[发明专利]基于物联网的牧场用智能项圈监测系统

说明书

本发明公开了一种基于物联网的牧场用智能项圈监测系统，所述牧场用智能项圈监测系统包括数据采集节点、上位机，其中：所述数据采集节点用于实时采集牲畜的各项信息数据，并且通过无线网络发送至汇聚节点，汇聚节点将数据发送至上位机；所述上位机用于接收数据采集节点传输过来的各个传感器数据，将原始数据保存在数据库内，并实时显示在终端设备上，实现对数据采集节点的定位功能，通过设计牲畜行为识别算法，对牲畜的各项数据进行分类，实现对牲畜的健康状况的监测。本发明可实时采集处理来自牲畜的大量生活数据，支持牧场内的组网，抗干扰性极强，具有功耗低、工作时间长、通信距离远的优点，并且可以通过接受到的数据对牲畜的行为进行识别。

技术领域

本发明属于畜牧业智能监测技术领域，涉及一种牧场用智能项圈监测系统。

背景技术

目前物联网技术迅速发展，其在农业领域的深度应用也越来越多。特别是在畜牧业中，牲畜每天的运动状态，健康状况都会通过不同的形式表现出来，使用物联网技术可以对牧场中的大量牲畜同时进行监测。正常情况下每只牲畜每天的行走步数、运动时间、运动量、温度等信息都会保持相对稳定的状态。如果某只牲畜的健康状况出现问题或者进入发情期，则运动情况和体温等将会出现异常，在大量牲畜种群中找到出现异常的牲畜非常困难。但通过给每只牲畜佩戴智能项圈来采集数据并进行分析，是可以实现的。

牲畜智能项圈监测系统需要的传感器数量多，功耗低，并且需要具有低成本的无线传输功能及准确度较高的牲畜行为识别算法，而国内外现有数据采集系统大都监测牲畜生活环境，且无线传输功能不能兼具远距离和低功耗的特点，无法满足大型牧场的需求。

发明内容

本发明针对大型牧场中牲畜监测设备发展不完善、不能全天采集牲畜生活信息、传输距离近、功耗高、成本高等问题，提供了一种高可靠性高实时性的基于物联网的牧场用智能项圈监测系统，可实时采集处理来自牲畜的大量生活数据，支持牧场内的组网，抗干扰性极强，具有功耗低、工作时间长、通信距离远的优点，并且可以通过接受到的数据对牲畜的行为进行识别。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于物联网的牧场用智能项圈监测系统，包括数据采集节点、上位机，其中：

所述数据采集节点用于实时采集牲畜的各项信息数据（运动信息、温度信息、位置信息），并且通过无线网络发送至汇聚节点，汇聚节点将数据发送至上位机；

所述上位机用于接收数据采集节点传输过来的各个传感器数据，将原始数据保存在数据库内，并实时显示在终端设备上，实现对数据采集节点的定位功能，通过设计牲畜行为识别算法，对牲畜的各项数据进行分类，实现对牲畜的健康状况的监测。

相比于现有技术，本发明具有如下优点：

1、本发明选择了基于ARM Cortex-M3内核的32位微控制器STM32F103C8T6作为数据采集节点的核心控制芯片，封装形式为LQFP48，在满足基本功能的情况下保持了较小的芯片面积；外围搭载了以MPU6050为核心的运动传感器模块，以U-BLOX NEO-6M模组为核心的GPS模块，基于LoRa技术的无线传输模块和电源模块。

2、本发明使用Solidworks软件设计了智能项圈的外壳，使智能项圈能够稳定地固定在牲畜颈部。

3、本发明中数据采集节点PCB板设计了外壳，使用3D打印技术，节省原料，并且能够将项圈固定在牲畜颈部。

4、本发明中运动传感器模块由MPU6050芯片搭建，可以同时监测三轴加速度数据、三轴角速度数据和温度传感器数据，功耗低，封装尺寸小；GPS定位模块可以接收GPS信息，实现对牲畜的定位，定位准度高；无线传输模块基于LoRa技术，使用了扩频调制技术，接收灵敏度高，64位前向纠错，在保证低功耗远距离通信的同时，可以安全地传输数据。