一种用于畜牧业动物计步和定位的实时嵌入式设备制造技术

技术编号:20027724 阅读:110 留言:0更新日期:2019-01-08 21:14
本发明专利技术涉及一种用于畜牧业动物计步和定位的实时嵌入式设备,属于畜牧业动物体征监测领域。本发明专利技术捆绑在动物腰背部位,动物走动时,可以通过六轴陀螺仪模块获取加速度的信息,经过单片机去噪后得到计步信息,计步信息一方面通过OLED屏幕显示出来,一方面通过LoRa通信模块实时上传至LoRa基站,并由LoRa基站通过GPRS通信方式将计步信息传至云端服务器。该计步信息可作为畜牧类养殖动物健康状况的基本衡量标准,可动态实时的监测动物生理兴奋状态,作为疫情预测、饲养方法回测等方面的基本数据;又可以作为畜牧类动物肉类溯源信息基本数据来源,将肉类健康状况提供给消费者。该设备具有成本低廉,实时性好,可重复利用,节能节耗等优点。

A Real-time Embedded Device for Stepping and Locating Animals in Animal Husbandry

The invention relates to a real-time embedded device for animal gating and positioning, belonging to the field of animal sign monitoring in animal husbandry. The invention is bundled at the waist and back of an animal. When an animal walks, the acceleration information can be obtained through a six-axis gyroscope module. After denoising by a single chip computer, the step-counting information can be obtained. On the one hand, the step-counting information can be displayed on an OLED screen. On the other hand, it can be uploaded to the LoRa base station in real time through the LoRa communication module, and the step-counting information can be transmitted to the cloud server by the LoRa base station through GPRS \u3002 This step-counting information can be used as a basic measure of animal health status, dynamic and real-time monitoring of animal physiological excitement status, as the basic data of epidemic prediction, feeding methods and other aspects, and as the basic data source of animal meat traceability information, to provide meat health status to consumers. The equipment has the advantages of low cost, good real-time performance, reusability, energy saving and consumption saving.

【技术实现步骤摘要】
一种用于畜牧业动物计步和定位的实时嵌入式设备
本专利技术涉及一种用于畜牧业动物计步和定位的实时嵌入式设备,属于畜牧业动物体征监测领域。
技术介绍
我国是畜牧业大国,特别在养殖领域,更是因为人们生活水平的提高而出现了更大的需求和增长空间。随着物联网不断深入的发展,带动了各行各业的产业升级,但在畜牧业动物养殖这一领域还亟待发展,普遍存在智能化程度低,专用设备缺乏等问题。另一方面,随着人们对生活质量提出了更加苛刻的要求,人们在购买食品时,更加注重食品安全,目前溯源食品主要以蔬菜瓜果为主,此类溯源产品能够追溯产品的生产地和生产环境,市场证明,此类产品能够赢得消费者的信心,得到市场认可,且由于食品安全能够较好的得到保证,往往有较高的附加值。但是畜牧业动物养殖的肉类溯源系统目前极其少见,主要由于动物体征监测设备的研发成本较高、功耗较高、通信方式难以解决。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是:本专利技术涉及一种用于畜牧业动物计步和定位的实时嵌入式设备。该设备可以灵活的、多种方式捆绑在畜牧业动物腰背部位,对动物进行步数监测以及定位,帮助饲养员监测动物的健康状态和消费者对产品溯源。本专利技术的技术方案是:一种用于畜牧业动物计步和定位的实时嵌入式设备,包括设备外壳、OLED显示模块2-1、控制电路板3-2和蓄电池组4-1,所述设备外壳自上而下分为三个部分,分别为设备顶壳1-1、设备盒体1-4和蓄电池仓盖1-9,其中,设备顶壳1-1一侧固定有OLED显示模块2-1;设备盒体1-4分为两层,上层用于固定控制电路板3-2,下层用于放置蓄电池组4-1;蓄电池仓盖1-9固定在设备盒体1-4的底部;所述控制电路板3-2上集成有降压稳压模块5-1、STM8单片机模块5-2、六轴陀螺仪模块5-3、LoRa通信模块5-4和多系统定位模块5-5,所述STM8单片机模块5-2分别与STM8单片机模块5-2、六轴陀螺仪模块5-3、LoRa通信模块5-4和多系统定位模块5-5相连;所述OLED显示模块2-1用于显示计步步数,蓄电池组4-1用于为控制电路板3-2上的各模块以及OLED显示模块2-1供电,六轴陀螺仪模块5-3用于对动物进行计步,多系统定位模块5-5用于对动物所处养殖场位置进行定位,STM8单片机模块5-2用于接收六轴陀螺仪模块5-3和多系统定位模块5-5采集到的数据并通过LoRa通信模块5-4上传至本地LoRa基站再转发传输至云端服务器并存储。所述设备顶壳1-1通过卡扣连接套设在设备盒体1-4上,所述设备顶壳1-1两侧的顶端设有若干散热孔,设备盒体1-4通过中间的隔板隔为上下两层,上层用于放置控制电路板3-2,控制电路板3-2通过卡入电路板卡槽1-3内进行固定,隔板上设有散热通孔1-6和端子连接线通孔1-5,散热通孔1-6用于将蓄电池组4-1产生的热量向上传递,端子连接线通孔1-5用于将蓄电池组4-1的电源线端子4-2从设备盒体1-4的下层引入到上层,设备盒体1-4的下端两侧设有通孔1-8,捆绑带通过通孔1-8将设备捆绑在畜牧动物腰背上,所述蓄电池仓盖1-9内设有蓄电池固位槽1-10。具体的,所述OLED显示模块2-1包括OLED屏幕M1、SSD1306显示屏驱动芯片U7、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、1N4148二极管D3和OLED屏幕控制接口母头3-1,其中OLED屏幕M1通过排线连接SSD1306显示屏驱动芯片U7,SSD1306显示屏驱动芯片U7的1号引脚接电容C17的一端,电容C17的另一端接SSD1306显示屏驱动芯片U7的2号引脚,SSD1306显示屏驱动芯片U7的3号引脚接电容C18的一端,电容C18的另一端接SSD1306显示屏驱动芯片U7的4号引脚,SSD1306显示屏驱动芯片U7的5号引脚和8号引脚同时接3V3电源正极;3V3电源正极同时接电容C19的一端和电容C20的一端;电容C19的另一端接地,电容C20的另一端接地,SSD1306显示屏驱动芯片U7的9号引脚接电阻R10的一端,电阻R10的另一端同时接3V3电源正极和1N4148二极管D3的负极端;1N4148二极管D3的正极端同时接SSD1306显示屏驱动芯片U7的9号引脚和电容C24的一端,电容C24的另一端接地,SSD1306显示屏驱动芯片U7的10号引脚同时接电阻R11的一端和OLED屏幕控制接口母头3-1的3号引脚,电阻R11的另一端接3V3电源正极,SSD1306显示屏驱动芯片U7的11号引脚同时接电阻R12的一端和OLED屏幕控制接口母头3-1的2号引脚,电阻R12的另一端接3V3电源正极,SSD1306显示屏驱动芯片U7的12号引脚接电阻R9的一端,电阻R9的另一端接地,SSD1306显示屏驱动芯片U7的13号引脚接电容C21的一端,电容C21的另一端接地,SSD1306显示屏驱动芯片U7的14号引脚同时接电容C22的一端和电容C23的一端,电容C22的另一端和电容C23的另一端同时接地。具体的,所述降压稳压模块5-1包括RT9193-33线性稳压芯片U1、锂电池插座10-1、极性电容C1、电容C2和电容C3,其中RT9193-33线性稳压芯片U1的1号引脚和3号引脚接锂电池插座10-1的1号引脚,RT9193-33线性稳压芯片U1的2号引脚接锂电池插座10-1的2号引脚,RT9193-33线性稳压芯片U1的4号引脚接电容C3的一端,电容C3的另一端接地,RT9193-33线性稳压芯片U1的5号引脚接3V3电源正极,3V3电源正极同时接极性电容C1的正极端和电容C2的一端,极性电容C1的负极端和电容C2的另一端同时接地。具体的,所述STM8单片机模块5-2包括STM8S003F3单片机芯片U2、SWIM下载器接口J1、电阻R1、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、轻触开关S1和晶振Y1,其中3V3电源正极接电阻R1的一端,电阻R1的另一端接STM8S003F3单片机芯片U2的4号引脚;STM8S003F3单片机芯片U2的4号引脚同时接轻触开关S1的一端和电容C4的一端,轻触开关S1的另一端和电容C4的另一端同时接地,STM8S003F3单片机芯片U2的5号引脚同时接晶振Y1的一端和电容C5的一端;STM8S003F3单片机芯片U2的6号引脚同时接晶振Y1的另一端和电容C6的一端;电容C5的另一端和电容C6的另一端同时接地;STM8S003F3单片机芯片U2的7号引脚同时接3V3电源正极和电容C7的一端,电容C7的另一端接地;STM8S003F3单片机芯片U2的8号引脚接电容C8的一端,电容C8的另一端接地;STM8S003F3单片机芯片U2的9号引脚接地;SWIM下载器接口J1的1号端口接3V3电源正极,SWIM下载器接口J1的2号端口接STM8S003F3单片机芯片U2的4号引脚,SWIM下载器接口J1的3号端口接STM8S003F3单片机芯片U2的18号引脚,SWIM下载器接口J1的4号端口接地。具体的,所述六轴陀螺仪模块5-3包括MPU6050芯片U3、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C9、电容C10和电容C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于畜牧业动物计步和定位的实时嵌入式设备,其特征在于:包括设备外壳、OLED显示模块(2‑1)、控制电路板(3‑2)和蓄电池组(4‑1),所述设备外壳自上而下分为三个部分,分别为设备顶壳(1‑1)、设备盒体(1‑4)和蓄电池仓盖(1‑9),其中,设备顶壳(1‑1)一侧固定有OLED显示模块(2‑1);设备盒体(1‑4)分为两层,上层用于固定控制电路板(3‑2),下层用于放置蓄电池组(4‑1);蓄电池仓盖(1‑9)固定在设备盒体(1‑4)的底部;所述控制电路板(3‑2)上集成有降压稳压模块(5‑1)、STM8单片机模块(5‑2)、六轴陀螺仪模块(5‑3)、LoRa通信模块(5‑4)和多系统定位模块(5‑5),所述STM8单片机模块(5‑2)分别与STM8单片机模块(5‑2)、六轴陀螺仪模块(5‑3)、LoRa通信模块(5‑4)和多系统定位模块(5‑5)相连;所述OLED显示模块(2‑1)用于显示计步步数,蓄电池组(4‑1)用于为控制电路板(3‑2)上的各模块以及OLED显示模块(2‑1)供电,六轴陀螺仪模块(5‑3)用于对动物进行计步,多系统定位模块(5‑5)用于对动物所处养殖场位置进行定位,STM8单片机模块(5‑2)用于接收六轴陀螺仪模块(5‑3)和多系统定位模块(5‑5)采集到的数据并通过LoRa通信模块(5‑4)上传至本地LoRa基站再转发传输至云端服务器并存储。...

【技术特征摘要】
1.一种用于畜牧业动物计步和定位的实时嵌入式设备,其特征在于:包括设备外壳、OLED显示模块(2-1)、控制电路板(3-2)和蓄电池组(4-1),所述设备外壳自上而下分为三个部分,分别为设备顶壳(1-1)、设备盒体(1-4)和蓄电池仓盖(1-9),其中,设备顶壳(1-1)一侧固定有OLED显示模块(2-1);设备盒体(1-4)分为两层,上层用于固定控制电路板(3-2),下层用于放置蓄电池组(4-1);蓄电池仓盖(1-9)固定在设备盒体(1-4)的底部;所述控制电路板(3-2)上集成有降压稳压模块(5-1)、STM8单片机模块(5-2)、六轴陀螺仪模块(5-3)、LoRa通信模块(5-4)和多系统定位模块(5-5),所述STM8单片机模块(5-2)分别与STM8单片机模块(5-2)、六轴陀螺仪模块(5-3)、LoRa通信模块(5-4)和多系统定位模块(5-5)相连;所述OLED显示模块(2-1)用于显示计步步数,蓄电池组(4-1)用于为控制电路板(3-2)上的各模块以及OLED显示模块(2-1)供电,六轴陀螺仪模块(5-3)用于对动物进行计步,多系统定位模块(5-5)用于对动物所处养殖场位置进行定位,STM8单片机模块(5-2)用于接收六轴陀螺仪模块(5-3)和多系统定位模块(5-5)采集到的数据并通过LoRa通信模块(5-4)上传至本地LoRa基站再转发传输至云端服务器并存储。2.根据权利要求1所述的一种用于畜牧业动物计步和定位的实时嵌入式设备,其特征在于:所述设备顶壳(1-1)通过卡扣连接套设在设备盒体(1-4)上,所述设备顶壳(1-1)两侧的顶端设有若干散热孔,设备盒体(1-4)通过中间的隔板隔为上下两层,上层用于放置控制电路板(3-2),控制电路板(3-2)通过卡入电路板卡槽(1-3)内进行固定,隔板上设有散热通孔(1-6)和端子连接线通孔(1-5),散热通孔(1-6)用于将蓄电池组(4-1)产生的热量向上传递,端子连接线通孔(1-5)用于将蓄电池组(4-1)的电源线端子(4-2)从设备盒体(1-4)的下层引入到上层,设备盒体(1-4)的下端两侧设有通孔(1-8),捆绑带通过通孔(1-8)将设备捆绑在畜牧动物腰背上,所述蓄电池仓盖(1-9)内设有蓄电池固位槽(1-10)。3.根据权利要求1所述的一种用于畜牧业动物计步和定位的实时嵌入式设备,其特征在于:所述OLED显示模块(2-1)包括OLED屏幕M1、SSD1306显示屏驱动芯片U7、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、1N4148二极管D3和OLED屏幕控制接口母头(3-1),其中OLED屏幕M1通过排线连接SSD1306显示屏驱动芯片U7,SSD1306显示屏驱动芯片U7的1号引脚接电容C17的一端,电容C17的另一端接SSD1306显示屏驱动芯片U7的2号引脚,SSD1306显示屏驱动芯片U7的3号引脚接电容C18的一端,电容C18的另一端接SSD1306显示屏驱动芯片U7的4号引脚,SSD1306显示屏驱动芯片U7的5号引脚和8号引脚同时接3V3电源正极;3V3电源正极同时接电容C19的一端和电容C20的一端;电容C19的另一端接地,电容C20的另一端接地,SSD1306显示屏驱动芯片U7的9号引脚接电阻R10的一端,电阻R10的另一端同时接3V3电源正极和1N4148二极管D3的负极端;1N4148二极管D3的正极端同时接SSD1306显示屏驱动芯片U7的9号引脚和电容C24的一端,电容C24的另一端接地,SSD1306显示屏驱动芯片U7的10号引脚同时接电阻R11的一端和OLED屏幕控制接口母头(3-1)的3号引脚,电阻R11的另一端接3V3电源正极,SSD1306显示屏驱动芯片U7的11号引脚同时接电阻R12的一端和OLED屏幕控制接口母头(3-1)的2号引脚,电阻R12的另一端接3V3电源正极,SSD1306显示屏驱动芯片U7的12号引脚接电阻R9的一端,电阻R9的另一端接地,SSD1306显示屏驱动芯片U7的13号引脚接电容C21的一端,电容C21的另一端接地,SSD1306显示屏驱动芯片U7的14号引脚同时接电容C22的一端和电容C23的一端,电容C22的另一端和电容C23的另一端同时接地。4.根据权利要求1所述的一种用于畜牧业动物计步和定位的实时嵌入式设备,其特征在于:所述降压稳压模块(5-1)包括RT9193-33线性稳压芯片U1、锂电池插座(10-1)、极性电容C1、电容C2和电容C3,其中RT9193-33线性稳压芯片U1的1号引脚和3号引脚接锂电池插座(10-1)的1号引脚,RT9193-33线性稳压芯片U1的2号引脚接锂电池插座(10-1)的2号引脚,RT9193-33线性稳压芯片U1的4号引脚接电容C3的一端,电容C3的另一端接地,RT9193-33线性稳压芯片U1的5号引脚接3V3电源正极,3V3电源正极同时接极性电容C1的正极端和电容C2的一端,极性电容C1的负极端和电容C2的另一端同时接地。5.根据权利要求1所述的一种用于畜牧业动物计步和定位的实时嵌入式设备,其特征在于:所述STM8单片机模块(5-2)包括STM8S003F3单片机芯片U2、SWIM下载器接口J1、电阻R1、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、轻触开关S1和晶振Y1,其中3V3电源正极接电阻R1的一端,电阻R1的另一端接STM8S003F3单片机芯片U2的4号引脚;STM8S003F3单片机...

【专利技术属性】
技术研发人员:张晶郑焕科龚立波王蕾
申请(专利权)人:昆明理工大学云南枭润科技服务有限公司云南云上云大数据产业发展有限公司
类型:发明
国别省市:云南,53

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