动物高精度饮水记录系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种动物高精度饮水记录系统，包括：主控芯片、液体流量传感器、计算机以及供电单元，其中，所述主控芯片，接收所述液体流量传感器发送的流量数据信号进行处理后发送给所述计算机；所述液体流量传感器，将液体通过所述传感器检测到的流量数据信号发送给所述主控芯片；所述计算机，接收所述主控芯片发送的流量数据信号进行显示，并对所述主控芯片内部的参数进行调控；所述供电单元，对所述主控芯片供电。本发明解决了原有的动物饲养管理领域中无法动态准确的获取动物的饮水行为信息，包括饮水量、饮水时间变化等问题，能够有效、精确的计量动物在任何时间的饮水行为信息，并将该信息完整的保留在设备内部，供生产管理人员分析研究。
【专利说明】动物局精度饮水记录系统

【技术领域】
[0001]本发明涉及动物养殖业领域，具体涉及一种动物高精度饮水记录系统。

【背景技术】
[0002]饮水行为是动物从外界获取水分，以满足自身维持和生产需要的一种重要行为，包括对水源的感知、定位识别及饮水量、饮水时间、饮水次数等信息，它是保证动物健康生长和高效生产的关键因素；同时也是动物和周围环境复杂的交换作用的结果，是动物及其综合机能的外在表现。因此饮水行为直接关系到动物的生理健康状况和生产效率。研宄表明，动物的饮水行为与动物的日龄、生长及产水平、外界温度、水温、供水方式、饲料种类、饲喂方法及动物的活动量有关。健康的动物在一定的环境下其饮水行为具有一定的规律，当饮水规律出现异常时，往往预示着动物处于不利的环境、疫病等应激情况中。如果能够准确记录动物的饮水行为，就能摸清其中的变化规律，以便科学、合理的制定养殖管理制度，并及时发现和处理动物应激和疾病状况，提高动物的健康水平，从而提高动物的生长和生产效率。
[0003]现有技术中，虽然存在普通水表和智能IC卡水表，但是他们只能机械记录用水总量，且不能达到研宄所需的精度(现有水表记录长期的用水量，其记录值的重点在立方米级另IJ，而猪每次饮水量在几十ml到几L之间，现有水表根本达不到这种精度要求)，生产管理人员无法动态地获取饲养动物在某一时段或时期的饮水行为信息，包括总饮水量、饮水时间、饮水次数、单次饮水量、单次饮水时间等，进而不能掌握动物在该时间段的应激状况及生理健康变化。
[0004]因此，如何设计一种能够记录动物饮水变化的高精度记录系统便成为了目前亟待解决的问题。


【发明内容】

[0005]本发明所要解决的技术问题是，提供一种动物高精度饮水记录系统，以解决原有的动物饲养领域中无法动态精确的获取动物饮水行为数据等问题。
[0006]为解决上述结束问题，本发明所采用的技术方案如下:一种动物高精度饮水记录系统，包括主控芯片、液体流量传感器、计算机以及供电单元，其中，
所述主控芯片，分别与所述液体流量传感器、计算机以及供电单元相连接，接收所述液体流量传感器发送的流量数据信号进行处理后发送给所述计算机；
所述液体流量传感器，连接所述主控芯片，将液体通过所述传感器检测到的流量数据信号发送给所述主控芯片；
所述计算机，接收所述主控芯片发送的流量数据信号进行显示，并对所述主控芯片内部的参数进行调控；
所述供电单元，连接所述主控芯片，对所述主控芯片供电。
[0007]进一步地，所述主控芯片包括脉冲数据采集单元、功率控制单元、数据处理单元、存储单元、键盘扫描单元、接口控制单元、通信控制单元以及时钟控制单元；其中，
所述脉冲数据采集单元，读取液体流量传感器发送的流量数据信号；
所述功率控制模块，控制所述主控芯片的功耗；
所述数据处理单元，将液体流量数据信号按照约定的数据格式发送至存储单元进行存储；
所述存储单元，对液体流量数据信号进行存储；
所述键盘扫描模块，采用中断/查询方式，定时查询计算机对主控芯片的命令，并根据相应的键值进行对应的动作；
所述接口控制模块，控制所述主控芯片的不同通讯接口打开；
所述通信控制单元，完成主控芯片与外部设备之间的数据通信；
时钟控制单元，产生同步时钟信号。
[0008]进一步地，所述主控芯片上设有至少一个与外部通讯的接口。
[0009]优选地，所述主控芯片上还集成有无线通信单元。
[0010]优选地，所述监控系统还包括外置的FLASH存储器。
[0011]优选地，所述监控系统还包括有可与主控芯片和计算机相连接的数据转存器，所述数据转存器与所述计算机和主控芯片之间通过专用电缆实现数据传输。
[0012]优选地，所述供电单元为锂聚合物电池。
[0013]优选地，所述液体流量传感器为涡轮水流量传感器。
[0014]进一步地，所述涡轮水流量传感器在检测到有水流过时将产生的脉冲送入到主控芯片，功率控制模块控制设备退出低功耗状态，进入记录一次饮水过程，该过程由两个参数控制，一个是设定的两次脉冲的时间间隔值，另一个是设定单次饮水的最小数量值，当实际检测到的两个脉冲的时间间隔大于设定的时间间隔值，拆分为两次饮水记录，当检测到的单次饮水的最小数量值小于设定的最小数量值时，忽略此次数据，当记录一次饮水事件后，所述功率控制模块控制仪器又进入低功耗状态。
[0015]与现有技术相比，本发明所提供的一种动物高精度饮水记录系统，操作简单实用，能够有效精确的计量动物在任何时间的饮水行为信息，并将该信息完整的保留在设备内部；综合运用微电脑技术、电子存储技术、有线/无线通信技术、微型大范围流量传感器技术，采用模糊算法处理设备运行记录数据，据此记录、了解、并掌握动物的饮水习性，以及在各生长周期和不同环境条件下的变化规律，并根据其变化规律来制定饲养管理制度，掌握药物投放时间，改善供水工艺，以此来保证动物的健康状况，发挥其最大的生产潜能。可广泛应用于现代养殖业中。

【专利附图】

【附图说明】
[0016]图1为本发明所述的一种动物高精度饮水记录系统的原理图；
图2为图1所述的主控芯片的原理图；
图3为本发明所述的一种动物高精度饮水记录系统的另一原理图。

【具体实施方式】
[0017]如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，产品制造商可能会用不同名词来称呼同一个部件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分部件的方式，而是以部件在功能上的差异来作为区分的准则。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0018]以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
[0019]如图1所示，本发明公开了一种动物高精度饮水记录系统，尤其涉及对种猪生长繁殖过程中的饮水行为的控制，该系统包括:主控芯片10、液体流量传感器20、计算机30以及供电单元40，其中，
所述主控芯片10，分别与所述液体流量传感器20、供电单元40以及计算机30相连接，所述主控芯片10，一方面接收所述液体流量传感器20发送的流量数据信号进行相应处理后发送给所述计算机30，另一方面，也会执行计算机30返回的操作命令对其本身的参数进行设置或修改；
所述液体流量传感器20，连接所述主控芯片10，液体通过所述传感器时，传感器将检测到的流量数据信号发送给所述主控芯片10 ;
所述计算机30，接收所述主控芯片10发送的流量数据信号进行显示，并对所述主控芯片10内部的参数进行调控；所述计算机30设有可与主控芯片10进行通信的RS-232接口，通过在计算机30上，一方面可以查看到主控芯片10返回的液体流量数据信息，另一方面，利用RS-232接口，可进入主控芯片10的指令模式，通过在计算机30操作界面上实现对主控芯片10的参数查询、数据改写，以及将计算机30上的软件导入到主控芯片10，实现对主控芯片10新功能的添加。
[0020]所述供电单元40，连接所述主控芯片10，对所述主控芯片10供电。
[0021]本发明的动物饮水记录系统，能够实时将数据传送到计算机30中心，便于生产管理人员进行统计分析，对动物的生长周期、养殖改进、科学培育都有很好的帮助，方便工作人员对动物的深入研宄，掌握其应激状态。
[0022]请参照图2所示，具体来说，所述主控芯片10作为整个系统的中央处理器，它包括脉冲数据采集单元101、功率控制单元102、数据处理单元103、存储单元104、键盘扫描单元105、接口控制单元106、通信控制单元107以及时钟控制单元108 ;其中，
所述脉冲数据采集单元101，读取液体流量传感器20发送的流量数据信号；当被测液体流过传感器时，在流体作用下，叶轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比。叶轮的转动周期地改变磁回路的磁阻值，检测线圈中的磁通随之发生周期性变化，产生频率与叶片旋转频率相同的感应电动势，经放大后，进行转换和处理。脉冲数据采集单元101将接收该传感器发送的数据信号。
[0023]所述功率控制模块，控制所述主控芯片10的功耗，控制芯片何时开始工作、何时进入低功耗状态、何时退出低功耗状态，使系统省电，不工作时处于最低的功耗状态。
[0024]所述数据处理单元103，将液体流量数据信号按照约定的数据格式发送至存储单元104进行存储，在存储数据时对时间的年、月、日、时、分进行变化存储；对所有存储芯片，所有数据为循环存储。在对存储的数据进行下载时，可以选择以ASCII码方式或HEX方式进行，可以单芯片下载也可以全部下载。
[0025]所述存储单元104，对液体流量数据信号进行暂时存储，当收到计算机30或其他设备的调取的命令时，从存储单元104中调出该信号。
[0026]所述键盘扫描模块105，采用中断/查询方式，定时查询计算机30对主控芯片10的命令，并根据相应的键值执行对应的动作，该动作包括进入、退出、中断等操作。
[0027]所述接口控制模块106，控制所述主控芯片10的不同通讯接口打开或关闭，使该对应的接口能够与外部通讯连接，其他接口处于断开状态，也能够进一步降低功耗。所述主控芯片10上设有至少一个与外部通讯的接口，该通信接口可以是三线RS-232串行接口。
[0028]所述通信控制单元107，完成主控芯片10与外部设备之间的数据通信，包括与计算机30、外部的大容量存储器或无线接收机等等。
[0029]时钟控制单元108，产生同步时钟信号，使各个模块单元有时序的工作。
[0030]再请参照图3，所述主控芯片10上还集成有无线通信单元50，可接入多种类型的通讯机，包括GSM/SMS收发机、ZigBee通信终端，其可以按照协议与外部的通讯机设备进行ZigBee传输、GSM传输或者SMS传输。
[0031]为了扩大该系统的存储空间，在所述主控芯片10外还外置有与其相连接的FLASH存储器60，该FLASH存储器可随时储存主控芯片10发送的大容量数据，并可将该FLASH存储器60中的数据插入其他可兼容设备进行观察。
[0032]所述记录系统还包括有可与主控芯片10和计算机30相连接的数据转存器70，所述数据转存器70与所述计算机30和主控芯片10之间通过专用电缆实现数据传输。主控芯片10和计算机30之间的通讯可以直接进行通信也可以通过专用的存储设备下载达到数据交换的目的，或者通过中间的数据转存器实现数据传输。
[0033]所述供电单元40为锂聚合物电池，其可以对主控芯片10和液体流量传感器20进行供电，使其处于稳定的电源电压状态，此外，采用可充电的锂电池采用低功耗设计，具有自动电量检测、低电压告警、自动休眠和自动唤醒等功能。
[0034]所述液体流量传感器20为涡轮水流量传感器。涡轮水流量传感器具有体积小、重量轻、显示读数直观、清晰，可靠性高、不受外界电源影响、抗雷击等优点。流体流经传感器壳体，由于叶轮的叶片与流向有一定的角度，流体的冲力使叶片具有转动力矩，克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转，在力矩平衡后转速稳定，在一定的条件下，转速与流速成正比，由于叶片有导磁性，它处于信号检测器(由永久磁钢和线圈组成)的磁场中，旋转的叶片切割磁力线，周期性的改变着线圈的磁通量，从而使线圈两端感应出电脉冲信号，此信号经过放大器的放大整形，形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波，可远传至显示仪表，显示出流体的瞬时流量和累计量。
[0035]采用本发明所述的饮水记录系统对动物饮水变化记录的原理如下:
打开开关电源，使得系统开机，初试化主控芯片10内的各单元或模块后，即刻进入低功耗状态。当涡轮水流量传感器在有水流过时产生的脉冲送入到主控芯片10后，通过功率控制模块促使设备恢复正常工作状态(退出低功耗状态)；进入记录一次饮水过程，该过程由两个参数控制，一个是两次脉冲的时间间隔DT，另一个是单次饮水的最小数量PN;计算方式为:当两个脉冲的时间间隔大于DT，就拆分为两次饮水记录；单次饮水的最小数量小于PN，则将此次数据忽略(无效数据)；记录一次饮水事件后，所述功率控制模块控制仪器又进入低功耗状态，以此类推。在更优选的实施例中，所述时间间隔DT和单次饮水的最小数量PN可以根据实际情况自由设定，从而可进一步保证不同体重、身体条件的种猪的饮水状态。传感器记录到的流量数据将发送给主控芯片10，由主控芯片10进行相应的操作，主控芯片10 —方面可以将数据发送至外部的存储器进行存储，防止其数据丢失，另一方面可将数据发送至计算机30，由计算机30进行显示，同样地，计算机30可对主控芯片10内部的参数或者代码信息进行调控。本发明采用模糊算法处理设备运行记录数据，据此记录、了解、并掌握动物的饮水习性，以及在各生长周期和不同环境条件下的变化规律，根据其变化规律来制定饲养管理制度，掌握药物投放时间，改善供水工艺，以此来保证动物的健康状况，发挥其最大的生产潜能。
[0036]上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种动物高精度饮水记录系统，其特征在于，该系统包括:主控芯片、液体流量传感器、计算机以及供电单元，其中， 所述主控芯片，分别与所述液体流量传感器、计算机以及供电单元相连接，接收所述液体流量传感器发送的流量数据信号进行处理后发送给所述计算机； 所述液体流量传感器，连接所述主控芯片，将液体通过所述传感器检测到的流量数据信号发送给所述主控芯片； 所述计算机，接收所述主控芯片发送的流量数据信号进行显示，并对所述主控芯片内部的参数进行调控； 所述供电单元，连接所述主控芯片，对所述主控芯片供电。
2.如权利要求1所述的饮水记录系统，其特征在于，所述主控芯片包括脉冲数据采集单元、功率控制单元、数据处理单元、存储单元、键盘扫描单元、接口控制单元、通信控制单元以及时钟控制单元；其中， 所述脉冲数据采集单元，读取液体流量传感器发送的流量数据信号； 所述功率控制模块，控制所述主控芯片的功耗； 所述数据处理单元，将液体流量数据信号按照约定的数据格式发送至存储单元进行存储； 所述存储单元，对液体流量数据信号进行存储； 所述键盘扫描模块，采用中断/查询方式，定时查询计算机对主控芯片的命令，并根据相应的键值进行对应的动作； 所述接口控制模块，控制所述主控芯片的不同通讯接口打开； 所述通信控制单元，完成主控芯片与外部设备之间的数据通信； 时钟控制单元，产生同步时钟信号。
3.如权利要求1或2所述的饮水记录系统，其特征在于，所述主控芯片上设有至少一个与外部通讯的接口。
4.如权利要求1或2所述的饮水记录系统，其特征在于，所述主控芯片上还集成有无线通信单元。
5.如权利要求1或2所述的饮水记录系统，其特征在于，所述记录系统还包括外置的八兕存储器。
6.如权利要求3所述的饮水记录系统，其特征在于，所述记录系统还包括有可与主控芯片和计算机相连接的数据转存器，所述数据转存器与所述计算机和主控芯片之间通过专用电缆实现数据传输。
7.如权利要求1或2所述的饮水记录系统，其特征在于，所述供电单元为锂聚合物电
8.如权利要求2所述的饮水记录系统，其特征在于，所述液体流量传感器为涡轮水流量传感器。
9.如权利要求8所述的饮水记录系统，其特征在于，所述涡轮水流量传感器在检测到有水流过时将产生的脉冲送入到主控芯片，功率控制模块控制设备退出低功耗状态，进入记录一次饮水过程，该过程由两个参数控制，一个是设定的两次脉冲的时间间隔值，另一个是设定的单次饮水的最小数量值，当实际检测到的两个脉冲的时间间隔大于设定的时间间隔值，拆分为两次饮水记录，当检测到的单次饮水的最小数量小于设定的最小数量值时，忽略此次数据，当记录一次饮水事件后，所述功率控制模块控制仪器又进入低功耗状态。
【文档编号】G01F1/28GK104501883SQ201410792609
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月19日 优先权日:2014年12月19日
【发明者】蒲红州, 陈磊, 郭宗义, 王金勇 申请人:重庆市畜牧科学院