一种用于牲畜放养管理的个体无线监测系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术涉及物联网应用技术领域，公开了一种用于牲畜放养管理的个体无线监测系统及其工作方法。通过本发明专利技术创造，一方面利用由无线终端、基站和后台服务器构成的远程通信链路，可以实现佩戴牲畜个体健康记录数据的采集和远程上传目的，另一方面在无线终端侧利用由微控制电路单元、功放供电控制电路单元和半双工收发功放电路及天线单元构成的节能控制通路，可以在休眠时对所述半双工收发功放电路及天线单元进行下电节能操作，从而可以周期性或间隙性地启动收发消息，实现终端电池节能以及延迟续航能力的目的，使整个所述个体无线监测系统及无线终端更加适用于牲畜放养管理场景中。

An Individual Wireless Monitoring System for Livestock Stocking Management and Its Working Method

【技术实现步骤摘要】
一种用于牲畜放养管理的个体无线监测系统及其工作方法
本专利技术属于物联网应用
，具体涉及一种用于牲畜放养管理的个体无线监测系统及其工作方法。
技术介绍
目前，人们对于食品的质量以及安全要求越来越高，放养畜牧的需求越来越高。相比圈养畜牧，放养畜牧活动量更大、肉质更鲜美，深受商家推崇。由此，许多养殖户开始选择野外放养的模式进行牲畜养殖，例如在山地放养生猪、绵羊或鸡鸭鹅等动物。但在野外放养会给养殖者带来很多困难，如由于野外地形的崎岖不平，使得养殖者无法进行实时地现场监看；其次由于放养面积过大，无法随时对所养殖动物进行数量盘点和个体定位，如果出现丢失，不但难以发现，而且需要耗费很大精力进行寻找；另外，由于放养数量过多，面积大，易造成无法及时发现所养殖动物出现病体状况的问题，进而难已及时发现动物疫情和减少损失。虽然现有技术提供有通过动物身上携带的信息采集终端来获取个体动物的健康数据和定位数据的方案，但是这些信息采集终端只能采用电池供电并利用无线物联网络进行数据上传，同时远端监测后台一般靠近定居点布置(例如牧场或城镇的办公楼)，距离牧场可能达数十公里之远，因此必然存在信息采集终端节能和数据集中采集以及远传的需求，有必要设计一款既能延长终端电池续航能力又能实现数据集中采集以及远传的新型个体无线监测系统。
技术实现思路
为了解决现有个体无线监测系统在终端电池节能和数据集中采集以及远传等方面的需求，本专利技术目的在于提供一种用于牲畜放养管理的个体无线监测系统及其工作方法。本专利技术所采用的技术方案为：一种用于牲畜放养管理的个体无线监测系统，包括后台服务器、基站和若干用于佩戴在牲畜身上的无线终端，其中，所述后台服务器可无线通信连接所述基站，所述基站可无线通信连接所述无线终端，所述基站用于盘点获取来自所述无线终端的终端唯一标识信息和个体健康记录数据，并将本地基站唯一标识信息、所述终端唯一标识信息和所述个体健康记录数据绑定上传至所述后台服务器；所述无线终端包括微控制电路单元、无线收发电路单元、半双工收发功放电路及天线单元、功放供电控制电路单元和若干健康传感器，其中，所述健康传感器包括温度传感器、血压传感器和脉搏传感器中的任意一种或它们的任意组合；所述微控制电路单元、所述无线收发电路单元和所述半双工收发功放电路及天线单元依次通信连接，所述微控制电路单元的功放使能输出端电连接所述功放供电控制电路单元的受控端，所述功放供电控制电路单元的供电输出端电连接所述半双工收发功放电路及天线单元的供电接入端，所述健康传感器的输出端电连接所述微控制电路单元的第一输入端。优化的，所述无线终端还包括有通信连接所述微控制电路单元的报警电路单元，其中，所述报警电路单元为发光报警电路单元、蜂鸣报警电路单元或声光报警电路单元。优化的，还包括有集中管理器和中继器，其中，所述集中管理器和所述中继器分别为半双工收发无线设备；所述后台服务器可通过由所述集中管理器和若干所述中继器构成的无线通信链路通信连接所述基站。本专利技术所采用的另一种技术方案为：一种如前所述用于牲畜放养管理的个体无线监测系统的工作方法，包括：(1)无线终端包括有休眠模式和觉醒模式；所述休眠模式包括步骤如下：S101.在确定进入休眠模式后，微控制电路单元和无线收发电路单元进入节能工作状态，同时由微控制电路单元控制在功放使能输出端输出第一电平信号，使所述功放供电控制电路单元的供电输出端输出低电平电压，所述半双工收发功放电路及天线单元下电停工；所述觉醒模式包括步骤如下：S201.在确定进入觉醒模式后，微控制电路单元和无线收发电路单元进入正常工作状态，同时由微控制电路单元读取并存储来自健康传感器的个体健康记录数据，由微控制电路单元控制在功放使能输出端输出第二电平信号，使所述功放供电控制电路单元的供电输出端输出高电平电压，所述半双工收发功放电路及天线单元上电工作，其中，所述个体健康记录数据包括动物体温数据、动物血压数据和动物脉搏数据中的任意一种或它们的任意组合；S202.由微控制电路单元通过无线收发电路单元控制所述半双工收发功放电路及天线单元进入单工接收状态：若在唤醒信道上按期收到来自基站的终端唤醒消息，则依次执行步骤S203～S205，否则确定进入休眠模式；S203.将本地存储的终端唯一标识信息和个体健康记录数据打包到数据上传消息中；S204.由微控制电路单元通过无线收发电路单元控制所述半双工收发功放电路及天线单元进入单工发射状态：在数据信道上通过信道竞争机制向基站发送所述数据上传消息；S205.由微控制电路单元通过无线收发电路单元控制所述半双工收发功放电路及天线单元进入单工接收状态：若在确认信道上未按期收到与所述数据上传消息对应的数据上传确认消息，则判定发送失败，然后返回步骤S204重新发送所述数据上传消息，直到所述数据上传消息的重发次数达到最大重传次数,最后确定进入休眠模式，否则判定发送成功，直接确定进入休眠模式；(2)基站在无线接收到来自后台服务器的终端盘点启动消息后，进入终端盘点模式：在唤醒信道上无线发送所述终端唤醒消息，并通过侦听数据信道接收来自无线终端的数据上传消息，以及在确认信道上向无线终端反馈与数据上传消息对应的数据上传确认消息，最后将本地基站唯一标识信息与数据上传消息中的终端唯一标识信息和个体健康记录数据绑定上传至后台服务器；(3)后台服务器在无线接收并绑定存储基站唯一标识信息、终端唯一标识信息和个体健康记录数据后，一方面根据个体健康记录数据确定与终端唯一标识信息对应的动物个体的当前健康状况，另一方面根据与基站唯一标识信息对应的基站地理位置确定与终端唯一标识信息对应的动物个体的当前位置。优化的，在所述步骤S202中，若所述终端唤醒消息还包含有终端分组指示信息，则由微控制电路单元根据所述终端分组指示信息确定所在终端分组；在所述步骤S204中，按照如下方式发送所述数据上传消息：在与所在终端分组对应的数据信道上通过信道竞争机制向基站发送所述数据上传消息。进一步优化的，若所述终端分组指示信息为终端分组数目，则由微控制电路单元应用该终端分组数目对本地终端唯一标识信息中的ID号码进行求余计算，然后根据求余计算结果确定所在终端分组。进一步优化的，基站在进入终端盘点模式后，还周期性地统计各个数据信道的消息丢包率，然后根据消息丢包率与正在上传终端数目的映射关系，获取各个终端分组内正在上传终端的预估数目，再然后确定具有最大正在上传终端数目的第一终端分组和具有最小正在上传终端数目的第二终端分组，最后在唤醒信道和/或确认信道上发送终端分组变更消息，其中，各个终端分组与各个数据信道一一对应，所述终端分组变更消息包含有所述第一终端分组的分组唯一标识、所述第二终端分组的分组唯一标识和属于第一终端分组的部分无线终端的共有特别标识；无线终端在进入单工接收状态后，若收到所述终端分组变更消息，则由微控制电路单元来判断本地终端唯一标识信息中的ID号码与所述共有特别标识是否匹配，若判定匹配，则根据所述第一终端分组的分组唯一标识和所述第二终端分组的分组唯一标识，将所在终端分组从所述第一终端分组变更为所述第二终端分组。优化的，后台服务器若发现某头动物个体的当前健康状况出现病态和/或当前位置的不确定时长超过预设时长，则向监控平台或用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于牲畜放养管理的个体无线监测系统，其特征在于：包括后台服务器、基站和若干用于佩戴在牲畜身上的无线终端，其中，所述后台服务器可无线通信连接所述基站，所述基站可无线通信连接所述无线终端，所述基站用于盘点获取来自所述无线终端的终端唯一标识信息和个体健康记录数据，并将本地基站唯一标识信息、所述终端唯一标识信息和所述个体健康记录数据绑定上传至所述后台服务器；所述无线终端包括微控制电路单元、无线收发电路单元、半双工收发功放电路及天线单元、功放供电控制电路单元和若干健康传感器，其中，所述健康传感器包括温度传感器、血压传感器和脉搏传感器中的任意一种或它们的任意组合；所述微控制电路单元、所述无线收发电路单元和所述半双工收发功放电路及天线单元依次通信连接，所述微控制电路单元的功放使能输出端(PAEN)电连接所述功放供电控制电路单元的受控端，所述功放供电控制电路单元的供电输出端(VPA)电连接所述半双工收发功放电路及天线单元的供电接入端，所述健康传感器的输出端(IOT1～2)电连接所述微控制电路单元的第一输入端。

【技术特征摘要】
1.一种用于牲畜放养管理的个体无线监测系统，其特征在于：包括后台服务器、基站和若干用于佩戴在牲畜身上的无线终端，其中，所述后台服务器可无线通信连接所述基站，所述基站可无线通信连接所述无线终端，所述基站用于盘点获取来自所述无线终端的终端唯一标识信息和个体健康记录数据，并将本地基站唯一标识信息、所述终端唯一标识信息和所述个体健康记录数据绑定上传至所述后台服务器；所述无线终端包括微控制电路单元、无线收发电路单元、半双工收发功放电路及天线单元、功放供电控制电路单元和若干健康传感器，其中，所述健康传感器包括温度传感器、血压传感器和脉搏传感器中的任意一种或它们的任意组合；所述微控制电路单元、所述无线收发电路单元和所述半双工收发功放电路及天线单元依次通信连接，所述微控制电路单元的功放使能输出端(PAEN)电连接所述功放供电控制电路单元的受控端，所述功放供电控制电路单元的供电输出端(VPA)电连接所述半双工收发功放电路及天线单元的供电接入端，所述健康传感器的输出端(IOT1～2)电连接所述微控制电路单元的第一输入端。2.如权利要求1所述的一种用于牲畜放养管理的个体无线监测系统，其特征在于：所述无线终端还包括有通信连接所述微控制电路单元的报警电路单元，其中，所述报警电路单元为发光报警电路单元、蜂鸣报警电路单元或声光报警电路单元。3.如权利要求1所述的一种用于牲畜放养管理的个体无线监测系统，其特征在于：还包括有集中管理器和中继器，其中，所述集中管理器和所述中继器分别为半双工收发无线设备；所述后台服务器可通过由所述集中管理器和若干所述中继器构成的无线通信链路通信连接所述基站。4.一种如权利要求1～3任意一项所述用于牲畜放养管理的个体无线监测系统的工作方法，其特征在于：(1)无线终端包括有休眠模式和觉醒模式；所述休眠模式包括步骤如下：S101.在确定进入休眠模式后，微控制电路单元和无线收发电路单元进入节能工作状态，同时由微控制电路单元控制在功放使能输出端(PAEN)输出第一电平信号，使所述功放供电控制电路单元的供电输出端(VPA)输出低电平电压，所述半双工收发功放电路及天线单元下电停工；所述觉醒模式包括步骤如下：S201.在确定进入觉醒模式后，微控制电路单元和无线收发电路单元进入正常工作状态，同时由微控制电路单元读取并存储来自健康传感器的个体健康记录数据，由微控制电路单元控制在功放使能输出端(PAEN)输出第二电平信号，使所述功放供电控制电路单元的供电输出端(VPA)输出高电平电压，所述半双工收发功放电路及天线单元上电工作，其中，所述个体健康记录数据包括动物体温数据、动物血压数据和动物脉搏数据中的任意一种或它们的任意组合；S202.由微控制电路单元通过无线收发电路单元控制所述半双工收发功放电路及天线单元进入单工接收状态：若在唤醒信道上按期收到来自基站的终端唤醒消息，则依次执行步骤S203～S205，否则确定进入休眠模式；S203.将本地存储的终端唯一标识信息和个体健康记录数据打包到数据上传消息中；S204.由微控制电路单元通过无线收发电路单元控制所述半双工收发功放电路及天线单元进入单工发射状态：在数据信道上通过信道竞争机制向基站发送所述数据上传消息；S205.由微控制电路单元通过无线收发电路单元控制所述半双工收发功放电路及天线单元进入单工接收状态：若在确认信道上未按期收到与所述数据上传消息对应的数据上传确认消息，则判定发送失败，然后返回步骤S204重新发送所述数据上传消息，直到所述数据上传消息的重发次数达...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建福，
申请(专利权)人：深圳市联智物联网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44