面向肉羊規(guī)模養(yǎng)殖信息管理的嵌入式手持終端及其信息管理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種面向肉羊規(guī)模養(yǎng)殖信息管理的嵌入式手持終端，包括S3C6410核心處理器與SDRAM、FLASH、RTC電路、UART接口相連的，用于信息處理、協(xié)調(diào)各單元工作、存儲數(shù)據(jù)、維持系統(tǒng)時間、串行通信的中央處理器單元；用于為手持終端供電的電源單元；用于提示工作狀態(tài)的指示報警單元；用于輸入或顯示數(shù)據(jù)的人機交互單元；用于識別電子耳標的RFID識別單元；用于發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的Zigbee無線通信單元。所述電源單元、指示報警單元、人機交互單元與S3C6410核心處理器直接相連，所述RFID識別單元、Zigbee無線通信單元通過UART接口與S3C6410核心處理器相連。本發(fā)明所述的嵌入式手持終端具有體積小便攜化，性能穩(wěn)定，人機交互界面友好、成本低廉等優(yōu)點，適用于規(guī)模化肉羊養(yǎng)殖場。
【專利說明】面向肉羊規(guī)模養(yǎng)殖信息管理的嵌入式手持終端及其信息管理方法所屬【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于肉羊規(guī)模養(yǎng)殖信息化管理【技術領域】，涉及一種基于嵌入式系統(tǒng)的肉羊養(yǎng)殖信息管理手持終端，尤其是能采集、錄入和無線收發(fā)數(shù)據(jù)的手持終端。
【背景技術】
[0002]肉羊產(chǎn)業(yè)是國內(nèi)目前發(fā)展非常迅速的涉農(nóng)產(chǎn)業(yè)，高架舍飼養(yǎng)羊技術已經(jīng)逐步成熟。與迅速發(fā)展的羔羊育肥相比，羊的品種選育和繁殖技術相對落后，羊的品種相當雜亂，根本談不上品種品系，養(yǎng)殖戶到處收購羔羊，羔羊價格貴、育肥成本高已經(jīng)成為制約肉羊產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。
[0003]羊的繁殖率低，一只母羊平均產(chǎn)羔基本都在2只左右，羊的個體差異也非常大，如何選育生長速度快且繁殖率高的多胎品種成為羊品種選育上的重要目標。生產(chǎn)上需要根據(jù)母羊的繁殖性能和后代的生長速度來決定公羊、母羊及其后代的留存與淘汰。規(guī)?；B(yǎng)殖場每天都有大量的配種、轉群、產(chǎn)羔、斷奶、免疫、疾病治療等養(yǎng)殖信息亟待管理，大規(guī)模羊場的選種指標數(shù)據(jù)通過人工來篩選是相當困難的。
[0004]目前，國內(nèi)的畜禽養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)在上位機端的計算機軟件管理水平得到了迅速發(fā)展，通過軟件分析數(shù)據(jù)，有目的地選擇性狀優(yōu)良的個體進入核心種群，在下位機端的數(shù)據(jù)采集方式也取得了一定的進展，從傳統(tǒng)的手工記錄發(fā)展為現(xiàn)代的智能化采集。傳統(tǒng)的手工記錄方式存在效率低、數(shù)據(jù)出錯、更新滯后以及數(shù)字耳標斷裂污染等問題?，F(xiàn)代的智能化采集方式分為集成式和分散式。集成式采集包括嵌入式單片機采集裝置以及手機、掌上電腦等成熟產(chǎn)品，申請?zhí)枮镃N201010164365.X的《一種基于移動式智能終端的豬只養(yǎng)殖電子檔案的構建方法》專利，采用PDA掌上電腦采集與處理生豬信息，并用攝像頭掃描二維碼來識別生豬的身份，可移動便攜化，嵌入式操作系統(tǒng)性能穩(wěn)定、信息處理能力強，人機界面友好，但二維碼圖像的識別效果易`受戶外光照條件多變以及二維碼耳標質(zhì)量差的影響。
[0005]分散式采集是指各種成型的傳感器獨自連接服務器端，包括RFID射頻讀寫器、聲音傳感器、溫濕度等環(huán)境因子傳感器、多角度攝像機傳感器，申請?zhí)枮镃N201010172189.4的《動物個體信息監(jiān)測及無線傳輸?shù)姆椒ā穼＠?，采用RFID射頻讀寫器以及其它生理數(shù)據(jù)、行為參數(shù)等獨立傳感器各自無線連接服務器端的技術方案，可隨時增減數(shù)據(jù)采集傳感器，不利于采集各種互相關聯(lián)的動物個體信息，缺乏查詢功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述規(guī)?；庋蝠B(yǎng)殖信息管理中存在的問題，本發(fā)明提供了一種面向肉羊規(guī)模養(yǎng)殖信息管理的嵌入式手持終端，該手持終端不僅能近距離采集肉羊的電子耳標數(shù)據(jù)，而且能在良好的人機交互界面上錄入、查詢該羊的配種、轉群、產(chǎn)羔、斷奶、免疫、疾病治療等其他養(yǎng)殖信息，并與服務器中的數(shù)據(jù)庫進行雙向無線通信。
[0007]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:面向肉羊規(guī)模養(yǎng)殖信息管理的嵌入式手持終端包括:中央處理器單元、電源單元、指示報警單元、人機交互單元、RFID識別單元、Zigbee無線通信單元。
[0008]所述中央處理器單元包含S3C6410核心處理器、SDRAM、FLASH、RTC電路、2個UART接口，SDRAM、FLASH、RTC電路、UART接口與S3C6410核心處理器直接相連，S3C6410核心處理器用于信息處理、辦調(diào)各單元工作，SDRAM、FLASH用于存儲數(shù)據(jù)，RTC電路用于維持系統(tǒng)時間，UART接口用于串行通信。
[0009]所述電源單元包含電池組、電源轉換模塊，電池組通過電源轉換模塊與S3C6410核心處理器相連，用于為整個手持終端提供電能。
[0010]所述指示報警單元包含指示燈電路、報警電路，指示燈電路、報警電路分別與S3C6410核心處理器直接相連，指示燈電路用于指示手持終端的工作狀態(tài)，報警電路用于為RFID識別發(fā)出提示音。
[0011]所述人機交互單元包含觸摸屏、IXD接口，觸摸屏通過IXD接口與S3C6410核心處理器相連，用于錄入養(yǎng)殖信息，輸入上傳、查詢指令，顯示電子耳標數(shù)據(jù)、養(yǎng)殖信息和應答指令。
[0012]所述RFID識別單元包含RFID閱讀模塊、天線，RFID閱讀模塊通過UART接口 I與S3C6410核心處理器相連，用于射頻識別肉羊的電子耳標。
[0013]所述Zigbee無線通信單元包含Zigbee數(shù)傳模塊、天線，Zigbee數(shù)傳模塊通過UART接口 2與S3C6410核心處理器相連，用于發(fā)送手持終端采集和錄入的養(yǎng)殖信息，接收從服務器端數(shù)據(jù)庫中下載的養(yǎng)殖信息；所述Zigbee數(shù)傳模塊采用TI公司的CC2530芯片。
[0014]在Zigbee網(wǎng)絡已覆蓋整個羊舍并連接至羊舍外服務器端的前提下，至少一個手持終端在羊舍內(nèi)移動并靠近羊佩戴的電子耳標，RFID識別單元采集電子耳標數(shù)據(jù)并傳輸給中央處理器單元。首先，人機交互單元將觸摸屏上人工錄入的該羊的養(yǎng)殖信息及操作指令送入中央處理器單元，中央處理器單元將電子耳標數(shù)據(jù)和養(yǎng)殖信息連同操作指令碼封裝成一條數(shù)據(jù)包發(fā)送給Zigbee無線通信單元，Zigbee無線通信單元再通過Zigbee網(wǎng)絡發(fā)送至服務器端數(shù)據(jù)庫進行管理并接收服務器端反饋的應答指令，在觸摸屏上顯示應答結果。其次，人機交互單元在觸摸屏上發(fā)送查詢指令給中央處理器單元，中央處理器單元將電子耳標數(shù)據(jù)連同查詢指令碼封裝成一條數(shù)據(jù)包發(fā)送給Zigbee無線通信單元，Zigbee無線通信單元再通過Zigbee網(wǎng)絡發(fā)送至服務器端數(shù)據(jù)庫進行查詢并接收服務器端下載的該羊的養(yǎng)殖信息，在觸摸屏上顯示查詢結果。
[0015]本發(fā)明的有益效果是，至少一個便攜式可移動手持終端體積小，適用于規(guī)?；庋蝠B(yǎng)殖；養(yǎng)殖信息通過Zigbee無線網(wǎng)絡在手持終端與服務器之間無線傳輸，免去了復雜的布線工程；中央處理器單元采用嵌入式Iinux操作系統(tǒng)，系統(tǒng)性能穩(wěn)定；人機交互單元通過觸摸屏上的QT圖形界面實現(xiàn)養(yǎng)殖信息的錄入與查詢，操作簡單，可降低勞動強度，提高工作效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的工作原理結構圖。
[0017]圖2是本發(fā)明應用程序的功能模塊框圖?！揪唧w實施方式】
[0018]下面結合附圖1的工作原理結構圖對本發(fā)明進一步說明。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明的嵌入式手持終端包括中央處理器單元1、電源單元2、指示報警單元3、人機交互單元4、RFID識別單元5、Zigbee無線通信單元6。
[0020]所述中央處理器單元I包含S3C6410核心處理器、SDRAM、FLASH、RTC電路、UART接口，SDRAM、FLASH、RTC電路、UART接口與S3C6410核心處理器直接相連。
[0021]所述S3C6410核心處理器用于信息處理并協(xié)調(diào)各單元工作，它采用三星公司生產(chǎn)的基于ARM1176JZF-S核的ARMll微處理器，內(nèi)置有TFT24bit真彩色LCD控制器、系統(tǒng)管理單元(包括電源時鐘等)、4通道UART、32通道DMA、4通道定時器等豐富的硬件功能，具有低功率、高性價比、高性能等優(yōu)點。
[0022]所述SDRAM為內(nèi)部存儲器，用于保存系統(tǒng)運行中間數(shù)據(jù)；所述FLASH為NAND型外部存儲器，用于固化操作系統(tǒng)和應用程序。
[0023]所述RTC電路用于終端關閉后，維持系統(tǒng)時間，使得終端重啟后的系統(tǒng)時間準確可靠。
[0024]所述UART接口采用波特率為9600的RS232格式進行串行通信，圖1中的單向/雙向箭頭表示它們之間傳遞的數(shù)據(jù)也是單向/雙向的。
[0025]所述電源單元2包含電池組、電源轉換模塊，電池組通過電源轉換模塊與S3C6410核心處理器相連，用于為整個手持終端提供電能；所述電源轉換模塊采用LM1117芯片將電池組的電壓由4.8V高效轉換至3.3V。
[0026]所述指示報警單元3包含指示燈電路、報警電路，指示燈電路、報警電路分別與S3C6410核心處理器直接相連，指示燈電路用于指示手持終端的工作狀態(tài)，報警電路用于為RFID識別發(fā)出提示音。
[0027]所述人機交互單元4包含觸摸屏、IXD接口，觸摸屏通過IXD接口與S3C6410核心處理器相連，用于輸入和顯不養(yǎng)殖信息。
[0028]所述RFID識別單元5包含RFID閱讀模塊、天線，RFID閱讀模塊通過UART接口 I與S3C6410核心處理器相連，用于射頻識別肉羊的電子耳標；所述RFID閱讀模塊采用頻率為125KHz的CY125K型射頻模塊。
[0029]所述Zigbee無線通信單元6包含Zigbee數(shù)傳模塊、天線，Zigbee數(shù)傳模塊通過UART接口 2與S3C6410核心處理器相連，用于發(fā)送包含手持終端采集的電子耳標數(shù)據(jù)和錄入的養(yǎng)殖信息的上傳指令，并接收服務器端反饋的應答指令，還用于發(fā)送包含手持終端采集的電子耳標數(shù)據(jù)的查詢指令，并接收服務器端數(shù)據(jù)庫下載的養(yǎng)殖信息。
[0030]在Zigbee網(wǎng)絡已覆蓋整個羊舍并連接至羊舍外服務器端的前提下，至少一個手持終端在羊舍內(nèi)移動并靠近羊佩戴的電子耳標，RFID射頻閱讀模塊通過天線向周圍一定范圍內(nèi)發(fā)出頻率為125KHZ的射頻信號，電子耳標感應能量后以微波合成的形式返回內(nèi)置的電子耳標數(shù)據(jù)，RFID射頻閱讀模塊通過天線讀取電子耳標數(shù)據(jù)，并通過UART接口 I發(fā)送給S3C6410核心處理器；S3C6410核心處理器接收到電子耳標數(shù)據(jù)以后，控制報警電路發(fā)出提示音，并在觸摸屏上顯示電子耳標數(shù)據(jù)。
[0031]進一步地，首先，在觸摸屏上人工錄入該羊的養(yǎng)殖信息并進行上傳操作，通過IXD接口發(fā)送給S3C6410核心處理器；S3C6410核心處理器將電子耳標數(shù)據(jù)、錄入的養(yǎng)殖信息及操作指令碼封裝成一定格式的數(shù)據(jù)包，并通過UART串行接口 2將數(shù)據(jù)包發(fā)送給Zigbee數(shù)傳模塊；Zigbee數(shù)傳模塊再通過Zigbee網(wǎng)絡發(fā)送至服務器端數(shù)據(jù)庫進行管理，并接收服務器端反饋的應答指令，在觸摸屏上顯示本次操作的應答結果。
[0032]進一步地，其次，在觸摸屏上輸入查詢指令，通過IXD接口發(fā)送給S3C6410核心處理器；S3C6410核心處理器通過UART串行接口 2將電子耳標數(shù)據(jù)連同查詢指令碼封裝成數(shù)據(jù)包發(fā)送給Zigbee數(shù)傳模塊；Zigbee數(shù)傳模塊再通過Zigbee網(wǎng)絡發(fā)送至服務器端數(shù)據(jù)庫進行查詢，并接收服務器端下載的該羊的養(yǎng)殖信息；Zigbee數(shù)傳模塊通過UART串行接口 2將查詢結果發(fā)送給S3C6410核心處理器，通過IXD接口在觸摸屏上顯示查詢結果。
[0033]如圖2所示，本發(fā)明實施例所實現(xiàn)的功能模塊有日常管理、育種管理和疾病管理，具體包括肉羊的配種、轉群、產(chǎn)羔、斷奶、免疫、疾病治療等養(yǎng)殖信息管理。
【權利要求】
1.一種面向肉羊規(guī)模養(yǎng)殖信息管理的嵌入式手持終端，其特征在于，包括中央處理器單元、電源單元、指示報警單元、人機交互單元、RFID識別單元、Zigbee無線通信單元,其中: 所述中央處理器單元包含S3C6410核心處理器、SDRAM、FLASH、RTC電路、2個UART接口，SDRAM、FLASH、RTC電路、UART接口與S3C6410核心處理器直接相連，S3C6410核心處理器用于信息處理、協(xié)調(diào)各單元工作，SDRAM、FLASH用于存儲數(shù)據(jù)，RTC電路用于維持系統(tǒng)時間，UART接口用于串行通信； 所述電源單元包含電池組、電源轉換模塊，電池組通過電源轉換模塊與S3C6410核心處理器相連，用于為整個手持終端提供電能； 所述指示報警單元包含指示燈電路、報警電路，指示燈電路、報警電路分別與S3C6410核心處理器直接相連，指示燈電路用于指示手持終端的工作狀態(tài)，報警電路用于為RFID識別發(fā)出提不首； 所述人機交互單元包含觸摸屏、IXD接口，觸摸屏通過IXD接口與S3C6410核心處理器相連，用于錄入養(yǎng)殖信息，輸入上傳、查詢指令，顯示電子耳標數(shù)據(jù)、養(yǎng)殖信息和應答指令； 所述RFID識別單元包含RFID閱讀模塊、天線，RFID閱讀模塊通過UART接口 I與S3C6410核心處理器相連，用于射頻識別肉羊的電子耳標； 所述Zigbee無線通信單元包含Zigbee數(shù)傳模塊、天線,Zigbee數(shù)傳模塊通過UART接口 2與S3C6410核心處理器相連，用于發(fā)送包含手持終端采集的電子耳標數(shù)據(jù)和錄入的養(yǎng)殖信息的上傳指令，并接收服務器端反饋的應答指令，還用于發(fā)送包含手持終端采集的電子耳標數(shù)據(jù)的查詢指令，并接收服務器端數(shù)據(jù)庫下載的養(yǎng)殖信息。
2.根據(jù)權利要求1所述的面 向肉羊規(guī)模養(yǎng)殖信息管理的嵌入式手持終端，其特征在于:所述中央處理器單元有SDRAM存儲器、FLASH存儲器；所述SDRAM存儲器容量為256MB ；所述FLASH存儲器為NAND型FLASH，其容量為2GB。
3.根據(jù)權利要求2所述的面向肉羊規(guī)模養(yǎng)殖信息管理的嵌入式手持終端，其特征在于: 所述FLASH存儲器中安裝有l(wèi)inux-2.6.38的操作系統(tǒng)； 所述FLASH存儲器中固化有Qt/Embedded編寫的人機交互界面程序。
4.根據(jù)權利要求3所述的面向肉羊規(guī)模養(yǎng)殖信息管理的嵌入式手持終端，其特征在于，所述操作系統(tǒng)中安裝有觸摸屏、串口和存儲器驅動程序，其中，觸摸屏驅動程序用于控制四線觸摸屏實現(xiàn)輸入和顯示，串口驅動程序用于控制UART接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，存儲器驅動程序用于控制NAND FLASH存儲器實現(xiàn)數(shù)據(jù)存取。
5.根據(jù)權利要求1所述的面向肉羊規(guī)模養(yǎng)殖信息管理的嵌入式手持終端，其特征在于:所述電源單元有電池組，所述電池組供電電壓為4.8V。
6.根據(jù)權利要求1所述的面向肉羊規(guī)模養(yǎng)殖信息管理的嵌入式手持終端，其特征在于:所述人機交互單元有觸摸屏，所述觸摸屏為四線電阻觸摸屏。
7.根據(jù)權利要求6所述的面向肉羊規(guī)模養(yǎng)殖信息管理的嵌入式手持終端，其特征在于，所述觸摸屏采用4.3英寸、480 X 272分辨率的真彩色TFT液晶屏。
8.根據(jù)權利要求1所述的面向肉羊規(guī)模養(yǎng)殖信息管理的嵌入式手持終端，其特征在于，所述核心處理器采用三星公司生產(chǎn)的型號為S3C6410的ARMll微處理器； 所述RFID閱讀模塊采用頻率為125KHz的CY125K型射頻模塊； 所述Zigbee數(shù)傳模塊采用TI公司的CC2530芯片； 所述UART接口采用波特率為9600的RS232串口格式。
9.根據(jù)權利要求1所述的面向肉羊規(guī)模養(yǎng)殖信息管理的嵌入式手持終端，其特征在于，所述嵌入式手持終端通過RFID識別單元采集肉羊的電子耳標數(shù)據(jù)，通過人機交互單元錄入養(yǎng)殖信息，通過中央處理器單元將所有數(shù)據(jù)封裝成包，通過Zigbee無線通信單元將數(shù)據(jù)包發(fā)送至遠程服務器端并接收向服務器端查詢的數(shù)據(jù)包，通過人機交互單元在觸摸屏上顯示。
【文檔編號】G06K7/00GK103530586SQ201310486287
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權日:2013年6月21日
【發(fā)明者】王玲, 尤佩華, 鄭奎, 鄒小昱, 劉思瑤, 龔其凱, 金銀, 朱镕杰, 朱宏超 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學