一种动物项圈防拆装置及防拆方法与流程

1.本发明涉及动物保护技术领域，尤其涉及一种动物项圈防拆装置及防拆方法。


背景技术：

2.目前，对于牛羊等生物资产，当需要进行抵押贷款或投保的时候，生物资产的身份识别通常采用智能定位项圈来实现，根据定位技术跟踪生物资产的位置轨迹以确保安全。
3.但是目前的这类项圈为了防止拆卸，通过背带对生物资产和项圈进行绑定，通过金属卡扣进行固定，往往需要将背带调紧以贴近动物的身体，这样会导致动物产生不适。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种动物项圈防拆装置，包括：
5.多个耳标，分别设置于对应的一动物个体的耳朵上，各所述耳标均包括：
6.一无线发射器，所述无线发射器设置于一外壳内；
7.一第一控制器，设置于所述外壳内，连接所述无线发射器，用于控制所述无线发射器持续输出预先存储的一耳标身份编码；
8.多个项圈，分别设置于对应的所述动物个体的脖颈上，各所述项圈均包括：
9.一第二控制器，连接一无线接收器，用于控制所述无线接收器持续接收所述耳标身份编码并在接收到所述耳标身份编码且所述耳标身份编码与预先存储的一目标身份编码匹配时输出表征接收成功的一检测结果，在未接收到所述耳标身份编码时输出表征所述项圈已拆卸的一项圈拆卸结果；以及
10.在接收到所述检测结果时根据所述耳标身份编码的一无线信号质量处理得到所述耳标与所述项圈之间的相对距离，并根据所述相对距离处理得到对应的项圈拆卸结果。
11.优选的，各所述耳标均包括一第一存储器，连接所述第一控制器，通过所述第一存储器存储所述耳标身份编码。
12.优选的，各所述项圈内均设有一第二存储器，连接所述第二控制器，通过所述第二存储器存储所述目标身份编码。
13.优选的，所述动物项圈防拆装置还包括一数据平台，各所述项圈分别通过一通信模组连接所述数据平台，通过所述通信模组获取对应的所述目标身份编码并存储至所述第二存储器。
14.优选的，所述动物项圈防拆装置还包括一扫码设备，连接所述项圈，通过所述扫码设备扫描所述项圈匹配的所述耳标的所述耳标身份编码并将所述耳标身份编码作为所述目标身份编码存储至所述第二存储器。
15.优选的，各所述耳标均包括一第一电源，分别连接所述无线发射器和所述第一控制器，通过所述第一电源对所述无线发射器和所述第一控制器进行供电。
16.优选的，各所述项圈均包括一第二电源，分别连接所述无线接收器和所述第二控制器，通过所述第二电源对所述无线接收器和所述第二控制器进行供电。
17.优选的，一种动物项圈防拆方法，应用于上述动物项圈防拆装置，具体包括以下步骤：
18.步骤s1，通过所述第一控制器控制所述无线发射器持续输出预先存储的所述耳标身份编码；以及
19.通过所述第二控制器控制所述无线接收器持续接收所述耳标身份编码并判断是否接收到所述耳标身份编码：
20.若是，转向步骤s2；
21.若否，输出表征所述项圈已拆卸的一项圈拆卸结果；
22.步骤s2，判断所述耳标身份编码是否与预先存储的一目标身份编码匹配：
23.若是，输出表征接收成功的一检测结果并转向步骤s3；
24.若否，返回所述步骤s1；
25.步骤s3，根据所述耳标身份编码的所述无线信号质量处理得到所述耳标与所述项圈之间的相对距离，并根据所述相对距离和所述检测结果处理得到对应的项圈拆卸结果。
26.优选的，所述步骤s3包括：
27.步骤s31，根据所述耳标身份编码的所述无线信号质量、一信号强度值和预先设置的一衰减因子处理得到所述耳标与所述项圈之间的相对距离；
28.步骤s32，判断所述相对距离是否大于一预设阈值：
29.若是，输出表征所述项圈已被拆除的项圈拆卸结果并退出；
30.若否，输出表征所述项圈未被拆除的项圈拆卸结果并退出。
31.优选的，通过以下计算公式处理得到所述相对距离：
[0032][0033]
其中，
[0034]
d表示所述相对距离；
[0035]
rssi表示所述无线信号质量；
[0036]
a表示所述信号强度值；
[0037]
n表示所述衰减因子。
[0038]
上述技术方案具有如下优点或有益效果：本装置采用耳标结合项圈的方式，通过耳标输出耳标身份编码，通过项圈接收耳标身份编码，实现项圈、耳标和动物个体之间的无线绑定关系，根据项圈是否接受到与目标身份编码匹配的耳标身份编码来判断项圈是否被拆卸，且可以根据耳标身份编码的无线信号质量进一步判断，提高准确性。
附图说明
[0039]
图1为本发明的较佳的实施例中，本装置的结构原理图；
[0040]
图2为本发明的较佳的实施例中，第一周期、第二周期、第一唤醒时间和第二唤醒时间的关系示意图；
[0041]
图3为本发明的较佳的实施例中，本方法的步骤流程图；
[0042]
图4为本发明的较佳的实施例中，步骤s3的具体流程图；
[0043]
图5为本发明的较佳的实施例中，耳标和项圈之间的相对距离和无线信号质量的
定性关系曲线图。
具体实施方式
[0044]
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式，只要符合本发明的主旨，则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。
[0045]
本发明的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种动物项圈防拆装置，如图1所示，包括：
[0046]
多个耳标1，分别设置于对应的一动物个体的耳朵上，各耳标1均包括：
[0047]
一无线发射器11，无线发射器设置于一外壳内；
[0048]
一第一控制器12，设置于外壳内，连接无线发射器11，用于控制无线发射器11持续输出预先存储的一耳标身份编码；
[0049]
多个项圈2，分别设置于对应的动物个体的脖颈上，各项圈2均包括：
[0050]
一第二控制器21，连接一无线接收器22，用于控制无线接收器22持续接收耳标身份编码并在接收到耳标身份编码且耳标身份编码与预先存储的一目标身份编码匹配时输出表征接收成功的一检测结果，在未接收到耳标身份编码时输出表征项圈2已拆卸的一项圈拆卸结果；以及
[0051]
在接收到检测结果时根据耳标身份编码的一无线信号质量处理得到耳标1与项圈2之间的相对距离，并根据相对距离处理得到对应的项圈拆卸结果。
[0052]
具体地，本实施例中，第一控制器12内预先存储有一第一唤醒时间和一第一周期，第一周期包含且大于第一唤醒时间，第一控制器12每隔第一周期唤醒无线发射器11并控制无线发射器11在第一周期内的第一唤醒时间内持续输出耳标身份编码。
[0053]
具体地，本实施例中，第二控制器21内预先存储有一第二唤醒时间和一第二周期，第二周期包含且大于第二唤醒时间，第二控制器21每隔第二周期唤醒无线接收器22并控制无线接收器22在第二周期的第二唤醒时间内持续接收各耳标身份编码。
[0054]
优选的，第二周期的时间远远大于第一周期的时间，第二唤醒时间大于第一周期的时间，以满足无线接收器22每次被唤醒都能够在时间逻辑上接收到耳标1的耳标身份编码。
[0055]
优选的，第一周期、第二周期、第一唤醒时间和第二唤醒时间之间的关系如图2所示，其中，tt表示第一周期，ttt表示第一唤醒时间，nt表示第二周期，ntr表示第二唤醒时间。
[0056]
优选的，无线发射器11和无线接收器22均采用蓝牙，由于蓝牙的传输距离可覆盖十至几十米，根据动物个体特性，耳标1和项圈2的距离很近，蓝牙的信号传输可以可靠地覆盖，所以耳标1发送的耳标身份编码能够被项圈2可靠接收。
[0057]
具体地，本实施例中，耳标1和项圈2的工作方式均为周期性唤醒的低功耗工作方式。
[0058]
具体地，本实施例中，将耳标1钉在动物个体的耳朵上，实现与动物个体的一次性不可拆卸绑定。
[0059]
本发明的较佳的实施例中，各耳标1均包括一第一存储器13，连接第一控制器12，通过第一存储器13存储耳标身份编码。
[0060]
本发明的较佳的实施例中，各项圈2内均设有一第二存储器23，连接第二控制器21，通过第二存储器23存储目标身份编码。
[0061]
本发明的较佳的实施例中，动物项圈防拆装置还包括一数据平台3，各项圈2分别通过一通信模组24连接数据平台3，通过通信模组24获取对应的目标身份编码并存储至第二存储器23。
[0062]
本发明的较佳的实施例中，动物项圈防拆装置还包括一扫码设备4，连接项圈2，通过扫码设备4扫描项圈2匹配的耳标1的耳标身份编码并将耳标身份编码作为目标身份编码存储至第二存储器23。
[0063]
优选的，各项圈2对应的目标身份编码也可以采用事先写入的方式进行实现。
[0064]
本发明的较佳的实施例中，各耳标1均包括一第一电源14，分别连接无线发射器11和第一控制器12，通过第一电源14对无线发射器11和第一控制器12进行供电。
[0065]
本发明的较佳的实施例中，各项圈2均包括一第二电源25，分别连接无线接收器22和第二控制器21，通过第二电源25对无线接收器22和第二控制器21进行供电。
[0066]
本发明的较佳的实施例中，一种动物项圈防拆方法，应用于上述动物项圈防拆装置，如图3所示，具体包括以下步骤：
[0067]
步骤s1，通过第一控制器12控制无线发射器11持续输出预先存储的耳标身份编码；以及
[0068]
通过第二控制器21控制无线接收器22持续接收耳标身份编码并判断是否接收到耳标身份编码：
[0069]
若是，转向步骤s2；
[0070]
若否，输出表征项圈2已拆卸的一项圈拆卸结果；
[0071]
步骤s2，判断耳标身份编码是否与预先存储的一目标身份编码匹配：
[0072]
若是，输出表征接收成功的一检测结果，并转向步骤s3；
[0073]
若否，返回步骤s1；
[0074]
步骤s3，根据耳标身份编码的无线信号质量处理得到耳标1与项圈2之间的相对距离，并根据相对距离和检测结果处理得到对应的项圈拆卸结果。
[0075]
本发明的较佳的实施例中，如图4所示，步骤s3包括：
[0076]
步骤s31，根据耳标身份编码的无线信号质量、一信号强度值和预先设置的一衰减因子处理得到耳标1与项圈2之间的相对距离；
[0077]
步骤s32，判断相对距离是否大于一预设阈值：
[0078]
若是，输出表征项圈2已被拆除的项圈拆卸结果并退出；
[0079]
若否，输出表征项圈2未被拆除的项圈拆卸结果并退出。
[0080]
本发明的较佳的实施例中，通过以下计算公式处理得到相对距离：
[0081][0082]
其中，
[0083]
d表示相对距离；
[0084]
rssi表示无线信号质量；
[0085]
a表示信号强度值；
[0086]
n表示衰减因子。
[0087]
具体地，本实施例中，各耳标1输出的耳标身份编码以无线信号的方式进行传输，则项圈2可以在接收到各耳标1的无线信号时，根据无线信号的无线信号质量来评估耳标1和项圈2之间的相对距离。
[0088]
优选的，第二控制器21将耳标1和项圈2之间的相对距离和无线信号质量分别与多个强度值及多个距离值进行比较处理得到对应的项圈拆卸结果：
[0089]
当无线信号质量大于第一强度值且相对距离小于第一距离值时，确定项圈2未被拆卸并作为项圈拆卸结果；
[0090]
当无线信号质量不大于第一强度值但大于第二强度值，且相对距离不小于第一距离值但小于第二距离值时，认为项圈2未被拆卸并作为项圈拆卸结果；
[0091]
当无线信号质量不大于第二强度值但大于第三强度值，且相对距离不小于第二距离值但小于第三距离值时，认为项圈2可能未被拆卸并作为项圈拆卸结果；
[0092]
当无线信号质量不大于第三强度值且相对距离不小于第三距离值时，认为项圈2可能被拆卸并作为项圈拆卸结果；
[0093]
当无线信号质量小于第五强度值时，确定项圈2被拆卸并作为项圈拆卸结果。
[0094]
优选的，a表示无线发射器11和无线接收器22相隔1米时的信号强度值，n表示环境对无线信号传输的衰减因子，对于特定的环境为常量。
[0095]
优选的，对于特定环境和特定的发射功率，相对距离和无线信号质量之间的定性关系曲线如图5所示，可以看出，在距离很近时，无线信号质量随着相对距离的增加呈现快速下降趋势，而当相对距离再增大时，无线信号质量的下降速度减小，曲线趋于平稳。
[0096]
优选的，在动物个体上，耳标1佩戴位置在动物耳朵上，项圈2的佩戴位置在动物脖颈，通常两者的距离不会超过1米，并且传输环境相对稳定，当项圈2离开耳标1，项圈2所接收到的无线信号质量会出现急剧下降，这有利于判定项圈2是否被拆卸而脱离动物身体。
[0097]
优选的，通常蓝牙的有效传输距离在50米范围内，项圈2在该范围内仍然能够接收到耳标1的广播信号，尽管无线信号质量会随着项圈2离开的距离增加而急剧下降，这种情况仍然可以用来约定为项圈2作为动物身份识别的硬件设施，仍然附着于动物本体，但是根据无线信号质量所计算得出的相对距离，作为一个风险评估参数，距离越大，项圈2作为动物身份识别的有效性风险越高。
[0098]
具体地，实施例一：
[0099]
耳标1采用蓝牙soc(system on chip，系统级芯片)，包含蓝牙收发器和mcu((microcontroller unit，微控制单元)，第一电源14采用cr2032电池，项圈2采用同样的蓝牙soc，通信模组24采用nb-iot(narrow band internet of things，窄带物联网)模组，第二电源25采用er26500电池，耳标1设定为通过蓝牙soc按第一周期每间隔5分钟广播蓝牙信标，蓝牙信标为包含耳标身份编码的无线信号，第一唤醒时间设为1秒，项圈2设定为按第二周期每间隔60分钟接收蓝牙信标，第二唤醒时间设为6分钟。
[0100]
优选的，项圈2按接收到的来自耳标1的蓝牙信标的无线信号质量rssi(received signal strength indication，信号强度)来评估项圈2和耳标1的相对距离d，从而划分项圈2防拆的可信度等级r(级)进行登记，在本实施例中根据实际测量，项圈2在佩戴状态的rssi值约为-40dbm(分贝毫瓦)，超出接收范围临界时刻的rssi值为-100dbm，实施方案中按
如下规则设定项圈2的防拆可信度等级r(级)和无线信号强度rssi(dbm)以及相对距离d(米)之间的关系：
[0101]
1)rssi》-50dbm且d《5m，设定r为1级时，此时项圈2被确定认为佩戴在动物脖颈上；
[0102]
2)-80dbm《rssi《＝-50dbm且5m＝《d《20m时，设定r为2级，此时项圈2被认为佩戴在动物脖颈上；
[0103]
3)-90dbm《rssi《＝-80dbm且20m＝《d《50m时，设定r为3级，此时项圈2被认为可能佩戴在动物脖颈上；
[0104]
4)rssi《＝-90dbm且d》＝50m时，设定r为4级，此时项圈2被认为可能没有佩戴在动物脖颈上；
[0105]
5)rssi《-100dbm时，项圈2在规定的周期内收不到耳标发射的蓝牙信标，设定r为5级，此时项圈2被认为确定离开动物个体，被拆卸下来；
[0106]
优选的，以上项圈2的佩戴状态，会被项圈2内的通信模组24每间隔60分钟进行一次计算评估，并上传到数据平台3。
[0107]
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。