CN208521167U - 一种汇集式采集畜群位置的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汇集式采集畜群位置的装置，属于放牧信息化管理技术领域，装置包括领头牲畜装置、普通牲畜装置、监控主机装置；领头牲畜装置包括主控芯片、GPRS模块、GPS模块、LORA模块，普通牲畜装置包括主控芯片、GPS模块、LORA模块，普通牲畜装置的位置信息通过LORA模块传递给领头牲畜装置，领头牲畜装置汇集自身位置信息和普通牲畜装置传递来的信息一并发送给监控主机装置。本实用新型采用LORA模块汇集信息，不仅降低了因大量使用SIM卡的成本，还能减少装置的功率消耗，延长电池的使用时间。

Description

一种汇集式采集畜群位置的装置

技术领域

本实用新型涉及一种汇集式采集畜群位置的装置，属于放牧信息化管理技术领域。

背景技术

在畜牧业领域之中，能够掌握牲畜的具***置具有很重要的意义。在专利号为CN106597500A的专利文献中所提到的现有的畜群位置采集装置通常基于GPS技术实现所需功能，对畜群中的每只牲畜都佩戴具有GPS定位功能的位置采集装置，并采用GPRS无线数据通讯传递位置信息，因此每个装置都必须配备SIM卡才能实现位置采集的功能，从而导致每个装置的成本提高，并且装置的耗电量也因此增加。

实用新型内容

针对现有技术的不足，为了解决对畜群之中的每只牲畜都安装带有SIM卡的定位装置带来的成本上的提高以及耗电量的增加的问题，本实用新型提供一种汇集式采集畜群位置的装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种汇集式采集畜群位置的装置，包括领头牲畜装置、普通牲畜装置以及监控主机装置；

领头牲畜装置包括主控芯片以及与主控芯片相连的GPRS模块、GPS模块、LORA模块，LORA模块用来接受普通牲畜装置传递的信息并传递给主控芯片，GPS模块用于将领头牲畜装置自身的位置信息传递给主控芯片，主控芯片处理LORA模块传递的信息并将处理后的信息连同GPS模块传递的信息一起通过GPRS模块传递给监控主机装置；

普通牲畜装置包括主控芯片以及与主控芯片相连的GPS模块、LORA模块，GPS模块用于将普通牲畜装置自身的位置信息传递给主控芯片，主控芯片通过LORA模块将自身的位置信息传递给领头牲畜装置的LORA模块；

监控主机装置用于接受并处理来自领头牲畜装置的GPRS模块的信息，并将该信息向使用者显示。

本实用新型所用的模块、芯片均为现有，是通过现有模块的连接、实现新的功能。普通牲畜装置采用LORA模块向领头牲畜装置传递信息，而并非采用普遍的GPRS技术传递信息，不仅降低了因大量使用SIM卡的成本，还能减少装置的功率消耗，延长电池的使用时间。

根据本实用新型优选的，领头牲畜装置还包括电池，电池与主控芯片、GPRS模块、GPS模块、LORA模块相连，电池用于给领头牲畜装置供电。

进一步优选的，普通牲畜装置还包括电池，电池与主控芯片、GPS模块、LORA模块相连，电池用于给普通牲畜装置供电。

进一步优选的，领头牲畜装置和普通牲畜装置均包括相连的太阳能电池板和充电管理电路，充电管理电路与电池相连。

进一步优选的，领头牲畜装置的电池和普通牲畜装置的电池均设有外部蓄电池供电接口。装置采用的电源模块，因放牧环境的光照条件通常较好，电源的供给电路主要采用太阳能电池板供给，但为防止恶劣天气对太阳能电池板的影响，所述电池模块设有外部蓄电池供电接口，以备装置电量不足时临时供电。

根据本实用新型优选的，所述领头牲畜装置的LORA模块、GPS模块、GPRS模块，以及普通牲畜装置的LORA模块、GPS模块内均设有高增益天线。不仅可以增大信息接受的范围还降低了功率的消耗，延长了装置的使用时间。装置接受并处理来自普通牲畜装置所传递的信息，并经过GPRS模块进一步向下传输信息。

监控主机装置在接受来自领头牲畜装置的信息并处理后可以把信息显示在基于谷歌地图支持的APP上，通过定时发送畜群的位置信息，使用者对畜群的位置能有更直观的掌握，并在监控主机装置之中设有相应的信息库，针对畜群中每只牲畜设有的特殊编号能够读取更详细的信息。

进一步优选的，所述的GPS模块为SiRFstar III C3－470B型号微型高灵敏度GPS号接收机；来实时获取领头牲畜的经纬度信息；

所述的GPRS模块包括M35型号小体积GSM模块作为无线网络接入单元；GSM模块上连接设有提供网络服务的SIM卡即可实现相应功能；

所述的LORA模块采用L20型号无线通讯芯片实现相应功能；

所述的高增益天线采用PCB环形天线实现相应功能；

所述的主控芯片采用STM32F103微处理器，采用SPI方式与L20LORA模块通讯；

所述LORA模块和GPRS模块通信接口皆为RS232；

所述监控主机用谷歌地球插件从而可直观获取牧群的具***置信息。

本实用新型的有益效果在于：

在当今畜牧业中，牧民通常会在放牧区域划分之后在各自的放牧区域的边缘建立人工围栏保证各自区域与牲畜不会混淆。在这样的放牧条件下，对畜群踪迹掌握的需求不大，只需知道畜群最终所在的位置即可。并且由于畜群的集群特性，只需在领头的几只牲畜安装具有SIM卡的定位装置，其余的牲畜则只需安装基于LORA技术的低功耗远距离信息传输装置即可构成本实用新型提出的畜群位置汇集式采集装置。

与现有的畜群中每只牲畜都佩戴装有SIM卡装置的方案相比，本实用新型采用普通牲畜佩戴基于LORA技术的装置，集中把信息传递给领头牲畜装置，并由基于GPRS技术的领头牲畜装置将信息进一步传递给监控主机装置，完成畜群位置汇集式采集装置所需的功能。本实用新型更加贴近实际放牧生产的需要，并在降低生产成本以及装置功率消耗的同时完成掌握畜群实际位置的生产需要。

本实用新型不需要复杂的算法才能传递数据至服务器，也不是通过每个装置的数据层层传递的方式，本实用新型所采用的是利用LORA汇集收集信息后再通过GPRS传递的新型信息传递方式，既可以节约硬件成本，又可以减少功耗，增加装置工作时长。

附图说明

图1为本实用新型领头牲畜装置模块连接框图；

图2为本实用新型普通牲畜装置模块连接框图；

图3为本实用新型GPRS模块中M35芯片与主控芯片连接电路图；

图4为本实用新型GPRS模块中M35芯片与SIM卡座连接电路图；

图5为本实用新型M35芯片PWRKEY管脚开机电路；

图6为本实用新型LORA模块L20芯片与主控芯片及天线连接电路图；

图7为本实用新型GPS模块中C3－470B与主控芯片及天线连接电路图；

图中：1为领头牲畜装置太阳能电池板、2为领头牲畜装置充电管理电路、3为领头牲畜装置电池、4为领头牲畜装置LORA模块天线、5为领头牲畜装置LORA模块、6为领头牲畜装置GPS模块天线、7为领头牲畜装置GPS模块、8为领头牲畜装置GPRS模块天线、9为领头牲畜装置GPRS模块、10为领头牲畜装置主控芯片、11为普通牲畜装置太阳能电池板、12为普通牲畜装置充电管理电路、13为普通牲畜装置电池、14为普通牲畜装置LORA模块天线、15为普通牲畜装置LORA模块、16为普通牲畜装置GPS模块天线、17为普通牲畜装置GPS模块、18为普通牲畜装置主控芯片。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

一种汇集式采集畜群位置的装置，包括领头牲畜装置、普通牲畜装置以及监控主机装置。

领头牲畜装置包括领头牲畜装置主控芯片10以及与领头牲畜装置主控芯片10相连的领头牲畜装置GPRS模块9、领头牲畜装置GPS模块7、领头牲畜装置LORA模块5，领头牲畜装置LORA模块5用来接受普通牲畜装置传递的信息并传递给领头牲畜装置主控芯片10，领头牲畜装置GPS模块7用于将领头牲畜装置自身的位置信息传递给领头牲畜装置主控芯片10，领头牲畜装置主控芯片10处理领头牲畜装置LORA模块5传递的信息并将处理后的信息连同领头牲畜装置GPS模块7传递的信息一起通过领头牲畜装置GPRS模块9传递给监控主机装置。

普通牲畜装置包括普通牲畜装置主控芯片18以及与普通牲畜装置主控芯片18相连的普通牲畜装置GPS模块17、普通牲畜装置LORA模块15，普通牲畜装置GPS模块17用于将普通牲畜装置自身的位置信息传递给普通牲畜装置主控芯片18，普通牲畜装置主控芯片18通过普通牲畜装置LORA模块15将自身的位置信息传递给领头牲畜装置LORA模块5。

监控主机装置包括监控主机信息处理模块和监控主机信息显示模块，监控主机信息处理模块用于接受并处理来自领头牲畜装置GPRS模块9的信息，监控主机信息显示模块用于将该信息向使用者显示。

本实用新型所用的模块、芯片均为现有，领头牲畜装置和普通牲畜装置中的GPS模块为SiRFstar III C3－470B型号微型高灵敏度GPS号接收机；用来实时获取领头牲畜的经纬度信息。领头牲畜装置中的GPRS模块采用M35型号小体积GSM模块作为无线网络接入单元；GSM模块上连接设有提供网络服务的SIM卡即可实现相应功能。领头牲畜装置和普通牲畜装置中的LORA模块采用L20型号无线通讯芯片实现相应功能。领头牲畜装置和普通牲畜装置中的主控芯片采用STM32F103微处理器，并采用SPI方式与L20LORA模块通讯。所述LORA模块和GPRS模块通信接口皆为RS232。监控主机可用谷歌地球插件从而可直观获取牧群的具***置信息。上述LORA模块、GPS模块和GPRS模块内均设有高增益天线，如图1图2所示的领头牲畜装置LORA模块5与领头牲畜装置LORA模块天线4、领头牲畜装置GPS模块7与领头牲畜装置GPS模块天线6、领头牲畜装置GPRS模块9与领头牲畜装置GPRS模块天线8、普通牲畜装置LORA模块15与普通牲畜装置LORA模块天线14、普通牲畜装置GPS模块17与普通牲畜装置GPS模块天线16，不仅可以增大信息接受的范围还降低了功率的消耗，延长了装置的使用时间。装置接受并处理来自普通牲畜装置所传递的信息，并经过GPRS模块进一步向下传输信息。

监控主机装置在接受来自领头牲畜装置的信息并处理后可以把信息显示在基于谷歌地图支持的APP上，通过定时发送畜群的位置信息，使用者对畜群的位置能有更直观的掌握，并在监控主机装置之中设有相应的信息库，针对畜群中每只牲畜设有的特殊编号能够读取更详细的信息。

普通牲畜装置采用LORA模块向领头牲畜装置传递信息，而并非采用普遍的GPRS技术传递信息，不仅降低了因大量使用SIM卡的成本，还能减少装置的功率消耗，延长电池的使用时间。

实施例2：

一种汇集式采集畜群位置的装置，其结构如实施例1所述，所不同的是，领头牲畜装置还包括领头牲畜装置电池3，领头牲畜装置电池3与领头牲畜装置主控芯片10、领头牲畜装置GPRS模块9、领头牲畜装置GPS模块7、领头牲畜装置LORA模块5相连，领头牲畜装置电池用于给领头牲畜装置供电。

普通牲畜装置也包括普通牲畜装置电池13，普通牲畜装置电池13与普通牲畜装置主控芯片18、普通牲畜装置GPS模块17、普通牲畜装置LORA模块15相连，普通牲畜装置电池用于给普通牲畜装置供电。

实施例3：

一种汇集式采集畜群位置的装置，其结构如实施例2所述，所不同的是，领头牲畜装置包括相连的领头牲畜装置太阳能电池板1和领头牲畜装置充电管理电路2，领头牲畜装置充电管理电路2与领头牲畜装置电池3相连。

普通牲畜装置包括相连的普通牲畜装置太阳能电池板11和普通牲畜装置充电管理电路12，普通牲畜装置充电管理电路12与普通牲畜装置电池13相连。

领头牲畜装置和普通牲畜装置中的充电管理电路均为DC-DC变换电路，以使***选择任一种供电方式都可输出所需电压供设备使用，满足上述交替供电功能，供给电路采用太阳能电池板与锂电池轮流供电方式。

实施例4：

一种汇集式采集畜群位置的装置，其结构如实施例3所述，所不同的是，领头牲畜装置的电池和普通牲畜装置的电池均设有外部蓄电池供电接口。装置采用的电源模块，因放牧环境的光照条件通常较好，电源的供给电路主要采用太阳能电池板供给，但为防止恶劣天气对太阳能电池板的影响，所述电池模块设有外部蓄电池供电接口，以备装置电量不足时通过外部蓄电池供电接口为电池临时供电。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种汇集式采集畜群位置的装置，其特征在于，包括领头牲畜装置、普通牲畜装置以及监控主机装置；

领头牲畜装置包括主控芯片以及与主控芯片相连的GPRS模块、GPS模块、LORA模块，LORA模块用来接受普通牲畜装置传递的信息并传递给主控芯片，GPS模块用于将领头牲畜装置自身的位置信息传递给主控芯片，主控芯片处理LORA模块传递的信息并将处理后的信息连同GPS模块传递的信息一起通过GPRS模块传递给监控主机装置；

普通牲畜装置包括主控芯片以及与主控芯片相连的GPS模块、LORA模块，GPS模块用于将普通牲畜装置自身的位置信息传递给主控芯片，主控芯片通过LORA模块将自身的位置信息传递给领头牲畜装置的LORA模块；

监控主机装置用于接受并处理来自领头牲畜装置的GPRS模块的信息，并将该信息向使用者显示。

2.根据权利要求1所述的汇集式采集畜群位置的装置，其特征在于，领头牲畜装置还包括电池，电池与主控芯片、GPRS模块、GPS模块、LORA模块相连，电池用于给领头牲畜装置供电。

3.根据权利要求2所述的汇集式采集畜群位置的装置，其特征在于，普通牲畜装置还包括电池，电池与主控芯片、GPS模块、LORA模块相连，电池用于给普通牲畜装置供电。

4.根据权利要求3所述的汇集式采集畜群位置的装置，其特征在于，领头牲畜装置和普通牲畜装置均包括相连的太阳能电池板和充电管理电路，充电管理电路与电池相连。

5.根据权利要求4所述的汇集式采集畜群位置的装置，其特征在于，领头牲畜装置的电池和普通牲畜装置的电池均设有外部蓄电池供电接口。

6.根据权利要求5所述的汇集式采集畜群位置的装置，其特征在于，所述领头牲畜装置的LORA模块、GPS模块、GPRS模块，及普通牲畜装置的LORA模块、GPS模块均设有高增益天线。

7.根据权利要求6所述的汇集式采集畜群位置的装置，其特征在于，所述的GPS模块为SiRFstar III C3－470B型号GPS号接收机；

所述的GPRS模块包括M35型号GSM模块；GSM模块上连接设有SIM卡；

所述的LORA模块采用L20型号无线通讯芯片；

所述的主控芯片采用STM32F103微处理器，采用SPI方式与L20LORA模块通讯；

所述LORA模块和GPRS模块通信接口皆为RS232。