CN108540939B - 一种散养牲畜信息监测***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种散养牲畜信息监测***，包括若干个一一对应地固定设置在牲畜身上的移动标识装置、固定设置在散养区域的若干个固定标识装置和一个远端监控中心；移动标识装置包括无线通信模块和采用区块链技术的加密芯片；固定标识装置包括与无线通信模块无线连接的基站；远端监控中心包括与所有固定标识装置连接的终端设备。还公开一种散养牲畜信息监测***的监测方法，包括S1、在每个牲畜身上设置移动标识装置；S2、在散养区域内设置固定标识装置并启动；S3、将所有的牲畜散养在散养区域内，通过移动标识装置和固定标识装置的配合实现对牲畜的监测。本发明能够有效地确定散养牲畜的位置信息和生理信息，从而能够协助养殖户妥善管理牲畜。
Description
技术领域
本发明涉及养殖技术领域，具体的说是一种散养牲畜信息监测***及方法。
背景技术
目前，成熟应用的地理位置信息监控类设备主要是GPS，例如：利用GPS模块和GPRS模块实现个人跟踪定位以及动物的实时监控，利用电子地图软件和GPS模块实现车载卫星定位导航功能，然后一般的产品只是注重***的搭建而没有进一步考虑***的优化，在***可靠性、数据安全、后期增值服务等方面的研究不深入，因而产品的整体性不佳。
市场上大多数的监测装置需要将节点安装在被监测的牲畜身上，然后在监控子区域内安装位置固定的汇总节点，个体节点采集的动物信息汇聚到各个汇总节点，然后种汇总节点又将信息融合打包传递到保护区的监控中心。在监控中心利用数据库将种群信息存储起来，建立数据服务器，监控中心通过***软件可以查看动物的位置信息。
市场上大多数的监测节点的缺点：1、电池容量小，不能满足长时间监测；2、定位的装置阻抗不匹配，数据发送与接收容易被反射而影响监测信息的准确度。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种散养牲畜信息监测***及方法，能够有效地确定散养牲畜的位置信息和生理信息，从而能够协助养殖户妥善管理牲畜。
为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种散养牲畜信息监测***，包括若干个一一对应地固定设置在所述牲畜身上的移动标识装置、固定设置在散养区域的若干个固定标识装置和一个远端监控中心；所述移动标识装置包括固定设置在所述牲畜的耳标上的无线通信模块和采用区块链技术进行加密的加密芯片；所述固定标识装置包括与所述无线通信模块无线连接的基站；所述远端监控中心包括与所有所述固定标识装置连接的终端设备。
进一步地，所述耳标包括钉头、与所述钉头固定连接的钉杆、与所述钉杆可拆卸连接的钉尖和与所述钉杆可拆卸地固定连接的标识板，所述无线通信模块固定设置在所述标识板内。
进一步地，所述钉头内还固定设置有电池，所述钉杆设置为空心杆，所述钉尖设置为空心圆锥，所述钉杆内设置有接线端子，所述接线端子的一端与所述电池电连接，所述接线端子的另外一端伸入到所述钉尖内。
进一步地，所述钉尖的尾端一体连接有若干个插块，所述钉杆的远离所述钉头的一端上开设有若干个与所述插块一一对应的插槽，所述插块与所述插槽配合实现所述钉尖和所述钉杆的可拆卸连接。
进一步地，所述散养区域均匀划分为若干个正方形的区块，每个所述区块的中心处设置一个所述基站，每个所述基站的辐射圈的半径等于所述区块的对角线长度的一半。
进一步地，所述无线通信模块为蜂窝通信模块，所述蜂窝通信模块包含2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块和5G通信模块之中的任一种或多种的结合。
进一步地，所述加密芯片为Blocklet芯片。
一种散养牲畜信息监测***的监测方法，包括前期准备阶段和持续监测阶段；所述前期准备阶段包括步骤S1至S2；S1、在每个所述牲畜身上设置所述移动标识装置；S2、在所述散养区域内设置所述固定标识装置并启动；所述持续监测阶段包括步骤S3；S3、将所有的所述牲畜散养在所述散养区域内，通过所述移动标识装置和所述固定标识装置的配合实现对所述牲畜的监测。
进一步地，所述步骤S1的具体方法包括步骤S1.1至S1.5；S1.1、将所述钉杆和所述钉尖安装在一起；S1.2、将所述钉尖穿过所述牲畜的耳朵；S1.3、将所述钉尖取下，将所述接线端子暴露；S1.4、通过所述接线端子将所述无线通信模块和所述电池电连接；S1.5、将所述标识板与所述钉杆固定连接。
进一步地，所述步骤S2的具体方法包括步骤S2.1至S2.3；S2.1、将所述散养区域均匀划分成若干个正方形的区块，所有所述区块的大小均相等；S2.2、在每个所述区块的中心处设置一个所述固定标识装置，所有的所述固定标识装置均与所述终端设备连接；S2.3、调节所述固定标识装置的所述基站的发射功率，使所述基站的辐射圈的半径与所述区块的对角线长度的一半相等。
进一步地，所述步骤S3的具体方法包括步骤S3.1至S3.5；S3.1、所述固定标识装置的所述基站持续地发射匹配请求信号；S3.2、当所述牲畜移动到其中一个所述区块内时，该所述牲畜身上的所述移动标识装置的所述无线通信模块接收到该所述区块的所述基站发射出的所述匹配请求信号；S3.3、该所述牲畜身上的所述无线通信模块向该所述区块的所述基站反馈一个匹配应答信号；S3.4、该所述区块的所述固定标识装置向所述终端设备发送一个位置确认信号，所述位置确认信号包括该所述牲畜的编号和该所述固定标识装置的编号。
进一步地，所述步骤S3还包括：S3.4、当该所述牲畜移动到其他所述区块内并进行了匹配之后，该所述区块发送的所述位置确认信号自动失效。
本发明采用无线通信技术来确定牲畜的位置，无线通信技术能耗低、自组网速度快，而且成本低廉；本发明将移动标识装置与牲畜所必需的耳标相结合，无需额外给牲畜身上增加装置，能够有效避免对牲畜造成不适，而且安装在耳朵上的移动标识装置不容易被牲畜破坏；本发明将确认牲畜位置和发送牲畜位置的工作交给固定标识装置，而固定标识装置因为位置是不变的，所以可以采用有线供电的方式，因此电能供给更加充足，而电能供给受限的移动定位装置则减少了信号处理和发射的能量消耗，从而大大增加了移动标识装置的续航能力，避免频繁更换移动标识装置。
附图说明
图1是本发明的移动定位装置的整体结构示意图。
图2是本发明的耳标的整体结构剖视图。
图3是图2中A部分的放大图。
图4是本发明的固定标识装置的分布方式示意图。
附图标记：1-电源仓，2-钉头，3-钉杆，4-标识板，5-钉尖，6-电池，7-接线端子，8-区块，9-基站，10-辐射圈，11-插块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图4，图1是本发明的移动定位装置的整体结构示意图，图2是本发明的耳标的整体结构剖视图，图3是图2中A部分的放大图，图4是本发明的固定标识装置的分布方式示意图。
一种散养牲畜信息监测***，包括若干个一一对应地固定设置在牲畜身上的移动标识装置、固定设置在散养区域的若干个固定标识装置和一个远端监控中心。
移动标识装置包括固定设置在牲畜的耳标上的无线通信模块和采用区块链技术进行加密的加密芯片。其中，针对较大散养区域（如一平方公里及以上）时，无线通信模块优先采用蜂窝通信模块，蜂窝通信模块包含2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块和5G通信模块之中的任一种或多种的结合；针对较小散养区域（如一千平方米以内）时，无线通信模块优先采用非蜂窝通信模块，非蜂窝通信模块包含WiFi模块、蓝牙模块和ZigBee模块之中的任一种或多种的组合。其中，加密芯片优选但不局限于Blocklet芯片，通过区块链技术使每个移动标示装置都是独一无二的，即每个耳标都是独立点，每个独立点数据的防伪用区块链技术，提升数据的安全性。另外，当然移动标识装置还可以包括固定设置在牲畜的耳标上的无线定位模块，无线定位模块包含GLONASS模块、Galileo模块、GPS模块和北斗模块之中的任一种或多种的组合。
耳标包括钉头2、与钉头2固定连接的钉杆3、与钉杆3可拆卸连接的钉尖5和与钉杆3可拆卸地固定连接的标识板4，无线通信模块固定设置在标识板4内。钉头2内还固定设置有电池6，钉杆3设置为空心杆，钉尖5设置为空心圆锥，钉杆3内设置有接线端子7，接线端子7的一端与电池6电连接，接线端子7的另外一端伸入到钉尖5内。钉尖5的尾端一体连接有若干个插块11，钉杆3的远离钉头2的一端上开设有若干个与插块11一一对应的插槽，插块11与插槽配合实现钉尖5和钉杆3的可拆卸连接。
固定标识装置包括与无线通信模块无线连接的基站9。其中，固定标识装置还包括灯光杆、监控杆和电力杆之中的任一种或多种的组合。散养区域均匀划分为若干个正方形的区块8，每个区块8的中心处设置一个基站9，每个基站9的辐射圈10的半径等于区块8的对角线长度的一半。
远端监控中心包括与所有固定标识装置有线/无线连接的终端设备；其中，终端设备为计算机、手机或平板等，通过将监控数据传输给管理人员的终端设备，方便管理人员进行监控管理。
一种散养牲畜信息监测***的监测方法，包括前期准备阶段和持续监测阶段。
前期准备阶段包括步骤S1至S2。
S1、在每个牲畜身上设置移动标识装置，S1的具体方法包括步骤S1.1至S1.5。
S1.1、将钉杆3和钉尖5安装在一起。
S1.2、将钉尖5穿过牲畜的耳朵。
S1.3、将钉尖5取下，将接线端子7暴露。
S1.4、通过接线端子7将无线通信模块和电池6电连接。
S1.5、将标识板4与钉杆3固定连接。
S2、在散养区域内设置固定标识装置并启动，步骤S2的具体方法包括步骤S2.1至S2.3。
S2.1、将散养区域均匀划分成若干个正方形的区块8，所有区块8的大小均相等。
S2.2、在每个区块8的中心处设置一个固定标识装置，所有的固定标识装置均与终端设备连接。
S2.3、调节固定标识装置的基站9的发射功率，使基站9的辐射圈10的半径与区块8的对角线长度的一半相等。
持续监测阶段包括步骤S3。
S3、将所有的牲畜散养在散养区域内，通过移动标识装置和固定标识装置的配合实现对牲畜的监测。步骤S3的具体方法包括步骤S3.1至S3.5。
S3.1、固定标识装置的基站9持续地发射匹配请求信号。
S3.2、当牲畜移动到其中一个区块8内时，该牲畜身上的移动标识装置的无线通信模块接收到该区块8的基站9发射出的匹配请求信号。
S3.3、该牲畜身上的无线通信模块向该区块8的基站9反馈一个匹配应答信号。
S3.4、该区块8的固定标识装置向终端设备发送一个位置确认信号，位置确认信号包括该牲畜的编号和该固定标识装置的编号。
S3.5、当该牲畜移动到其他区块8内并进行了匹配之后，该区块8发送的位置确认信号自动失效。
除此之外，在移动标识装置上还可以设置各种用于监测牲畜生命体征的传感器，这些传感器监测到的参数可以通过无线通信模块发送给固定标识装置，进而由固定标识装置发送给终端设备，从而在监测牲畜位置信息的基础上，进一步监测牲畜的生理信息，因此类传感器在市面上数量众多，因此不再进行详细地论述。
本发明采用无线通信技术来确定牲畜的位置，无线通信技术能耗低、自组网速度快，而且成本低廉，在具体使用的时候，无线通信模块可以采用现有的移动通信终端节点，而基站可以采用现有的移动通信中心节点，根据养殖规模和成本预算选择相应的型号，均是无线通信技术领域所公知的技术，在此不再赘述。
本发明将移动标识装置与牲畜所必需的耳标相结合，无需额外给牲畜身上增加装置，能够有效避免对牲畜造成不适，而且安装在耳朵上的移动标识装置不容易被牲畜破坏。
本发明将确认牲畜位置和发送牲畜位置的工作交给固定标识装置，而固定标识装置因为位置是不变的，所以可以采用有线供电的方式，电能供给更加充足，信号传输也更加稳定。而电能供给受限的移动定位装置则减少了信号处理和发射的能量消耗，从而大大增加了移动标识装置的续航能力，避免频繁更换移动标识装置。为了进一步提高移动标识装置的续航能力，可以在钉头2上一体连接一个电源仓1，电源仓1与钉头2内用于放置电池6的空间连通，从而可以使用体积更大、容量也更大的电池6。
还需要说明的是，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那些要素，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (4)
1.一种散养牲畜信息监测***，其特征在于：包括若干个一一对应地固定设置在所述牲畜身上的移动标识装置、固定设置在散养区域的若干个固定标识装置和一个远端监控中心；
所述移动标识装置包括固定设置在所述牲畜的耳标上的无线通信模块和采用区块链技术进行加密的加密芯片；
所述固定标识装置包括与所述无线通信模块无线连接的基站（9）；
所述远端监控中心包括与所有所述固定标识装置连接的终端设备；
所述耳标包括钉头（2）、与所述钉头（2）固定连接的钉杆（3）、与所述钉杆（3）可拆卸连接的钉尖（5）和与所述钉杆（3）可拆卸地固定连接的标识板（4），所述无线通信模块固定设置在所述标识板（4）内；所述钉头（2）内还固定设置有电池（6），所述钉杆（3）设置为空心杆，所述钉尖（5）设置为空心圆锥，所述钉杆（3）内设置有接线端子（7），所述接线端子（7）的一端与所述电池（6）电连接，所述接线端子（7）的另外一端伸入到所述钉尖（5）内；所述钉尖（5）的尾端一体连接有若干个插块（11），所述钉杆（3）的远离所述钉头（2）的一端上开设有若干个与所述插块（11）一一对应的插槽，所述插块（11）与所述插槽配合实现所述钉尖（5）和所述钉杆（3）的可拆卸连接；
所述的一种散养牲畜信息监测***的监测方法，包括前期准备阶段和持续监测阶段；
所述前期准备阶段包括步骤S1至S2；
S1、在每个所述牲畜身上设置所述移动标识装置；
S2、在所述散养区域内设置所述固定标识装置并启动；
所述持续监测阶段包括步骤S3；
S3、将所有的所述牲畜散养在所述散养区域内，通过所述移动标识装置和所述固定标识装置的配合实现对所述牲畜的监测；
所述步骤S1的具体方法包括步骤S1.1至S1.5；
S1.1、将所述钉杆（3）和所述钉尖（5）安装在一起；
S1.2、将所述钉尖（5）穿过所述牲畜的耳朵；
S1.3、将所述钉尖（5）取下，将所述接线端子（7）暴露；
S1.4、通过所述接线端子（7）将所述无线通信模块和所述电池（6）电连接；
S1.5、将所述标识板（4）与所述钉杆（3）固定连接；
所述步骤S2的具体方法包括步骤S2.1至S2.3；
S2.1、将所述散养区域均匀划分成若干个正方形的区块（8），所有所述区块（8）的大小均相等；
S2.2、在每个所述区块（8）的中心处设置一个所述固定标识装置，所有的所述固定标识装置均与所述终端设备连接；
S2.3、调节所述固定标识装置的所述基站（9）的发射功率，使所述基站（9）的辐射圈（10）的半径与所述区块（8）的对角线长度的一半相等；
所述步骤S3的具体方法包括步骤S3.1至S3.4；
S3.1、所述固定标识装置的所述基站（9）持续地发射匹配请求信号；
S3.2、当所述牲畜移动到其中一个所述区块（8）内时，该所述牲畜身上的所述移动标识装置的所述无线通信模块接收到该所述区块（8）的所述基站（9）发射出的所述匹配请求信号；
S3.3、该所述牲畜身上的所述无线通信模块向该所述区块（8）的所述基站（9）反馈一个匹配应答信号；
S3.4、该所述区块（8）的所述固定标识装置向所述终端设备发送一个位置确认信号，所述位置确认信号包括该所述牲畜的编号和该所述固定标识装置的编号。
2.如权利要求1所述的一种散养牲畜信息监测***，其特征在于：所述无线通信模块为蜂窝通信模块，所述蜂窝通信模块包含2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块和5G通信模块之中的任一种或多种的结合。
3.如权利要求1所述的一种散养牲畜信息监测***，其特征在于：所述加密芯片为Blocklet芯片。
4.如权利要求1所述的一种散养牲畜信息监测***的监测方法，其特征在于：所述步骤S3还包括：S3.5、当该所述牲畜移动到其他所述区块（8）内并进行了匹配之后，该所述区块（8）发送的所述位置确认信号自动失效。
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