[发明专利]动物监测装置及方法

权利要求书

1.一种动物监测装置，其特征在于，包括LoRa终端和LoRa主机；所述LoRa终端用于佩戴在动物上，所述LoRa终端包括：

加速度传感模块；

LoRa模块，用于将所述加速度传感模块采集的数据发送给所述LoRa主机；

所述LoRa主机用于根据所述数据的RSSI值计算所述LoRa主机与所述LoRa终端之间的距离，并根据所述数据计算所述LoRa终端的运动方向，根据所述运动方向和所述距离向所述LoRa主机的使用者反馈动物状态。

2.根据权利要求1所述的动物监测装置，其特征在于，所述LoRa主机还用于将所述数据和所述距离输入神经网络，并使用所述神经网络进行所述动物状态的分类和识别。

3.根据权利要求2所述的动物监测装置，其特征在于，所述加速度传感模块包括三轴加速度传感器和三轴磁力计；

所述LoRa主机计算所述LoRa终端的运动方向包括：

根据所述三轴加速度传感器得到的三轴加速度计算所述LoRa终端在大地坐标系下的横滚角和俯仰角；

根据所述横滚角和俯仰角，将所述三轴磁力计得到的地磁数据转换成在所述大地坐标系下的磁力数据；

根据所述磁力数据得到所述LoRa终端的航向角；

根据所述横滚角、俯仰角及航向角，将所述三轴加速度转换成在大地坐标系下的加速度数据；

根据所述加速度数据和所述航向角，计算出在所述航向角的合加速度；

将所述合加速度分解得到所述大地坐标系下水平方向两个坐标轴的加速度分量；

根据所述两个坐标轴的加速度分量计算出在所述大地坐标系下水平方向两个坐标轴的动物运动位移值；

根据所述两个坐标轴的动物运动位移值得到动物运动角度。

4.根据权利要求3所述的动物监测装置，其特征在于，所述加速度传感模块是9轴加速度传感器，所述9轴加速度传感器包括三轴加速度传感器、三轴磁力计及三轴陀螺仪；

所述LoRa主机将所述数据和所述距离输入神经网络，并使用所述神经网络进行所述动物状态的分类，包括：

通过所述三轴加速度传感器检测所述LoRa终端的三轴加速度，并通过所述三轴陀螺仪检测所述LoRa终端的姿态变化，将所述三轴加速度校正到预设坐标系下，得到三轴加速度值a_x、a_y及a_z；

根据所述三轴加速度值a_x、a_y及a_z计算LoRa终端的速度v_x、v_y及v_z；

计算三轴加速度的变化率Δa_x、Δa_y及Δa_z，其中三轴加速度的变化率Δa_x、Δa_y及Δa_z是传感器相应坐标轴前后两次采样的差值；

使用所述三轴加速度值a_x、a_y及a_z，速度v_x、v_y及v_z，变化率Δa_x、Δa_y及Δa_z及所述距离创建预测分类特征向量。

5.根据权利要求4所述的动物监测装置，其特征在于，所述LoRa主机使用所述神经网络进行所述动物状态的识别包括：

所述三轴加速度传感器用预设长度的时间窗采样三轴加速度，得到三轴加速度值，并得到三轴加速度变化率；

将所述三轴加速度值和三轴加速度变化率输入所述神经网络，得到所述神经网络输出和预设的四种动物状态向量的欧式距离；

其中，所述神经网络为RBF神经网络。

6.根据权利要求2所述的动物监测装置，其特征在于，所述LoRa主机还用于根据所述动物状态向所述LoRa终端发送指令，所述LoRa终端还用于根据所述指令对动物进行震动和/或电击。