间同步命令；
集中器接收所述时间同步命令，使所述集中器与网关的时间同步；
集中器将存储的所述动物体温数据周期性的发送至网关。
8.根据权利要求7所述的动物体温采集方法，其特征在于，所述网关为多个，各个网关对应的各个集中器集群中的第二集群通信频段不同。
在第二预设通信频段范围内，形成多段所述第二集群通信频段，其中，所述集中集群通信频段的数量与所述网关的数量相等。
9.一种动物体温采集***，其特征在于，包括多个采集器、集中器、网关和服务器；
多个所述采集器穿戴在被测动物上用于采集被测动物体温数据；
集中器包括第一射频模块和第二射频模块；所述第一射频模块与对应的采集器集群通过第一集群通信频段对动物体温数据进行无线传输；
所述集中器通过所述第二射频模块与对应的网关对动物体温数据进行无线传输；
服务器通过网络将网关中动物体温数据的进行分析和管理。
10.根据权利要求9所述的动物体温采集***，其特征在于，所述集中器的数量为多个，所述网关的数量为多个；
所述网关与所述集中器集群一一对应；
各个所述网关与对应的所述集中器集群中的集中器通过所述第二集群通讯频段进行通讯；
各个集中器对应的各个采集器集群中的第一集群通信频段不同；
各个网关对应的各个集中器集群中的第二集群通信频段不同。
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