一种实验动物行为监控系统及方法技术方案

本申请公开了一种实验动物行为监控系统及方法，涉及饲养技术领域，特别是一种实验动物行为监测系统及方法，其集中器与智能耳标采用星型组网方式，采用一主多从的方式进行广播下发指令，分时上报数据流程，最大程度的减小数据交互的时间，降低数据交互的误码率，同时能够满足新耳标的实时入网以及淘汰耳标的实时退网。集中器主要是采集广播区域内的耳标数据，完成数据交互，同时将耳标数据上报上位机，完成与上位机的数据交互。完成与上位机的数据交互。完成与上位机的数据交互。

【技术实现步骤摘要】
一种实验动物行为监控系统及方法


[0001]本申请涉及饲养
，特别是一种实验动物行为监测系统及方法。

技术介绍

[0002]信息与自动化的现代管理技术在畜牧业发展中的地位越来越重要，活动量监测、体温检测与身份识别是现代化养动物管理中不可或缺的一部分。随着科技的发展，智能检测技术在养动物领域得到广泛使用，但国内检测设备的自动化程度仍然比较低，国内的一些小规模动物场仍然依靠认为的判断、观察，手动测试、记录每头动物的体温、身份ID去分群、调饲、管理等。如果仅靠人为的记录不仅会投入大量的人力物力而且动物的个别实时数据很难进行检测，错过最佳的治疗、配种等时期，尤其是对于从事动物专业实验人员更为重要，动物的实时数据可能会直接决定实验成果的准确性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种能够实时采集动物数据的动物行为监控系统及方法。
[0004]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0005]因此，根据本专利技术公开的一个方面，提供了一种实验动物行为监控方法，包括以下步骤：
[0006]S1：集中器与转换器通过CAN通信进行握手与校时；
[0007]S2：配置集中器的采集周期；
[0008]S3：集中器根据确定的采集周期通过LoRa网络广播下发上报指令；
[0009]S4：各个智能耳标收到上报指令后，分别获取对应的监测数据，并通过分时上报，各个智能耳标对别把对应的身份ID及监测数据发送到集中器；
[0010]S5：集中器通过CAN通信把获取的身份ID及监测数据发送到转换器；
[0011]S6：转换器把获取的身份ID及监测数据通过485通信发送到平台服务器进行存储；
[0012]S7：重复步骤S3至步骤S6。
[0013]具体的，智能耳标实时采集活动量数据并存储；步骤S4包括以下步骤：
[0014]S41：各个智能耳标收到上报指令后，对自身进行激活，并即时采集对应的体温数据和电池电量数据；
[0015]S42：智能耳标通过分时上报把存储的活动量数据和身份ID以及采集的电池电量数据和温度数据发送到集中器；
[0016]S43：集中器把通过步骤S42获取的身份ID及数据存储在内置的FLASH模块中。
[0017]根据本专利技术公开的另一个方面，提供了一种实验动物行为监控系统，包括：转换器、若干集中器及若干智能耳标；各个智能耳标通过LoRa网络分别与对应的集中器单独连接；智能耳标用于确定动物的身份ID，及采集对应的监测数据，并上传至集中器；监测数据包括活动量数据和体温数据；集中器包括主控MCU、LoRa通信模块、CAN通信模块和存储模
块；主控MCU分别与通信模块和存储模块单独连接，用于根据确定的采集周期生成上报指令，以及对采集的监测数据进行数据的处理；LoRa通信模块用于分别与各个智能耳标进行LoRa通信，获取对应的身份ID和监测数据；CAN通信模块用于与转换器进行CAN通信，通过CAN通信上传获取的身份ID和监测数据，或者通过CAN通信获取配置参数或调试参数；存储模块用于存储集中器获取的身份ID和监测数据。
[0018]具体的，集中器还包括调试模块，用于参数的配置以及数据的调试；调试模块采用MAX3232芯片。
[0019]另一具体的，存储模块包括FLASH模块和EEPROM模块；FLASH模块用于存储身份ID、活动量数据和温度数据；EEPROM模块用于存储集中器的地址以及配置参数。
[0020]另一具体的，主控MCU采用STM32F103C8T6芯片；主控MCU还连接有实时时钟模块；LoRa通信模块采用CC1101芯片。
[0021]另一具体的，智能耳标包括：监测MCU、电源模块、温度采集模块、活动量采集模块和数据上传模块；电源模块用于分别为监测MCU、温度采集模块、活动量采集模块和数据上传模块供电；温度采集模块连接有热敏电阻器，用于采集动物的体温数据；活动量采集模块连接有三轴加速度传感器，用于实时采集动物的加速度数据，并转换成对应的活动量数据；监测MCU分别与温度采集模块、活动量采集模块和数据上传模块单独连接，用于把获取的体温数据、活动量数据以及预设定的身份ID通过数据上传模块发送到对应的集中器。
[0022]更具体的，智能耳标还包括电压采集模块，电压采集模块分别和电源模块和监测MCU连接；电压采集模块用于获取电池电量数据。
[0023]更具体的，电压采集模块包括若干第一测量电阻串联组成的串联分压电路，通过电池特性的表格形式给定的电压与电池容量的关系，推算出电池电量。
[0024]另一具体的，热敏电阻器采用NTC热敏电阻器；监测MCU采用MSP430F2132芯片；电源模块采用HX5133芯片。
[0025]本专利技术的有益效果：一种实验动物行为监控系统及方法，其集中器与智能耳标采用星型组网方式，采用一主多从的方式进行广播下发指令，分时上报数据流程，最大程度的减小数据交互的时间，降低数据交互的误码率，同时能够满足新耳标的实时入网以及淘汰耳标的实时退网。集中器主要是采集广播区域内的耳标数据，完成数据交互，同时将耳标数据上报上位机，完成与上位机的数据交互。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本申请实施例的一种实验动物行为监控系统的原理方框图；
[0028]图2是本申请实施例的智能耳标的电源模块电路图；
[0029]图3是本申请实施例的智能耳标的温度采集模块电路图；
[0030]图4是本申请实施例的智能耳标的数据上传模块电路图；
[0031]图5是本申请实施例的智能耳标的活动量监测模块电路图；
[0032]图6是本申请实施例的智能耳标的监测MCU的电路图；
[0033]图7a是本申请实施例的集中器的主电源模块的DC12V输入电路图；
[0034]图7b是本申请实施例的集中器的主电源模块的DC12V转DC5V稳压电路图；
[0035]图7c是本申请实施例的集中器的主电源模块的DC12V转DC3.3V稳压电路图；
[0036]图7d是本申请实施例的集中器的主电源模块的DC5V
‑
DC5V电源隔离电路图；
[0037]图8是本申请实施例的集中器的主控MCU的电路图；
[0038]图9是本申请实施例的集中器的FLASH模块电路图；
[0039]图10是本申请实施例的集中器的EEPROM模块电路图；
[0040]图11是本申请实施例的集中器的CAN通信模块电路图；
[0041]图12是本申请实施例的集中器的Lora通信模块电路图；
[0042]图13是本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实验动物行为监控方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：集中器与转换器通过CAN通信进行握手与校时；S2：配置所述集中器的采集周期；S3：所述集中器根据确定的采集周期通过LoRa网络广播下发上报指令；S4：各个智能耳标收到所述上报指令后，分别获取对应的监测数据，并通过分时上报，各个智能耳标对别把对应的身份ID及监测数据发送到所述集中器；S5：所述集中器通过CAN通信把获取的身份ID及监测数据发送到所述转换器；S6：所述转换器把获取的身份ID及监测数据通过485通信发送到平台服务器进行存储；S7：重复所述步骤S3至步骤S6。2.根据权利要求1所述的一种实验动物行为监控方法，其特征在于：所述智能耳标实时采集活动量数据并存储；所述步骤S4包括以下步骤：S41：各个智能耳标收到所述上报指令后，对自身进行激活，并即时采集对应的体温数据和电池电量数据；S42：智能耳标通过分时上报把存储的活动量数据和身份ID以及采集的电池电量数据和温度数据发送到所述集中器；S43：所述集中器把通过步骤S42获取的身份ID及数据存储在内置的FLASH模块中。3.一种实验动物行为监控系统采用权利要求1或2所述的一种实验动物行为监控方法，其特征在于，包括：转换器、若干集中器及若干智能耳标；所述各个智能耳标通过LoRa网络分别与对应的集中器单独连接；所述智能耳标用于确定动物的身份ID，及采集对应的监测数据，并上传至所述集中器；所述监测数据包括活动量数据和体温数据；所述集中器包括主控MCU、LoRa通信模块、CAN通信模块和存储模块；所述主控MCU分别与所述通信模块和存储模块单独连接，用于根据确定的采集周期生成上报指令，以及对采集的监测数据进行数据的处理；所述LoRa通信模块用于分别与各个智能耳标进行LoRa通信，获取对应的身份ID和监测数据；所述CAN通信模块用于与转换器进行CAN通信，通过CAN通信上传获取的身份ID和监测数据，或者通过CAN通信获取配置参数或调试参数；所述存储模块用于存储所述集中器获取的身份ID和...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟云飞，于奎，张庆岩，
申请(专利权)人：中科装备广州生物安全科技有限公司，
类型：发明
国别省市：