[发明专利]一种分析肉牛行为和监测生命体征的智能项圈及其方法

权利要求书

1.一种分析肉牛行为和监测生命体征的智能项圈及其方法，包括佩戴在肉牛颈部的智能项圈、无线通讯模块和设备终端，其特征在于，智能项圈集成微处理器控制模块、温度监测模块、行为姿态监测模块、身份识别模块、蓝牙定位模块和电源模块，无线通讯模块一端是智能项圈，另一端是设备终端，且两个终端之间是通过蓝牙网关进行数据传输和通信，设备终端是PC和APP，设备终端将接收到的智能项圈监测数据，使用最小二乘法建立体温校正公式，使用神经网络模型分析肉牛的行为姿态，以及使用卡尔曼滤波算法确定肉牛位置。

2.根据权利要求1所述的一种分析肉牛行为和监测生命体征的智能项圈及其方法，其特征在于：微处理器选用的STM32F103C8T6是一款基于ARMCortex-M3内核的32位微处理器。

3.根据权利要求1所述的一种分析肉牛行为和监测生命体征的智能项圈及其方法，其特征在于：温度监测模块选用DS18B20单总线温度传感器，与微处理器控制模块通过单总线访问，使用一个普通I/O接口，通过引脚电平时序实现设备间通讯，实现数据的双向传输。

4.根据权利要求1所述的一种分析肉牛行为和监测生命体征的智能项圈及其方法，其特征在于：行为姿态监测模块选用MPU6050惯性运动传感器，与微处理器控制模块通过IIC总线连接，实现命令与数据的双向传输。

5.根据权利要求1所述的一种分析肉牛行为和监测生命体征的智能项圈及其方法，其特征在于：身份信息识别模块选用RFID电子标签读写模块，与微处理器控制模块通过USART总线相连，实现命令和数据的双向传输。

6.根据权利要求1所述的一种分析肉牛行为和监测生命体征的智能项圈及其方法，其特征在于：蓝牙定位模块模块HC-42蓝牙模组，与微处理器控制模块通过USART总线相连，实现定位和数据传输功能。

7.根据权利要求1所述的一种分析肉牛行为和监测生命体征的智能项圈及其方法，其特征在于：所述无线通讯模块，其连接方式为智能项圈与蓝牙网关相连，蓝牙网关与设备终端相连，实现命令与数据的双向自收发传输。

8.根据权利要求1所述的一种分析肉牛行为和监测生命体征的智能项圈及其方法，其特征在于：蓝牙网关选用HC-42蓝牙模组，与网关中微处理器通过USART总线相连，实现项圈所采集数据的接收和命令发送，该蓝牙网关最终把接收的项圈采集数据通过串口传输至电脑端。

9.根据权利要求1所述的一种分析肉牛行为和监测生命体征的智能项圈及其方法，其特征在于：蓝牙网关中串口传输模块选用CH340G模组，将USART串口信号转换为USB信号，以供设备终端进行数据读取，并在设备终端实现数据的显示与存储。

10.根据权利要求1所述的一种分析肉牛行为和监测生命体征的智能项圈及其方法，其特征在于：一种分析肉牛行为和生命体征监测的方法包括如下步骤：步骤一：将智能项圈佩戴在肉牛脖颈上，完成设备初始化；步骤二：进行蓝牙组网，搭建智能项圈与设备终端的通信环境，以及蓝牙定位的环境，该环境基于BLE蓝牙低功耗传输协议，实现传输数据量大，传输距离远等功能，其中蓝牙定位采用三点定位法，利用RSSI(Received Signal StrengthIndicator)接收信号强度分别计算肉牛与距离最近的三个Beacon(信标)之间的距离，最终位置的确定是利用卡尔曼滤波实现；步骤三：温度监测模块用于测量肉牛脖颈温度，用于生命体征的监测，该模块选用DS18B20单总线温度传感器，与微处理器控制模块通过单总线访问，使用一个普通I/O接口,通过引脚电平时序实现设备间通讯，及二进制命令，实现数据的双向传输，并且每半个小时向设备终端发送一次数据，在设备终端会建立肉牛体表温度校正公式，其中体温校正公式是利用最小二乘法将传感器测量值与人工检测值进行线性拟合，如果温度超出或低于正常的体温范围，则判断出肉牛此时的健康状况；步骤四：行为姿态监测模块用于测量肉牛在x、y、z方向的加速度变化值和倾角值，用于行为姿态分析，该模块选用MPU6050惯性运动传感器，与微处理器控制模块通过IIC1总线连接，实现命令与数据的双向传输，并且每5分钟向设备终端发送一次数据，在设备终端会建立相应的神经网络模型，预测出肉牛的行为活动；步骤五：智能项圈在每次数据发送时，会通过RFID电子标签获取肉牛的身份信息，该模块选用RFID电子标签读写模块，与微处理器控制模块通过USART3总线相连，实现命令和数据的双向传输，并将肉牛的身份信息与温度数据和行为姿态数据一起发送至设备终端，设备终端准确的识别和确定牛只信息。