本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種用于基于物聯(lián)網(wǎng)的母牛遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，被認(rèn)定為全球新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。我國非常重視物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，十二五規(guī)劃中，被列為國家的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)是指通過傳感器、射頻識(shí)別(RFID)、全球定位系統(tǒng)、二碼等信息感知設(shè)備，按約定的協(xié)議連接起來，通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、數(shù)據(jù)采集、智能控制、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。近年來隨著無線網(wǎng)絡(luò)，傳感器技術(shù)的發(fā)展，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為科學(xué)工作者關(guān)注的熱點(diǎn)。母牛在養(yǎng)育過程中，畜牧場環(huán)境如溫濕度、風(fēng)速、雨量等對(duì)其生長、發(fā)育、產(chǎn)奶有著重要的影響。傳統(tǒng)的母牛場管理方式靠人工采取環(huán)境信息，浪費(fèi)大量的人力物力財(cái)力，且管理效率低下，管理覆蓋面積較小，不利于母牛場的高效運(yùn)轉(zhuǎn)和管理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的問題是提供一種實(shí)時(shí)、低成本、智能化的，能夠提高母牛場的管理效率的基于物聯(lián)網(wǎng)的母牛遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：所提供的一種用于基于物聯(lián)網(wǎng)的母牛遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括采用ZigBee組網(wǎng)方式的終端模塊、路由模塊、中心模塊和數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，所述終端模塊負(fù)責(zé)母牛運(yùn)動(dòng)步數(shù)的采集，并以無線的方式把采集的數(shù)據(jù)傳輸給路由模塊，所述路由模塊負(fù)責(zé)參與路由發(fā)現(xiàn)、消息轉(zhuǎn)發(fā)和通過連接別的節(jié)點(diǎn)來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，所述中心模塊負(fù)責(zé)發(fā)起建立新的網(wǎng)絡(luò)、設(shè)定網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、管理網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)以及存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)信息，并接收來自路由節(jié)點(diǎn)的母牛活動(dòng)量數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)監(jiān)控中心把中心模塊通過串口傳送至上位機(jī)的監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷、顯示、查詢和存儲(chǔ)。

優(yōu)選的，所述ZigBee組網(wǎng)方式具體為一種網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述終端模塊包括振動(dòng)傳感器、調(diào)理電路模塊、時(shí)鐘電路模塊、電源電路模塊、天線和微處理器，所述振動(dòng)傳感器通過調(diào)理電路模塊橋接微處理器，所述時(shí)鐘電路模塊、電源電路模塊分別與微處理器單向通信，所述天線與微處理器雙向通信。

優(yōu)選的，所述振動(dòng)傳感器采用CLA-3全向振動(dòng)傳感器，通過綁在牛頸部實(shí)現(xiàn)計(jì)步器功能，所述調(diào)理電路模塊包括比較電路和整形電路。

優(yōu)選的，所述路由模塊包括電源模塊、備用電源電路、時(shí)鐘模塊、功率放大模塊、天線和微處理器，所述電源模塊、備用電源電路和時(shí)鐘模塊分別與微處理器單向通信，所述天線通過功率放大模塊與微處理器雙向通信。

優(yōu)選的，所述功率放大模塊采用TI的CC2591模塊，所述微處理器采用TI的CC2430單芯片集成SoC方案。

優(yōu)選的，所述中心模塊包括串口通信模塊、電源模塊、備用電源模塊、時(shí)鐘模塊、天線和微處理器，所述電源模塊、備用電源模塊和時(shí)鐘模塊分別與微處理器單向通信，所述串口通信模塊和天線分別與微處理器進(jìn)行雙向通信。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)監(jiān)控中心具體為采用NI公司的LabVIEW開發(fā)環(huán)境進(jìn)行開發(fā)的數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)。

采用本發(fā)明的技術(shù)方案，該監(jiān)測系統(tǒng)具有可擴(kuò)展、自組織、自恢復(fù)、長距離通信的優(yōu)點(diǎn)，可遠(yuǎn)距離采集母?；顒?dòng)量數(shù)據(jù)，無論是終端監(jiān)測模塊還是路由模塊，均能隨時(shí)加入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)值，且可擴(kuò)展到多牛舍母牛活動(dòng)量監(jiān)測，能夠?qū)δ概Ｉ硇畔⑦M(jìn)行動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)、低成本、智能化的監(jiān)測，從而實(shí)現(xiàn)以最小或最節(jié)省的投入達(dá)到同等收入或是更高的收入，極大地提高母牛場的管理效率，得推廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的一種用于基于物聯(lián)網(wǎng)的母牛遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的總體示意圖。

圖2為本發(fā)明所述的一種用于基于物聯(lián)網(wǎng)的母牛遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的終端模塊的框圖。

圖3為本發(fā)明所述的一種用于基于物聯(lián)網(wǎng)的母牛遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的終端模塊的調(diào)理電路部分的框圖。

圖4為本發(fā)明所述的一種用于基于物聯(lián)網(wǎng)的母牛遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的路由模塊的框圖。

圖5為本發(fā)明所述的一種用于基于物聯(lián)網(wǎng)的母牛遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的中心模塊的框圖。

其中：1—終端模塊，2—路由模塊，3—中心模塊，4—數(shù)據(jù)監(jiān)控中心。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

實(shí)施例：

如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本實(shí)施例的一種用于基于物聯(lián)網(wǎng)的母牛遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，包括采用ZigBee組網(wǎng)方式的終端模塊、路由模塊、中心模塊和數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，所述終端模塊負(fù)責(zé)母牛運(yùn)動(dòng)步數(shù)的采集，并以無線的方式把采集的數(shù)據(jù)傳輸給路由模塊，所述路由模塊負(fù)責(zé)參與路由發(fā)現(xiàn)、消息轉(zhuǎn)發(fā)和通過連接別的節(jié)點(diǎn)來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，所述中心模塊負(fù)責(zé)發(fā)起建立新的網(wǎng)絡(luò)、設(shè)定網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、管理網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)以及存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)信息，并接收來自路由節(jié)點(diǎn)的母?；顒?dòng)量數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)監(jiān)控中心把中心模塊通過串口傳送至上位機(jī)的監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷、顯示、查詢和存儲(chǔ)。

所述ZigBee組網(wǎng)方式具體為一種網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)增加和刪除一個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)位置發(fā)生變動(dòng)，節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障等情況，網(wǎng)絡(luò)能夠自我恢復(fù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，無需人工的干預(yù)，保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)仍然能夠正常工作，有利于廣泛的應(yīng)用于不同類型的養(yǎng)殖場，對(duì)于大型的養(yǎng)殖場，通信距離較遠(yuǎn)、節(jié)點(diǎn)多，采用網(wǎng)狀型結(jié)構(gòu)。

所述終端模塊包括振動(dòng)傳感器、調(diào)理電路模塊、時(shí)鐘電路模塊、電源電路模塊、天線和微處理器，所述振動(dòng)傳感器通過調(diào)理電路模塊橋接微處理器，所述時(shí)鐘電路模塊、電源電路模塊分別與微處理器單向通信，所述天線與微處理器雙向通信。所述振動(dòng)傳感器采用CLA-3全向振動(dòng)傳感器，通過綁在牛頸部實(shí)現(xiàn)計(jì)步器功能，與被監(jiān)測對(duì)象必須采用剛性連接，以減少振動(dòng)源與傳感器的信號(hào)衰減。所述調(diào)理電路模塊包括比較電路和整形電路，該振動(dòng)傳感器具有全向檢測、靈敏度可調(diào)、高抗干擾能力、產(chǎn)品一致性和互換性好、體積小的特點(diǎn)。而通過調(diào)理電路的設(shè)置，可以電容隔離振動(dòng)傳感器輸出的直流分量，可以調(diào)節(jié)電阻用于對(duì)振動(dòng)傳感器靈敏度。本系統(tǒng)采用帶干簧管的復(fù)位電路，復(fù)位時(shí)無需打開外殼，只需利用磁鐵就能方便地使電路復(fù)位。

所述路由模塊包括電源模塊、備用電源電路、時(shí)鐘模塊、功率放大模塊、天線和微處理器，所述電源模塊、備用電源電路和時(shí)鐘模塊分別與微處理器單向通信，所述天線通過功率放大模塊與微處理器雙向通信。所述功率放大模塊采用TI的CC2591模塊，所述微處理器采用TI的CC2430單芯片集成SoC方案。其中路由模塊的路由節(jié)點(diǎn)在牛舍的各個(gè)角落，充分考慮流體運(yùn)動(dòng)對(duì)信號(hào)的干擾情況，使得每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)都處于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的覆蓋范圍內(nèi)，增加網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸。

所述中心模塊包括串口通信模塊、電源模塊、備用電源模塊、時(shí)鐘模塊、天線分別與微處理器，所述電源模塊、備用電源模塊和時(shí)鐘模塊和微處理器單向通信，所述串口通信模塊和天線分別與微處理器進(jìn)行雙向通信。中心模塊采用持續(xù)電源和備用電源兩種方式供電，以保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性。數(shù)據(jù)通過串口的方式發(fā)送到PC機(jī)中心模塊通過串口RS-232固定在監(jiān)控中心附近。微處理器是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，采用CC2430單芯片集成SoC方案滿足了外形小、集成度要高、功耗低、運(yùn)行速度盡量快、成本低的特點(diǎn)。所述數(shù)據(jù)監(jiān)控中心具體為采用NI公司的LabVIEW開發(fā)環(huán)境進(jìn)行開發(fā)的數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)。

顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。