CN113225883B - 一种智能电子篱笆 - Google Patents
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Abstract
一种智能电子篱笆,包括输入模块、处理感应模块,以及输出模块;输入模块、处理感应模块以及输出模块的配合形成电子篱笆活动区域;输入模块,用于输入地图信息,从而在地图上形成圈养范围,并将数据传输给处理感应模块;处理感应模块,用于接收输入模块传输的数据,并对数据库进行处理,控制输出模块的工作;输出模块,用于控制牲畜的活动。本发明中,通过输入模块、处理感应模块以及输出模块的配合,当牲畜离开圈养范围时,处理感应模块功能启动,牲畜头朝区域外,电控眼镜不透光,牲畜眼睛不可见;牲畜头朝区域里,电控眼镜透明,牲畜眼睛可见,所以牲畜只能原路返回,无法向区域外前进,从而构成一个电子篱笆活动区域。
Description
技术领域
本发明涉及牲畜圈养领域,尤其涉及一种智能电子篱笆。
背景技术
在对牲畜进行放养时,若是无人看管,牲畜会随机跑动,本发明避免了找不到动物了,也不怕动物吃到农作物了,广阔的野外也可以利用起来,成为新的牧场,牲畜告别以往栓系、围圈的养殖方式,让牲畜重返大自然,人们也可以从繁杂工作中解脱出来。
发明内容
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题,本发明提出一种智能电子篱笆。
(二)技术方案
为解决上述问题,本发明提出了一种智能电子篱笆,包括输入模块、处理感应模块,以及输出模块;
输入模块、处理感应模块以及输出模块的配合形成电子篱笆活动区域;
输入模块,用于输入地图信息,从而在地图上形成圈养范围,并将数据传输给处理感应模块;输入模块包括供电模块和指令模块;
处理感应模块,用于接收输入模块传输的数据,并对数据库进行处理,控制输出模块的工作;处理感应模块包括集成定位处理模块、天线、电子罗盘传感器、九轴传感器、存储/功能模块、麦克风/摄像头、WIFI/蓝牙模块、计步模块、电池管理模块和移动模块;
输出模块,用于控制牲畜的活动;输出模块包括电控眼镜、信号反馈APP、喇叭/视频模块、充电显示灯和/移动信号灯。
优选的,供电模块包括充电接口、光伏板、电池以及电池低温启动模块;充电接口用于对电池进行充电,光伏板用于对电池进行自动充电,电池低温启动模块控制电池在低温时正常工作;指令模块通过APP发出指令,并将指令和地图信息传送给处理感应模块;其中,充电接口为pogopin接口。
优选的,信号反馈APP接收处理感应模块的信号,并控制喇叭/视频模块、充电显示灯以及电控眼镜工作。
优选的,智能篱笆的活动区域是通过用户创建,用户在屏幕上点击,以得到对应地图上对应点的坐标,连续选择三个及以上的点,生成对应的篱笆区域;
通过处理设备判定点是否在多边形内,以判断动物是否走出了此区域,包括S1、S2、S3和S4这四种判定情况,S3有包括S31和S32两种情况,如下:
S1:如果任意给定点是多边形的顶点时,则认为是在多边形内;
S2:遍历每个顶点,如果当前点p(x,y)的X轴在任意2个顶点构成的四边形外,则认为是在多边形外;
S3:建立平面坐标系,假设相邻顶点为p1(x1,y1),p2(x2,y2)和p3(x3,y3),则:
S31、如果x在(x1,x2)之内,不包括x1,x2,且y在[y1,y2]内,则包括以下几种情况:
A:如果p1,p2在同一竖直直线上,且p在[y1,y2]之间,则认为p是在多边形内;
B:如果p1,p2,p在同一水平线上,则认为p是在多边形内;
C:如果p1,p2在同一水平线上,则交叉计数器intersectCount+1,遍历下一个顶点;
D:如果p1,p2不在同一水平线上,则需要计算p2,p1的斜率k=(y2-y1)/(x2-x1),进而得到p与p1、p2组成的直线的交叉点坐标为:
p`(x`,y`),其中,x`=x,y`=k×(x-x1)+y1;
如果y<y`,则intersectCount+1;
如果p靠近p`,则认为是在多边形内;
S32、如果x在[x1,x2]之外,包括x1,x2,则需要考虑p与p2在同一垂直线的情况,p3假设是p2的下一个邻接的顶点,则包括以下几种情况:
E:如果p的x轴在p1,p3之间,则p出发的射线会与p1,p3相交,因此intersectCount+1;
F:如果p的x轴不在p1,p3之间,则p出发的射线不会与p1,p3相交,因此,intersectCount+2;
S4:把所有的顶点遍历下来后,看交叉计数器intersectCount的值;
如果是偶数,则当前点p在多边形外;
如果是奇数,则当前点p在多边形内。
优选的,在创建篱笆时,app会先判断圈上的点的经纬度是否在篱笆的内部,如果在内部则标记出不同颜色,flag置为1;如果不在则重新创建篱笆,flag置为0;app创建好篱笆后,将把篱笆的坐标以及flag的值传递给设备端;设备端根据flag的值得知是内部篱笆还是外部篱笆;
若,是外部篱笆,正常判断出界;
若,是内部篱笆,判断出界结果要取反;内部篱笆,用于避开庄稼和农田。
优选的,集成定位处理模块包括CPU、存储模块和定位***。
优选的,定位***包括中国北斗卫星导航***、美国GPS***,俄罗斯GLONASS***以及欧洲伽利略卫星导航***。
本发明中,通过输入模块、处理感应模块以及输出模块的配合,当牲畜离开圈养范围时,处理感应模块功能启动,牲畜头朝区域外,电控眼镜不透光,牲畜眼睛不可见;牲畜头朝区域里,电控眼镜透明,牲畜眼睛可见,所以牲畜只能原路返回,无法向区域外前进,从而构成一个电子篱笆活动区域。
附图说明
图1为本发明提出的智能电子篱笆的示意图。
图2为本发明提出的智能电子篱笆中的的逻辑框图。
图3为本发明提出的智能电子篱笆中的的运算图。
图4-图9依次为本发明提出的智能电子篱笆中A、B、C、D、E和F情况下的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面结合具体实施方式并参照附图,对本发明进一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1-3所示,本发明提出的一种智能电子篱笆,包括输入模块、处理感应模块,以及输出模块;
输入模块、处理感应模块以及输出模块的配合形成电子篱笆活动区域;
输入模块,用于输入地图信息,从而在地图上形成圈养范围,并将数据传输给处理感应模块;输入模块包括供电模块和指令模块;
处理感应模块,用于接收输入模块传输的数据,并对数据库进行处理,控制输出模块的工作;处理感应模块包括集成定位处理模块、天线、电子罗盘传感器、九轴传感器、存储/功能模块、麦克风/摄像头、WIFI/蓝牙模块、计步模块、电池管理模块和移动模块;
输出模块,用于控制牲畜的活动;输出模块包括电控眼镜、信号反馈APP、喇叭/视频模块、充电显示灯和/移动信号灯。
在一个可选的实施例中,供电模块包括充电接口、光伏板、电池以及电池低温启动模块;充电接口用于对电池进行充电,光伏板用于对电池进行自动充电,电池低温启动模块控制电池在低温时正常工作;指令模块通过APP发出指令,并将指令和地图信息传送给处理感应模块;其中,充电接口为pogopin接口。
在一个可选的实施例中,信号反馈APP接收处理感应模块的信号,并控制喇叭/视频模块、充电显示灯以及电控眼镜工作。
本发明中,通过输入模块、处理感应模块以及输出模块的配合,当牲畜离开圈养范围时,处理感应模块功能启动,牲畜头朝区域外,电控眼镜不透光,牲畜眼睛不可见;牲畜头朝区域里,电控眼镜透明,牲畜眼睛可见,所以牲畜只能原路返回,无法向区域外前进,从而构成一个电子篱笆活动区域。
需要说明的是,电控眼镜只有待牲畜出界才会启动,不可见也只是方向性不可见,270度不可见,另外90度可见;动物只要晃动一下头部就会发现光明,所以不会对动物造成安全问题。
智能篱笆的活动区域是通过用户创建,用户在屏幕上点击,以得到对应地图上对应点的坐标,连续选择三个及以上的点,生成对应的篱笆区域;
通过处理设备判定点是否在多边形内,以判断动物是否走出了此区域,包括S1、S2、S3和S4这四种判定情况,S3有包括S31和S32两种情况,如下:
S1:如果任意给定点是多边形的顶点时,则认为是在多边形内;
S2:遍历每个顶点,如果当前点p(x,y)的X轴在任意2个顶点构成的四边形外,则认为是在多边形外;
S3:建立平面坐标系,假设相邻顶点为p1(x1,y1),p2(x2,y2)和p3(x3,y3),则:
S31、如果x在(x1,x2)之内,不包括x1,x2,且y在[y1,y2]内,则包括以下几种情况:
如图4所示,A:如果p1,p2在同一竖直直线上,且p在[y1,y2]之间,则认为p是在多边形内;
如图5所示,B:如果p1,p2,p在同一水平线上,则认为p是在多边形内;
如图6所示,C:如果p1,p2在同一水平线上,则交叉计数器intersectCount+1,遍历下一个顶点;
如图7所示,D:如果p1,p2不在同一水平线上,则需要计算p2,p1的斜率k=(y2-y1)/(x2-x1),进而得到p与p1、p2组成的直线的交叉点坐标为:
p`(x`,y`),其中,x`=x,y`=k×(x-x1)+y1;
如果y<y`,则intersectCount+1;
如果p靠近p`,则认为是在多边形内;
S32、如果x在[x1,x2]之外,包括x1,x2,则需要考虑p与p2在同一垂直线的情况,p3假设是p2的下一个邻接的顶点,则包括以下几种情况:
如图8所示,E:如果p的x轴在p1,p3之间,则p出发的射线会与p1,p3相交,因此intersectCount+1;
如图9所示,F:如果p的x轴不在p1,p3之间,则p出发的射线不会与p1,p3相交,因此,intersectCount+2;
S4:把所有的顶点遍历下来后,看交叉计数器intersectCount的值;
如果是偶数,则当前点p在多边形外;
如果是奇数,则当前点p在多边形内
本发明中,通过芯片,即可得到设备所在位置的经纬度坐标。通过电子罗盘即可得到牲畜的航向(e-compass的X轴与牲畜同向)。Cpu读取到数据后,通过mqtt协议发送给服务器。服务器收到坐标数据后,存储坐标信息存放到数据库中,并调用高德/百度/谷歌/腾讯/天地图sdk查询是否当前坐标在篱笆外。如果不是,回馈设备未出界,并把具体中心点的坐标告知设备。设备根据距离的远近,设置下次报告给服务器坐标的时间间隔。如果是出界了,回馈设备出界。设备收到出界信息后,启动设备上算法。根据当前坐标与中心点的坐标,可以得到当前坐标在中心点坐标的方位角alpha,[alpha-45,alpha+45]即是该案认为的可见范围,不在该范围即为不可见范围。读取e-compass的x-轴,即牲畜的航向角,如果航向角在可见范围内,即通过gpio打开眼镜,如果不在可见范围内,则通过gpio关闭眼镜。
在一个可选的实施例中,在创建篱笆时,app会先判断圈上的点的经纬度是否在篱笆的内部,如果在内部则标记出不同颜色,flag置为1;如果不在则重新创建篱笆,flag置为0;
app创建好篱笆后,将把篱笆的坐标以及flag的值传递给设备端;设备端根据flag的值得知是内部篱笆还是外部篱笆;
若,是外部篱笆,正常判断出界;
若,是内部篱笆,判断出界结果要取反;内部篱笆,用于避开庄稼和农田。
在一个可选的实施例中,集成定位处理模块包括CPU、存储模块和定位***。
在一个可选的实施例中,定位***包括中国北斗卫星导航***、美国GPS***,俄罗斯GLONASS***以及欧洲伽利略卫星导航***。
应当理解的是,本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理,而不构成对本发明的限制。因此,在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。此外,本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (5)
1.一种智能电子篱笆,其特征在于,包括输入模块、处理感应模块以及输出模块;
输入模块、处理感应模块以及输出模块的配合形成电子篱笆活动区域;
输入模块,用于输入地图信息,从而在地图上形成圈养范围,并将数据传输给处理感应模块;输入模块包括供电模块和指令模块;
处理感应模块,用于接收输入模块传输的数据,并对数据库进行处理,控制输出模块的工作;处理感应模块包括集成定位处理模块、天线、电子罗盘传感器、九轴传感器、存储/功能模块、麦克风/摄像头、WIFI/蓝牙模块、计步模块、电池管理模块和移动模块;
输出模块,用于控制牲畜的活动;输出模块包括电控眼镜、信号反馈APP、喇叭/视频模块、充电显示灯和/移动信号灯;
智能篱笆的活动区域是通过用户创建,用户在屏幕上点击,以得到对应地图上对应点的坐标,连续选择三个及以上的点,生成对应的篱笆区域;
通过处理设备判定点是否在多边形内,以判断动物是否走出了此区域,包括S1、S2、S3和S4这四种判定情况,S3有包括S31和S32两种情况,如下:
S1:如果任意给定点是多边形的顶点时,则认为是在多边形内;
S2:遍历每个顶点,如果当前点p(x,y)的X轴在任意2个顶点构成的四边形外,则认为是在多边形外;
S3:建立平面坐标系,假设相邻顶点为p1(x1,y1),p2(x2,y2)和p3(x3,y3),则:
S31、如果x在(x1,x2)之内,不包括x1,x2,且y在[y1,y2]内,则包括以下几种情况:
A:如果p1,p2在同一竖直直线上,且p在[y1,y2]之间,则认为p是在多边形内;
B:如果p1,p2,p在同一水平线上,则认为p是在多边形内;
C:如果p1,p2在同一水平线上,则交叉计数器intersectCount+1,遍历下一个顶点;
D:如果p1,p2不在同一水平线上,则需要计算p2,p1的斜率k=(y2-y1)/(x2-x1),进而得到p与p1、p2组成的直线的交叉点坐标为:
p`(x`,y`),其中,x`=x,y`=k×(x-x1)+y1;
如果y<y`,则intersectCount+1;
如果p靠近p`,则认为是在多边形内;
S32、如果x在[x1,x2]之外,包括x1,x2,则需要考虑p与p2在同一垂直线的情况,p3假设是p2的下一个邻接的顶点,则包括以下几种情况:
E:如果p的x轴在p1,p3之间,则p出发的射线会与p1,p3相交,因此intersectCount+1;
F:如果p的x轴不在p1,p3之间,则p出发的射线不会与p1,p3相交,因此,intersectCount+2;
S4:把所有的顶点遍历下来后,看交叉计数器intersectCount的值;
如果是偶数,则当前点p在多边形外;
如果是奇数,则当前点p在多边形内;
在创建篱笆时,app会先判断圈上的点的经纬度是否在篱笆的内部,如果在内部则标记出不同颜色,flag置为1;如果不在则重新创建篱笆,flag置为0;
app创建好篱笆后,将把篱笆的坐标以及flag的值传递给设备端;设备端根据flag的值得知是内部篱笆还是外部篱笆;
若,是外部篱笆,正常判断出界;
若,是内部篱笆,判断出界结果要取反;内部篱笆,用于避开庄稼和农田;
牲畜离开圈养范围时,处理感应模块功能启动,牲畜头朝区域外,电控眼镜不透光,牲畜眼睛不可见;牲畜头朝区域里,电控眼镜透明,牲畜眼睛可见。
2.根据权利要求1所述的智能电子篱笆,其特征在于,供电模块包括充电接口、光伏板、电池以及电池低温启动模块;充电接口用于对电池进行充电,光伏板用于对电池进行自动充电,电池低温启动模块控制电池在低温时正常工作;指令模块通过APP发出指令,并将指令和地图信息传送给处理感应模块;其中,充电接口为pogopin接口。
3.根据权利要求1所述的智能电子篱笆,其特征在于,信号反馈APP接收处理感应模块的信号,并控制喇叭/视频模块、充电显示灯以及电控眼镜工作。
4.根据权利要求1所述的智能电子篱笆,其特征在于,集成定位处理模块包括CPU、存储模块和定位***。
5.根据权利要求4所述的智能电子篱笆,其特征在于,定位***包括中国北斗卫星导航***、美国GPS***,俄罗斯GLONASS***以及欧洲伽利略卫星导航***。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: Shop 002 #, Building 5, Jinlong Huafu, No. 26 Qianjin Branch Road, Xihu District, Nanchang City, Jiangxi Province, 330000 (first floor) Applicant after: Jiangxi Diniu Technology Co.,Ltd. Address before: Shop 002 #, Building 5, Jinlong Huafu, No. 26 Qianjin Branch Road, Xihu District, Nanchang City, Jiangxi Province, 330009 (first floor) Applicant before: JIANGXI LIAN ANIMAL HUSBANDRY EQUIPMENT Co.,Ltd. |
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CB02 | Change of applicant information | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |