本发明属于马匹健康监测技术领域,尤其涉及一种马匹健康监测的智能项圈及监测方法。
背景技术:
目前,近二十年来国家对马业的投入在各畜种比例最低或几乎没有,科研项目投入极少,这导致我国的马匹数量大幅度减少,还有很多马种濒临灭绝。所以,实行对马匹的健康监测并加强对马匹的保护刻不容缓。
然而现在市场上专门的监测马匹健康的穿戴式设备,种类较少,并且现有的穿戴式设备所检测的项目偏少,难以反应马匹真正的健康状态;并且大小型号较多,无相对通用型号(适用于不同大小的马匹)。
通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:
(1)现在市场上专门的监测马匹健康的穿戴式设备,种类较少,并且现有的穿戴式设备所检测的项目偏少,难以反应马匹真正的健康状态;
(2)现在市场上专门的监测马匹健康的穿戴式设备,大小型号较多,无相对通用型号(适用于不同大小的马匹)。
技术实现要素:
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种马匹健康监测的智能项圈及监测方法。
本发明是这样实现的,一种马匹健康监测的智能项圈监测方法,所述马匹健康监测的智能项圈监测方法,具体如下:
步骤一,时钟控制模块用于设定监测计时频率,并进行计时,将计时结束信号传输给中央控制模块,并恢复自动计时;
步骤二,根据时钟控制模块的计时情况,中央控制模块控制体温监测模块通过温度传感器对马匹的体表温度进行检测;心率监测模块通过在马匹的体表采集马匹的脉搏信息来测量马匹的心率;血氧量监测模块通过马匹的体表实时监控马匹的血氧量;血压监测模块通过气泵向血压袖带进行充气,并通过血压监测探头对马匹的体表进行血压检测;
步骤三,根据各个检测模块获取的数据,中央控制模块对马匹体表温度、心率、血氧量、血压进行分析判断,对马匹健康状态做出相应的评估;
步骤四,中央控制模块控制存储模块对体温监测模块、心率监测模块、血氧量监测模块、血压监测模块所采集的数据进行存储;
步骤六,在各个模块对马匹健康监测过程中,供电模块对各模块装置的正常运行提供电力支持;当中央控制模块监测到各模块的运行故障时,报警模块控制报警器及报警灯进行声光报警;
所述对马匹心率数据信息进行滤波处理的方法,具体如下:
第二步,根据采样值排布中异常波动次数,自适应调整对应的窗口大小,当异常波动次数多,增大队列窗口,提升平滑效果,抑制干扰,异常波动次数少,减小队列窗口,减少内存消耗,提升运算速度;
第三步,根据采样的心率数值,如采样的心率数值在设定的心率阈值内时,则采样的心率数值有效,如在心率阈值外,则采样的心率数值无效,并丢弃本次采样值,重新开始测量,通过限幅滤波对心率进行测量;
第四步,将经过限幅滤波算法对心率测量值加入到队列排布中进行递推中位值平均滤波处理;
第五步,将经过递推中位值平均处理后的心率测量值进行二次递推平均滤波,过滤掉频率相对较低的高频信号。
进一步,所述第三步,通过限幅滤波对心率进行测量的模型为:
其中,sn为心限幅滤波的心率测量值,fn为第n次心率测量值,fc为历史测量平均值,hmin、hmax为心率设定的阈值,age为马匹的年龄。
进一步,所述在心率监测模块中对马匹心率的计算方法,如下:
hr=60/t;
进一步,所述根据各个检测模块获取的数据,中央控制模块对数据进行融合的过程为:
将体温监测模块、心率监测模块、血氧量监测模块和血压监测模块检测到的体温、心率、血氧量和血压数据检测相应的数据融合训练集;
根据建立的马匹数据融合训练集,进行特征提取,并建立对应的特征矢量;
通过自适应神经网络对特征矢量进行识别,并且对特征矢量进行目标说明;
根据目标说明,建立相应的关联性,对数据进行融合,得到一致性的解释和描述。
进一步,所述根据各个检测模块获取的数据,中央控制模块对马匹体表温度、心率、血氧量、血压进行分析判断,对马匹健康状态做出相应的评估,过程为:
当马匹体表温度在36.5-38.5度,属于正常;当马匹体表温度不在36.5-38.5度之间,属于异常情况;
当马匹心率在每分钟25-45次之间,属于正常;当马匹心率不在每分钟25-45次之间,属于异常情况;
当马匹血压在80-130之间,属于正常血压;当马匹血压不在80-130之间,属于异常情况。
进一步,所述检测马匹体温的方法为:
在马的侧面马后腿的位置将马尾巴抬起,将传感器插入肛门,略微往上翘以便更好地与肠道接触;一直持续2分钟后,将温度计取出读数。
进一步,检测马匹心率的方法为:
将传感器放置在下颌前角里侧动脉处,眼睛的侧面动脉处,一个前腿的蹄踵的两个蹄球之间的动脉出、左侧腋下3--5肋间。
本发明另一目的在于提供一种实施所述的马匹健康监测的智能项圈监测方法的马匹健康监测的智能项圈,其特征在于,所述马匹健康监测的智能项圈包括:
体温监测模块,与中央控制模块连接,包括温度传感器,用于通过温度传感器对马匹的体表温度进行检测;
血氧量监测模块,与中央控制模块连接,包括血氧探头,用于通过马匹的体表实时监控马匹的血氧量;
血压监测模块,与中央控制模块连接,包括血压袖带,微型气泵,血压监测探头,用于通过气泵向血压袖带进行充气,并通过血压监测探头对马匹的体表进行血压检测;
中央控制模块,与体温监测模块、心率监测模块、血氧量监测模块、血压监测模块、存储模块、时钟控制模块、无线信号通信模块、供电模块、报警模块连接,包括单片机,用于在时钟控制模块中计时器倒计时结束后,控制体温监测模块、心率监测模块、血氧量监测模块、血压监测模块对马匹体表温度、心率、血氧量、血压进行分析,并控制将检测结果发送到存储模块中的存储器中,并对检测的心率、血氧量数据进行滤波处理,最后控制无线信号通信模块中的无线信号收发器将存储器中存储的数据传输到监测用户的移动终端中。
进一步,所述马匹健康监测的智能项圈还包括:
存储模块,与中央控制模块连接,包括储存器,用于对体温监测模块、心率监测模块、血氧量监测模块、血压监测模块所采集的数据进行存储;
时钟控制模块,与中央控制模块连接,包括计时器,用于设定监测计时频率,并进行计时,将计时结束信号传输给中央控制模块,并恢复自动计时;
供电模块,与各模块连接,包括蓄电池,用于对各模块装置的正常运行提供电力支持;
报警模块,与中央控制模块连接,包括报警器及报警灯,用于中央控制模块监测到各模块的运行故障时,控制报警器及报警灯进行声光报警。
马匹健康监测的智能项圈还设置有左项圈,左项圈通过转轴连接右项圈,左项圈和右项圈可绕转轴进行相对移动;
左项圈和右项圈靠近转轴位置还焊接连接有环槽,两环槽之间的固定孔重合时,可通过固定螺栓进行固定;
左项圈和右项圈底部还设置有穿绳孔,穿绳孔穿出的紧固绳可进行连接紧固;
固定螺栓的螺帽上覆盖有塑料螺帽,塑料螺帽上设置有转动齿结构。
同时本发明融合了对马匹体温、心率、血氧量、血压的检测,检测数据可通过单片机进行处理优化,并通过无线收发器进行传输到监测人员的移动终端,可实现远程监控,并且监测项目齐全,能够真实的反应马匹的健康状态,结构简单,方便使用,信息化程度高。本发明的心率数据通过脉搏数据计算而来,数据采集准确度高。本发明马匹健康监测的智能项圈的使用方法操作简便,自动化程度高,无需经过复杂的培训即可进行使用。本发明对马匹心率数据信息进行滤波处理的方法可使所得心率数据更为准确。本发明通过限幅滤波对心率进行测量的模型,计算简单,误差小。本发明左右项圈的转动设计可使项圈适用于不同大小的马匹。
本发明采用的环槽结构,可根据不同大小的马匹进行固定。本发明采用的穿绳孔,可对项圈进行紧固,避免掉落。本发明采用的塑料螺帽结构,可方便监测人员进行紧固操作,更为人性化。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的马匹健康监测的智能项圈结构示意图。
图2是本发明实施例提供的马匹健康监测的智能项圈监测方法流程图。
图3是本发明实施例提供的对马匹心率数据信息进行滤波处理的方法流程图。
图4是本发明实施例提供的马匹健康监测的智能项圈结构示意图。
图5是本发明实施例提供的环槽的结构示意图。
图中:1、体温监测模块;2、心率监测模块;3、血氧量监测模块;4、血压监测模块;5、存储模块;6、时钟控制模块;7、无线信号通信模块;8、供电模块;9、报警模块;10、中央控制模块;11、左项圈;12、固定螺栓;13、穿绳孔;14、右项圈;15、环槽;16、固定孔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种马匹健康监测的智能项圈及监测方法,下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示,本发明实施例提供的马匹健康监测的智能项圈包括:
体温监测模块1,与中央控制模块10连接,包括温度传感器,用于通过温度传感器对马匹的体表温度进行检测;
心率监测模块2,与中央控制模块10连接,包括脉搏传感器,用于通过在马匹的体表采集马匹的脉搏信息来测量马匹的心率;
血氧量监测模块3,与中央控制模块10连接,包括血氧探头,用于通过马匹的体表实时监控马匹的血氧量;
血压监测模块4,与中央控制模块10连接,包括血压袖带,微型气泵,血压监测探头,用于通过气泵向血压袖带进行充气,并通过血压监测探头对马匹的体表进行血压检测;
存储模块5,与中央控制模块10连接,包括储存器,用于对体温监测模块1、心率监测模块2、血氧量监测模块3、血压监测模块4所采集的数据进行存储;
时钟控制模块6,与中央控制模块10连接,包括计时器,用于设定监测计时频率,并进行计时,将计时结束信号传输给中央控制模块,并恢复自动计时;
供电模块8,与各模块连接,包括蓄电池,用于对各模块装置的正常运行提供电力支持;
报警模块9,与中央控制模块10连接,包括报警器及报警灯,用于中央控制模块监测到各模块的运行故障时,控制报警器及报警灯进行声光报警;
中央控制模块10,与体温监测模块1、心率监测模块2、血氧量监测模块3、血压监测模块4、存储模块5、时钟控制模块6、无线信号通信模块7、供电模块8、报警模块9连接,包括单片机,用于在时钟控制模块6中计时器倒计时结束后,控制体温监测模块1、心率监测模块2、血氧量监测模块3、血压监测模块4对马匹体表温度、心率、血氧量、血压进行分析,并控制将检测结果发送到存储模块5中的存储器中,并对检测的心率、血氧量数据进行滤波处理,最后控制无线信号通信模块7中的无线信号收发器将存储器中存储的数据传输到监测用户的移动终端中。
如图2所示,本发明实施例提供的马匹健康监测的智能项圈监测方法,具体方法如下:
s101:时钟控制模块用于设定监测计时频率,并进行计时,将计时结束信号传输给中央控制模块,并恢复自动计时。
s102:根据时钟控制模块的计时情况,中央控制模块控制体温监测模块通过温度传感器对马匹的体表温度进行检测;心率监测模块通过在马匹的体表采集马匹的脉搏信息来测量马匹的心率;血氧量监测模块通过马匹的体表实时监控马匹的血氧量;血压监测模块通过气泵向血压袖带进行充气,并通过血压监测探头对马匹的体表进行血压检测。
s103:根据各个检测模块获取的数据,中央控制模块对马匹体表温度、心率、血氧量、血压进行分析判断,对马匹健康状态做出相应的评估。
s104:中央控制模块控制存储模块对体温监测模块、心率监测模块、血氧量监测模块、血压监测模块所采集的数据进行存储。
s106:在各个模块对马匹健康监测过程中,供电模块对各模块装置的正常运行提供电力支持;当中央控制模块监测到各模块的运行故障时,报警模块控制报警器及报警灯进行声光报警。
如图3所示,本发明实施例提供的对马匹心率数据信息进行滤波处理的方法,具体如下:
s202:根据采样值排布中异常波动次数,自适应调整对应的窗口大小,当异常波动次数多,增大队列窗口,提升平滑效果,抑制干扰,异常波动次数少,减小队列窗口,减少内存消耗,提升运算速度;
s203:根据采样的心率数值,如采样的心率数值在设定的心率阈值内时,则采样的心率数值有效,如在心率阈值外,则采样的心率数值无效,并丢弃本次采样值,重新开始测量,通过限幅滤波对心率进行测量;
s204:将经过限幅滤波算法对心率测量值加入到队列排布中进行递推中位值平均滤波处理;
s205:将经过递推中位值平均处理后的心率测量值进行二次递推平均滤波,过滤掉频率相对较低的高频信号。
在s203中,通过限幅滤波对心率进行测量的模型为:
同时在心率监测模块2中对马匹心率的计算方法,如下:
hr=60/t
本发明实施提供的根据各个检测模块获取的数据,为了中央控制模块有效对各个模块进行有效控制,检测相应的马匹健康数据,对数据进行融合的过程为:
本发明实施例提供的s103中根据各个检测模块获取的数据,中央控制模块对马匹体表温度、心率、血氧量、血压进行分析判断,对马匹健康状态做出相应的评估,过程为:
在马的侧面马后腿的位置将马尾巴抬起,将传感器插入肛门,略微往上翘以便更好地与肠道接触。一直持续2分钟后,将温度计取出读数。
如图4所示,马匹健康监测的智能项圈还设置有左项圈11,左项圈11通过转轴连接右项圈14,左项圈11和右项圈14可绕转轴进行相对移动。
左项圈11和右项圈14靠近转轴位置还焊接连接有环槽15,两环槽之间的固定孔16重合时,可通过固定螺栓12进行固定。
左项圈11和右项圈12底部还设置有穿绳孔13,穿绳孔13穿出的紧固绳可进行连接紧固。
固定螺栓12的螺帽上覆盖有塑料螺帽,塑料螺帽上设置有转动齿结构。
本发明的工作原理为:时钟控制模块6用于设定监测计时频率,并进行计时,将计时结束信号传输给中央控制模块,并恢复自动计时;根据时钟控制模块6的计时情况,中央控制模块10控制体温监测模块通过温度传感器对马匹的体表温度进行检测;心率监测模块2通过在马匹的体表采集马匹的脉搏信息来测量马匹的心率;血氧量监测模块3通过马匹的体表实时监控马匹的血氧量;血压监测模块4通过气泵向血压袖带进行充气,并通过血压监测探头对马匹的体表进行血压检测;
在各个模块对马匹健康监测过程中,供电模块8对各模块装置的正常运行提供电力支持;当中央控制模块10监测到各模块的运行故障时,报警模块9控制报警器及报警灯进行声光报警。
以上所述,仅为本发明较优的具体的实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。