一种基于智慧牧场的母牛智能监测平台及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及牧场母牛监测系统技术领域，尤其是一种基于智慧牧场的母牛智能监测平台及装置，包括有数据采集组件以及终端上位机，所述数据采集组件与终端上位机通过无线传输模块相连，所述数据采集组件包括有

【技术实现步骤摘要】
一种基于智慧牧场的母牛智能监测平台及装置


[0001]本专利技术涉及牧场母牛监测系统
，尤其涉及一种基于智慧牧场的母牛智能监测平台及装置
。

技术介绍

[0002]物联网是把任何物体连接起来，以实现智能识别
、
定位
、
跟踪监控和管理的一种庞大的智能网络；随着物联网的发展，现代畜牧业领域应用物联网技术也日趋成熟；根据我国目前的畜牧业现状的分析，畜牧业的母牛产奶情况仅依靠提升母牛数量来实现的，而单个母牛个体产奶量水平较低；
[0003]根据其他国家的奶牛单产量水平，判断其奶牛单产量水平的原因，是其依托智能化的奶牛管理系统，通过采集奶牛的数据信息后，实时数据信息显示在终端后，通过观察奶牛数据信息得到的奶牛状态，从而再根据奶牛状态对奶牛的健康信息和产奶量进行评估，最后根据评估结果完成奶牛的产奶量；目前国内的物联网应用在畜牧业还仅处在监测奶牛周围环境的初级阶段，并且无线传输功能无法同时兼具远距离传输和低功耗的要求，造成对奶牛的生活信息进行采集时，时常发生中断，不利于奶牛信息的智能监测，最终无法形成牧场奶牛的产奶量提升的信息快速获取，进一步的不利于牧场奶牛管理
。
为此，我们提出了一种基于智慧牧场的母牛智能监测平台及装置
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于智慧牧场的母牛智能监测平台及装置
。
[0005]为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于智慧牧场的母牛智能监测平台及装置，包括有数据采集组件以及终端上位机，所述数据采集组件与终端上位机通过无线传输模块相连，所述数据采集组件包括有
STM32
芯片
、
存储模块以及
GPS
定位传感器
、
运动传感器以及温度传感器，所述数据采集组件设置于母牛身体外；所述微控制器用以母牛运动信息
、
位置信息以及温度信息的接收；所述终端上位机包括有数据接收模块
、
数据显示模块以及数据处理模块；
[0006]所述数据接收模块，用以数据采集组件获取的运动信息
、
位置信息以及温度信息的接收；
[0007]所述数据显示模块，用以运动信息
、
位置信息以及温度信息的实时显示；
[0008]所述数据处理模块，用以将数据显示模块获取的运动信息
、
位置信息以及温度信息进行处理，分别以图表
、
地图和图表的形式完成显示；
[0009]所述无线传输模块是基于北斗卫星系统设置，其用户段包括有采用
SX1278
为核心的
AS32
模块和天线，通过以
SX1278
为核心的
AS32
模块将获取的母牛运动信息
、
位置信息以及温度信息传输至
STM32
芯片，进一步的
STM32
芯片与终端上位机通讯连接形成信息共享，并进一步上传至数据库；
[0010]所述运动传感器型号为
MPU6050
，其可采集牧场内的母牛的加速度信息
、
陀螺仪信息以及体表温度信息，并由
IIC
接口传输至
STM32
芯片中；
[0011]所述
GPS
定位传感器用以进行母牛的定位，
GPS
信息通过
UART
接口传输至
STM32
芯片，
STM32
芯片将接收到的数据通过
SPI
总线保存至
Micro SD
卡中，同时由无线传输模块发送至终端上位机
。
[0012]优选的，由于
STM32
芯片的硬件
IIC
接口不稳定，采取初始化
STM32
芯片的
PB10
和
PB11
管脚及与运动传感器
MPU6050
连接的
SCL
和
SDA
数据线，然后复位运动传感器
MPU6050
的寄存器使其恢复到默认值，接着唤醒运动传感器
MPU6050
，保证其进入正常工作状态
。
[0013]优选的，设置运动传感器
MPU6050
的加速度满量程为
±
2g,
陀螺仪的满量程范围为
±
2000dps。
[0014]优选的，通过
IIC
接口读取运动传感器
MPU6050
的器件
ID
，控制
PA15
管脚输出低电平，使传感器器件
ID
为
0x68
，若读取器件
ID
与
0x68
不符，则重新进行
IIC
管脚初始化操作；若读取到正确的器件
ID
，则配置时钟源并发送数据至
STM32
芯片
。
[0015]优选的，所述
GPS
模块采用
U
‑
BLOX NEO
‑
6M
模组，
NEO
‑
6M
模组上电后，轮流发送不同帧的
GPS
信息，在
UART
接口接收到
GPS
数据后触发
UART
接口中断，在中断服务程序里检测帧头为“SGPRMC”的数据帧，检测成功后将
UTC
时间信息和经纬度值的信息从
UART
接口发送至终端上位机
。
[0016]优选的，进行所述运动传感器的数据采集后，采用
K
‑
means
聚类算法实现母牛行为的识别，
K
‑
means
聚类算法的输入包含数据集合
X
，其中含有
n
个数据元素以及聚类簇的个数
k
，输出是聚类误差平方和函数收敛时的
k
个聚类簇的集合，
K
‑
means
算法的具体步骤如下：
[0017]1)
从数据集合
X
中选择出
k
个数据点作为初始的聚类中心节点
C
j
，
j
＝
1,2,3,
…
，
k
；
[0018]2)
计算每一个数据节点到初始聚类的簇中心节点的欧式距离
D(X
i
，
C
j
)
，
i
＝
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于智慧牧场的母牛智能监测平台，包括有数据采集组件以及终端上位机，所述数据采集组件与终端上位机通过无线传输模块相连，其特征在于：所述数据采集组件包括有
STM32
芯片
、
存储模块以及
GPS
定位传感器
、
运动传感器以及温度传感器，所述数据采集组件设置于母牛身体外；所述微控制器用以母牛运动信息
、
位置信息以及温度信息的接收；所述终端上位机包括有数据接收模块
、
数据显示模块以及数据处理模块；所述数据接收模块，用以数据采集组件获取的运动信息
、
位置信息以及温度信息的接收；所述数据显示模块，用以运动信息
、
位置信息以及温度信息的实时显示；所述数据处理模块，用以将数据显示模块获取的运动信息
、
位置信息以及温度信息进行处理，分别以图表
、
地图和图表的形式完成显示；所述无线传输模块是基于北斗卫星系统设置，其用户段包括有采用
SX1278
为核心的
AS32
模块和天线，通过以
SX1278
为核心的
AS32
模块将获取的母牛运动信息
、
位置信息以及温度信息传输至
STM32
芯片，进一步的
STM32
芯片与终端上位机通讯连接形成信息共享，并进一步上传至数据库；所述运动传感器型号为
MPU6050
，其可采集牧场内的母牛的加速度信息
、
陀螺仪信息以及体表温度信息，并由
IIC
接口传输至
STM32
芯片中；所述
GPS
定位传感器用以进行母牛的定位，
GPS
信息通过
UART
接口传输至
STM32
芯片，
STM32
芯片将接收到的数据通过
SPI
总线保存至
Micro SD
卡中，同时由无线传输模块发送至终端上位机
。2.
根据权利要求1所述的一种基于智慧牧场的母牛智能监测平台，其特征在于，由于
STM32
芯片的硬件
IIC
接口不稳定，采取初始化
STM32
芯片的
PB10
和
PB11
管脚及与运动传感器
MPU6050
连接的
SCL
和
SDA
数据线，然后复位运动传感器
MPU6050
的寄存器使其恢复到默认值，接着唤醒运动传感器
MPU6050
，保证其进入正常工作状态
。3.
根据权利要求2所述的一种基于智慧牧场的母牛智能监测平台，其特征在于，设置运动传感器
MPU6050
的加速度满量程为
±
2g,
陀螺仪的满量程范围为
±
2000dps。4.
根据权利要求2所述的一种基于智慧牧场的母牛智能监测平台，其特征在于，通过
IIC
接口读取运动传感器
MPU6050
的器件
ID
，控制
PA15
管脚输出低电平，使传感器器件
ID
为
0x68
，若读取器件
ID
与
0x68
不符，则重新进行
IIC
管脚初始化操作；若读取到正确的器件
ID
，则配置时钟源并发送数据至
STM32
芯片
。5.
根据权利要求1所述的一种基于智慧牧场的母牛智能监测平台，其特征在于，所述
GPS
模块采用
U
‑
BLOX NEO

【专利技术属性】
技术研发人员：张靖，王定平，杨秀花，田晓进，
申请(专利权)人：贵州黄平农博翔有限责任公司，
类型：发明
国别省市：