專利名稱：一種飼養(yǎng)場(chǎng)紅外測(cè)溫系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉屬于電子通信領(lǐng)域，具體涉及一種用于畜牧行業(yè)中的基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的紅外測(cè)溫系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)肉類產(chǎn)品的需求大幅度增長(zhǎng)，這推動(dòng)了我國(guó)畜牧業(yè)快速發(fā)展，對(duì)我國(guó)畜牧業(yè)的疾病防治與日常管理工作提出了新的挑戰(zhàn)。對(duì)于大規(guī)模飼養(yǎng)場(chǎng)而言，做好動(dòng)物的疾病防治與日常管理工作，對(duì)促進(jìn)畜牧業(yè)的發(fā)展具有重要意義。實(shí)時(shí)掌握動(dòng)物的體溫及日常信息(如動(dòng)物進(jìn)食狀態(tài)，閑時(shí)精神狀態(tài)，病時(shí)治療記錄，異常狀況等)是做好動(dòng)物疾病防治與日常管理的基本要求。動(dòng)物在生病時(shí)，多數(shù)情況都會(huì)表現(xiàn)出體溫異常，因此在大規(guī)模飼養(yǎng)場(chǎng)，特別是在動(dòng)物疫情傳播初期，需要一種測(cè)溫系統(tǒng)，能迅速排查動(dòng)物溫度并進(jìn)行信息管理，以便及時(shí)對(duì)已感染動(dòng)物做 隔離治療?，F(xiàn)有的動(dòng)物體溫測(cè)量方式主要有兩種。一種為接觸式,主要用體溫計(jì)插入動(dòng)物直腸內(nèi)或其他部位，其特點(diǎn)是成體低，速度慢，存在接觸感染風(fēng)險(xiǎn)，適用于小范圍內(nèi)的測(cè)量；另一種為非接觸式，如紅外測(cè)溫，具有速度快、精度高、易操作、無接觸感染風(fēng)險(xiǎn)、適用于大規(guī)模動(dòng)物溫度測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)。紅外測(cè)溫儀可快速測(cè)出動(dòng)物體溫，測(cè)量效率較高。飼養(yǎng)技術(shù)人員在用紅外測(cè)溫儀測(cè)溫時(shí)不需要直接接觸動(dòng)物身體，能夠安全地讀取動(dòng)物溫度，減少飼養(yǎng)技術(shù)人員感染動(dòng)物傳染病的風(fēng)險(xiǎn)。然而，現(xiàn)有的紅外測(cè)溫儀不具有實(shí)時(shí)無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送能力，在應(yīng)對(duì)大規(guī)模動(dòng)物疫時(shí)，不能及時(shí)上傳所測(cè)信息，以便監(jiān)控中心做跟蹤處理，以阻止疫情在飼養(yǎng)場(chǎng)內(nèi)傳播。再者，現(xiàn)有的紅外測(cè)溫儀具有測(cè)量的有效距離范圍，測(cè)量工作需要在該有效距離范圍內(nèi)進(jìn)行，這需要測(cè)溫人員具有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，依靠主觀經(jīng)驗(yàn)來確保測(cè)量的效率與準(zhǔn)確性，自動(dòng)化程度不高?，F(xiàn)有的飼養(yǎng)場(chǎng)動(dòng)物現(xiàn)場(chǎng)管理信息采集主要是通過飼養(yǎng)員手動(dòng)記錄在記事本，然后再輸入到信息管理系統(tǒng)，具有工作量大、信息傳遞實(shí)時(shí)性不高的缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的飼養(yǎng)場(chǎng)紅外測(cè)溫系統(tǒng)，該飼養(yǎng)場(chǎng)紅外測(cè)溫系統(tǒng)能夠在有效測(cè)量范圍內(nèi)自動(dòng)測(cè)溫并實(shí)時(shí)傳遞測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種飼養(yǎng)場(chǎng)紅外測(cè)溫系統(tǒng)，包括PC機(jī)以及通過ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)與所述PC機(jī)連接的若干個(gè)便攜式紅外測(cè)溫及數(shù)據(jù)傳送控制器，所述便攜式紅外測(cè)溫及數(shù)據(jù)傳送控制器由ZigBee無線發(fā)射模塊、數(shù)字紅外測(cè)溫傳感器、超聲波測(cè)距裝置、按鍵和LCD構(gòu)成，所述數(shù)字紅外測(cè)溫傳感器、所述超聲波測(cè)距裝置、所述按鍵、所述LCD均與所述ZigBee無線發(fā)射模塊電連接。[0008]所述ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)由協(xié)調(diào)器、路由器、終端節(jié)點(diǎn)組成，所述PC機(jī)與所述協(xié)調(diào)器通過串口 RS232連接。所述ZigBee無線發(fā)射模塊包括芯片CC2340。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型是一種基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的飼養(yǎng)場(chǎng)紅外測(cè)溫系統(tǒng)，該飼養(yǎng)場(chǎng)紅外測(cè)溫系統(tǒng)能夠在有效測(cè)量范圍內(nèi)自動(dòng)測(cè)溫并實(shí)時(shí)傳遞測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)。本實(shí)用新型具有成本低、操作方便的優(yōu)點(diǎn)。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓樸圖；圖3是便攜式紅外測(cè)溫及數(shù)據(jù)傳送控制器的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是私有協(xié)議rou的結(jié)構(gòu)圖；圖5是養(yǎng)殖場(chǎng)動(dòng)物信息管理的數(shù)據(jù)接收處理流程圖；圖6是具有ZigBee接入的紅外測(cè)溫軟件流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。如圖I、圖3所示，一種飼養(yǎng)場(chǎng)紅外測(cè)溫系統(tǒng)，包括PC機(jī)以及通過ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)與PC機(jī)連接的若干個(gè)便攜式紅外測(cè)溫及數(shù)據(jù)傳送控制器，便攜式紅外測(cè)溫及數(shù)據(jù)傳送控制器由ZigBee無線發(fā)射模塊、數(shù)字紅外測(cè)溫傳感器、超聲波測(cè)距裝置、按鍵和LCD構(gòu)成，數(shù)字紅外測(cè)溫傳感器、超聲波測(cè)距裝置、按鍵、LCD均與ZigBee無線發(fā)射模塊電連接。PC機(jī)的信息管理系統(tǒng)通過ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)接收傳送過來的溫度及其他信息(飼料的種類、進(jìn)食狀況等)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)管理，ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)用來傳送信息，便攜式紅外測(cè)溫及數(shù)據(jù)傳送控制器用來采集溫度、發(fā)送信息和溫度異常提示。如圖2所示，ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)由協(xié)調(diào)器I、路由器2和終端節(jié)點(diǎn)3組成。信息管理系統(tǒng)通過PC機(jī)串口 RS232與ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器I連接，便攜式紅外測(cè)溫及數(shù)據(jù)傳送控制器以無線的方式與ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)交換信息。
、[0021]由于一切溫度高于絕對(duì)零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量，輻射能量的大小及其波長(zhǎng)與物體的表面溫度有著十分密切的關(guān)系。因此，通過對(duì)物體自身輻射的紅外能量的測(cè)量，便能準(zhǔn)確地測(cè)定它的表面溫度，這就是紅外輻射測(cè)溫所依據(jù)的客觀基礎(chǔ)。便攜式紅外測(cè)溫及數(shù)據(jù)傳送控制器的芯片CC2430控制超聲波模塊產(chǎn)生超聲波，此時(shí)開始計(jì)時(shí)，直到其遇到被測(cè)物體，超聲波反射被超聲波模塊接收，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)送給芯片CC2430，此時(shí)停止計(jì)時(shí)。根據(jù)超聲波在標(biāo)準(zhǔn)空氣中傳播速度為331. 45m/s，可計(jì)算出被測(cè)
量的距離。本實(shí)用新型的運(yùn)行步驟為1、依次打開ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器I、路由器2、終端節(jié)點(diǎn)3，建立ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)；2、開啟PC機(jī)，運(yùn)行信息管理系統(tǒng)，確認(rèn)與ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)連接成功，等待ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸來的數(shù)據(jù)；3、打開便攜式紅外測(cè)溫及數(shù)據(jù)傳送控制器，采集溫度，向ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)。[0024]ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)選用成都無線龍C51RF-2430組件，其硬件芯片使用CC2430，能夠提供高性能并滿足以ZigBee為基礎(chǔ)的2. 4GHz ISM波段應(yīng)用對(duì)低成本，低功耗的要求，在單個(gè)芯片上整合了 ZigBee射頻(RF)前端、內(nèi)存和微控制器，提供了 ZigBee2006協(xié)議棧及嵌入式操作系統(tǒng)API接口，通過編譯配置，能在同一硬件基礎(chǔ)上編譯出協(xié)調(diào)器、路由器、終端節(jié)點(diǎn)，通過修改協(xié)調(diào)器的應(yīng)用程序?qū)哟a就可以將其終端節(jié)點(diǎn)發(fā)來的信息傳送給信息管理系統(tǒng)，使信息管理系統(tǒng)與便攜式紅外測(cè)溫及數(shù)據(jù)傳送控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，路由器在此做中繼作用。在有障礙時(shí)，三者之間的有效通信距離為30多米，在無障礙時(shí)可達(dá)70多米，具體布局可根據(jù)飼養(yǎng)場(chǎng)的具體環(huán)境進(jìn)行設(shè)置。信息管理系統(tǒng)與便攜式紅外測(cè)溫及數(shù)據(jù)傳送控制器在應(yīng)用層的私有通信協(xié)議的定義，如附圖4所示，包頭與包屋標(biāo)志可采用特殊符號(hào)如表示，可區(qū)分256種信息類型，每個(gè)消息內(nèi)容有224狀態(tài)信息，可根據(jù)實(shí)際需求對(duì)信息內(nèi)容進(jìn)行再編碼，信息管理系統(tǒng)根據(jù)這些信息狀態(tài)，定義對(duì)應(yīng)的管理信息內(nèi)容，溫度信息生成由飼養(yǎng)人員使用便攜式紅外測(cè)溫及數(shù)據(jù)傳送控制器測(cè)溫生成，其他信息(飼料的種類、進(jìn)食狀況等)由飼養(yǎng)人員通過 觀察，再操作便攜式紅外測(cè)溫及數(shù)據(jù)傳送控制器按鍵生成。便攜式紅外測(cè)溫及數(shù)據(jù)傳送控制器的測(cè)溫工作過程如圖6所示，芯片CC2340初始化IXD、數(shù)字紅外測(cè)溫傳感器等外部器件，設(shè)置正常溫度區(qū)間，啟動(dòng)ZigBee協(xié)議加入ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，若啟用自動(dòng)測(cè)溫功能，則啟用超聲波測(cè)量與被測(cè)動(dòng)物的距離，如在有效距離內(nèi)，則芯片CC2340讀取數(shù)字紅外傳感器溫度值，然后與正常溫度區(qū)間比較，再通過IXD顯示當(dāng)前距離及被測(cè)動(dòng)物溫度信息是否正常，距離有效標(biāo)志復(fù)位，停止測(cè)距。如是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集模式，則向協(xié)調(diào)器I發(fā)送溫度信息及異常信息，信息打包的格式采用如圖4格式，再由協(xié)調(diào)器I發(fā)送給信息管系統(tǒng)。非自動(dòng)測(cè)溫過程，則是以手動(dòng)按鍵方式直接測(cè)量被測(cè)動(dòng)物，然后顯示其溫度，只要便攜式紅外測(cè)溫及數(shù)據(jù)傳送控制器與被測(cè)動(dòng)物在有效的距離就可以進(jìn)行測(cè)溫，不需要人干預(yù)。便攜式紅外測(cè)溫及數(shù)據(jù)傳送控制器的信息傳遞功能，主要是由動(dòng)物飼養(yǎng)員在日常工作時(shí)將觀察到的信息(如動(dòng)物吃的飼料種類、閑時(shí)狀態(tài)、病時(shí)的治療、異常狀況等信息)通過手動(dòng)按鍵發(fā)送編碼信息到ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器1，再由協(xié)調(diào)器I發(fā)送給信息管系統(tǒng)，由其對(duì)解碼對(duì)應(yīng)的信息內(nèi)容，并進(jìn)行記錄與處理。系統(tǒng)收集信息的工作過程如圖5所示，在建立ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)后，打開PC機(jī)，飼養(yǎng)場(chǎng)動(dòng)物信息管理的系統(tǒng)初始化，通過協(xié)調(diào)器I監(jiān)聽ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)過來的數(shù)據(jù)，若收到新的信息，則根據(jù)圖4的格式及信息管理系統(tǒng)與便攜式紅外測(cè)溫及數(shù)據(jù)傳送控制器之間定義的信息庫進(jìn)行解碼，再根據(jù)解碼的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上內(nèi)容僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行的簡(jiǎn)單修改或者等同替換，均不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求1.一種飼養(yǎng)場(chǎng)紅外測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于所述飼養(yǎng)場(chǎng)紅外測(cè)溫系統(tǒng)包括PC機(jī)以及通過ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)與所述PC機(jī)連接的若干個(gè)便攜式紅外測(cè)溫及數(shù)據(jù)傳送控制器，所述便攜式紅外測(cè)溫及數(shù)據(jù)傳送控制器由ZigBee無線發(fā)射模塊、數(shù)字紅外測(cè)溫傳感器、超聲波測(cè)距裝置、按鍵和LCD構(gòu)成，所述數(shù)字紅外測(cè)溫傳感器、所述超聲波測(cè)距裝置、所述按鍵、所述IXD均與所述ZigBee無線發(fā)射模塊電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的飼養(yǎng)場(chǎng)紅外測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于所述ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)由協(xié)調(diào)器、路由器、終端節(jié)點(diǎn)組成，所述PC機(jī)與所述協(xié)調(diào)器通過串口 RS232連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的飼養(yǎng)場(chǎng)紅外測(cè)溫系統(tǒng)，其特征在于所述ZigBee無線發(fā)射模塊包括芯片CC2340。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種飼養(yǎng)場(chǎng)紅外測(cè)溫系統(tǒng)，包括PC機(jī)以及通過ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)與所述PC機(jī)連接的若干個(gè)便攜式紅外測(cè)溫及數(shù)據(jù)傳送控制器，所述便攜式紅外測(cè)溫及數(shù)據(jù)傳送控制器由ZigBee無線發(fā)射模塊、數(shù)字紅外測(cè)溫傳感器、超聲波測(cè)距裝置、按鍵和LCD構(gòu)成，所述數(shù)字紅外測(cè)溫傳感器、所述超聲波測(cè)距裝置、所述按鍵、所述LCD均與所述ZigBee無線發(fā)射模塊電連接。本實(shí)用新型是一種基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的飼養(yǎng)場(chǎng)紅外測(cè)溫系統(tǒng)，該飼養(yǎng)場(chǎng)紅外測(cè)溫系統(tǒng)能夠在有效測(cè)量范圍內(nèi)自動(dòng)測(cè)溫并實(shí)時(shí)傳遞測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)。本實(shí)用新型具有成本低、操作方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G08C17/02GK202442790SQ20112053027
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者朱然輝, 申利民 申請(qǐng)人:廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院