一种电子耳标供能系统及电子耳标的制作方法

1.本实用新型涉及耳标技术领域，尤其涉及一种电子耳标供能系统以及电子耳标。


背景技术：

2.随着技术的发展，电子耳标在畜牧业中使用的越发广泛，电子耳标能够以电子录入的方式记录动物的出生、来源、运输、健康数据、兽医检查和屠宰结果等基础信息，便于对畜牧养殖工作进行精细化管理。
3.为了便于放牧，电子耳标内设有定位模块，例如可以通过gps或者rfid(射频)技术进行定位，其位置信息能够通过电子耳标内的无线传输模块进行传输，从而使得管理者能够在手机或者电脑等终端上方便的获知牛羊等牲畜的位置信息。
4.现有技术的缺陷在于，电子耳标内置的电池电量有限，在电池电量耗尽后，管理者将无法获得牲畜的位置等相关信息，牲畜走丢后难以方便的寻回。
5.因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种电子耳标供能系统及电子耳标，其电池能够更为长久的工作。
7.为实现上述实用新型目的，一方面，本实用新型提出了一种电子耳标供能系统，包括：
8.第一供电模块，包括温差发电器件以及与所述温差发电器件电连接的电容电池；
9.第二供电模块，包括电池；
10.电源选择模块，与所述第一供电模块和所述第二供电模块电连接；
11.微处理器，与所述电源选择模块电连接；
12.检测模块，与所述微处理器和所述电源选择模块电连接；以及，
13.无线通讯模块，与所述微处理器和所述电源选择模块电连接，用于无线传输由所述检测模块检测的数据；
14.其中，所述电源选择模块选择所述第一供电模块或者第二供电模块为所述微处理器、检测模块和所述无线通讯模块供电。
15.进一步地，所述检测模块包括定位模块、心率检测模块和温度检测模块，所述定位模块、心率检测模块和温度检测模块均与所述微处理器和所述电源选择模块电连接。
16.进一步地，所述温差发电器件和所述电容电池之间设置有升压电路。
17.进一步地，所述温差发电器件包括与牲畜耳部进行热交换的第一绝缘导热板以及与外界进行热交换的第二绝缘导热板。
18.进一步地，所述第一绝缘导热板与所述耳部接触；或者，
19.所述电子耳标供能系统还包括第一导热件，所述第一导热件两侧分别与所述耳部和所述第一绝缘导热板接触。
20.进一步地，所述第二绝缘导热板至少部分暴露于外界；或者，
21.所述电子耳标供能系统还包括第二导热件，所述第二导热件一侧暴露于外界，另一侧与所述第二绝缘导热板接触。
22.进一步地，所述电源选择模块包括与所述电容电池和所述电池电连接的电压检测电路，其根据所述电容电池和所述电池的电压值选择所述第一供电模块或者第二供电模块进行供电。
23.另一方面，本实用新型提出了一种电子耳标，包括：
24.主标，包括壳体；
25.辅标，与所述主标相连，所述辅标和所述壳体分别位于牲畜耳部的两侧；以及
26.电路板，设于所述壳体内，所述电路板设有如上任一项所述的电子耳标供能系统。
27.进一步地，所述的电子耳标还包括设于所述壳体上的杆部以及设于所述杆部端部的穿刺件，所述穿刺件收容于所述辅标内。
28.进一步地，所述的电子耳标还包括至少一个套设于所述杆部上的柔性垫片，所述柔性垫片和所述壳体分别与所述耳部的两侧表面贴合。
29.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
30.1.本实用新型的电子耳标包括温差发电器件和电容电池，电容电池能够通过温差发电器件进行充电，进而为电子耳标的正常工作进行供电，通过设置温差发电模块能够更为智能的选择电容电池或者电池进行供能，如此，可以延长电池的使用时间，而且，即使在电池电量耗尽时，也能够单独通过温差发电供能，防止出现因为电池电量耗尽而无法找到牲畜的情况。
31.2.本实用新型的电子耳标设置有位于辅标和壳体之间的柔性垫片，一方面，柔性垫片能够施加一定的弹力使得壳体与牲畜耳部贴合的更为紧密，进而增大温差发电的效率和可靠性，另一方面，柔性垫片与牲畜的接触更为舒适，且能够随着耳部的增厚适当减少垫片，有利于耳部的正常生长。
附图说明
32.图1是本实用新型中一种实施方式的电子耳标的结构示意图。
33.图2是本实用新型中一种实施方式的电子耳标供能系统的模块图。
34.图3是本实用新型中一种实施方式的柔性垫片的结构示意图。
具体实施方式
35.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本技术的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
36.本技术中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方
法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
37.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
38.如图1和图2所示，对应于本实用新型一种较佳实施例的电子耳标，其包括主标1、辅标2、电路板3以及设置在电路板3上的电子耳标供能系统，该电子耳标供能系统包括第一供电模块40、第二供电模块41、电源选择模块42、微处理器43、检测模块44以及无线通讯模块45。
39.主标1包括壳体10、自壳体10向外延伸的杆部11以及设于杆部11远离壳体10的端部的穿刺件12，穿刺件12具有尖端，能够穿刺动物的耳部6，其与杆部11连接处的直径大于杆部11的直径。在穿刺件12穿过动物的耳部6后，其与辅标2相连。辅标2能够卡住穿刺件12，从而使得电子耳标能够固定在动物耳部6上。辅标2设有收容腔20，穿刺件12收容在收容腔20内，不外露于辅标2，更为安全。
40.壳体10包括朝向辅标2的第一面100以及朝向外界的第二面102，安装完成后，第一面100与牲畜耳部6贴合，第二面102和第一面100分别位于壳体10两侧。壳体10具有内腔101，电路板3设置于内腔101内。
41.第一供电模块40包括能够利用温度差进行发电的温差发电器件400以及与温差发电器件400电连接的电容电池402，温差发电器件400能够为电容电池402进行充电。
42.温差发电器件400优选为半导体温差发电片，其通过塞贝克热效应将热能转换为电能，如图1所示，温差发电器件400包括相对设置的第一绝缘导热板4000和第二绝缘导热板4001，第一绝缘导热板4000和第二绝缘导热板4001之间设置有半导体发电组件4002，半导体发电组件4002通常包括多个p型半导体和多个n型半导体，通过第一绝缘导热板4000和第二绝缘导热板4001之间的温度差来发电，第一绝缘导热板4000和第二绝缘导热板4001通常为陶瓷板。
43.第一绝缘导热板4000与动物耳部6进行热交换，其与动物耳部6可以是直接接触或者间接接触，在一种优选的实施方式中，第一绝缘导热板4000外露于第一面100，其优选与第一面100平齐或者外凸于第一面100，以与动物耳部6直接接触，温度传递效率高；在另一种优选的实施方式中，壳体10包括外露于第一面100的第一导热件101，同样的，第一导热件101优选与第一面100平齐或者外凸于第一面100，使得其一侧与动物耳部6直接接触，另一侧与第一绝缘导热板4000直接接触，例如两者可以相互贴合，以将热量高效的传递给第一绝缘导热板4000。
44.第二绝缘导热板4001与外界热交换，其可以与外界直接进行热交换或者间接进行热交换，在一种优选的实施方式中，第二绝缘导热板4001外露于第二面102，优选与第二面102平齐或者外凸于第二面102，以使得其能够直接暴露于外界，温度传递效率更高；在另一种优选的实施方式中，壳体10包括外露于第二面102的第二导热件103，同样的，第二导热件103优选与第二面102平齐或者外凸于第二面102，第二导热件103与第二绝缘导热板4001直接接触，例如两者可以相互贴合，以将热量高效的传递给第二绝缘导热板4001。
45.第一导热件101和第二导热件103均采用导热效率高的材质制成，例如采用铜片、
铝合金、石墨烯或者碳纤维等。
46.由于动物耳部6温度较为稳定，而外界温度通常低于耳部6温度，在寒冷地区温差尤为明显，因此，能够通过第一绝缘导热板4000和第二绝缘导热板4001之间的温度差进行发电。温差发电器件400与电容电池402电连接，能够为电容电池402充电，电容电池402例如可以是薄膜电容器或者超级电容器或者其他具有一定储能作用的电容器，能够储存温差发电器件400产生的电能。作为一种优选的实施方式，在温差发电器件400和电容电池402之间串联有升压电路401，能够升压后给电容电池402充电，充电效率更高。升压电路401例如可以选择boost升压电路。在升压电路401和温差发电器件400之间还可以串联整流电路。
47.第二供电模块41包括电池410，电池410通过将化学能转化为电能进行供电，其优选为可充电的纽扣电池。
48.电池410和电容电池402均与电源选择模块42电连接，电源选择模块42与微处理器43以及检测模块44电连接，能够选择电池410或者电容电池402对微处理器43以及检测模块44进行供电。电源选择模块42设有与电容电池(402)和所述电池(410)电连接的电压检测电路，其能够检测电池410和电容电池402的电压，当电容电池402的电压高于第一阈值时(第一阈值可设置为能够使系统正常运行的电压值或略高于该电压值)，电源选择模块42使电容电池402与微处理器43、检测模块44和无线通讯模块45导通，断开电池410，此时由电容电池402为系统供电；当电容电池402的电压低于第一阈值时，表明其电压尚不足以进行供电，此时，电源选择模块42断开电容电池402，使电池410与微处理器43、检测模块44和无线通讯模块45导通，此时由电池410为系统供电；当电池410的电压低于第二阈值时(第二阈值可设置为无法使系统正常工作的电压值，其可以与第一阈值相同，或者低于第一阈值)，表明其电量不足，此时，仅通过电容电池402进行供电，由于对电容电池402充电需要时间，因此，在仅靠电容电池402供电时，能够间隔的发送出数据。即使在电池410没电时，也能够通过电容电池402发送数据，使用户获知牲畜的位置等信息，同时，用户能够根据信号传输的状态判断出电池410是否缺电，进而主动的更换电池410或者对电池410进行充电。
49.微处理器43用于对检测模块44获得的数据进行处理和存储，并将处理后的数据通过无线通讯模块45进行传输。微处理器43优选为单片机(mcu)，例如16位或者32位的单片机。检测模块44为具有检测功能的模块，例如检测位置、检测心率或者检测体温等。检测模块44不限于是一个，本实施例中，检测模块44包括用于定位牲畜的位置的定位模块440、检测牲畜的心率的心率检测模块441以及检测牛的温度的温度检测模块442。
50.定位模块440优选为gps定位模块或者北斗定位模块，能够通过卫星定位牲畜的位置。心率检测模块441包括与牲畜的耳部6直接或间接接触的心率检测传感器，能够检测牲畜的心率。温度检测模块442包括与牲畜的耳部6直接或者间接接触的温度传感器，能够检测牲畜的体温。根据牲畜心率的快慢和体温的高低，能够判断牲畜的健康状况。无线通讯模块45优选为gsm模块，能够通过2g、3g、4g或其他网络进行通信，从而将检测模块44检测的数据发送至用户终端，用户能够在终端方便的获知牲畜的位置以及健康状况。
51.显然的，本实用新型中，温差发电器件400能够持续的为电容电池402供电，一方面，在电子耳标的工作过程中，电容电池402能够提供一部分的电量，节省了电池410的电量消耗，延长了电池410的工作时间；另一方面，即使在电池410的电量消耗完后，电容电池402依然能够依靠温差发电产生的电量发送位置信息等数据，此时，即使牲畜走丢也依然能够
获得其位置信息，便于将其寻回。
52.可以理解的是，牲畜耳朵的厚度是有区别的，例如，不同牲畜的耳朵的厚度不同，同一牲畜耳朵不同的部位的厚度不同，且随着牲畜年龄的增长，牲畜耳朵的厚度也会增加，而电子耳标的规格通常是固定的，也就是说，在电子耳标安装至牲畜耳朵上时，壳体10通常难以与耳朵贴紧，这样，对温差发电的效率将造成较大的影响；若在牲畜幼时，电子耳标即设置成壳体10与耳朵贴紧的话，则在牲畜长大后壳体10和辅标2会对耳朵挤压过紧，影响佩戴的舒适性，且不利于耳朵的正常生长。
53.为解决上述问题，本实用新型的电子耳标还包括套设在杆部11上的柔性垫片5，柔性垫片5采用硅胶或者其他柔性材质制成，其位于壳体10和辅标2之间。如图1和图3所示，电子耳标安装完成后，壳体10和柔性垫片5分别贴合于牲畜耳部6两侧的表面上，由于柔性垫片5是柔性的，因此耳部6与柔性垫片5的接触更为舒适，且其能够被压缩变形，从而能够适应不同厚度的耳部6，并施加一定的使壳体10的第一面100始终紧贴耳部6的弹力，保证第一绝缘导热板4000与耳部6之间传热的可靠性，提高温差发电的效率。
54.柔性垫片5的数量可以为一个或者多个(图1中示出了3个柔性垫片5)，其数量可视牲畜耳部6的厚度确定，以使得壳体10和耳部6能够贴紧为准。牲畜幼时耳部6通常较薄，此时可以设置多个柔性垫片5，随着牲畜长大，耳部6厚度也逐年增加，此时可以逐渐取下柔性垫片5，使得在保证壳体10与耳部6贴紧的同时，减小电子耳标对耳部6的压迫。通过设置柔性垫片5，壳体10与耳部6贴合性更好，可以使温差发电器件400与耳部6可靠的进行热传递，发电效率更高。
55.本实用新型至少包括如下优点：
56.1.本实用新型的电子耳标包括温差发电器件和电容电池，电容电池能够通过温差发电器件进行充电，进而为电子耳标的正常工作进行供电，通过设置温差发电模块能够更为智能的选择电容电池或者电池进行供能，如此，可以延长电池的续航时间，而且，即使在电池电量耗尽时，也能够单独通过温差发电供能，防止出现因为电池电量耗尽而无法找到牲畜的情况。
57.2.本实用新型的电子耳标设置有位于辅标和壳体之间的柔性垫片，一方面，柔性垫片能够施加一定的弹力使得壳体与牲畜耳部贴合的更为紧密，进而增大温差发电的效率和可靠性，另一方面，柔性垫片与牲畜的接触更为舒适，且能够随着耳部的增厚适当减少垫片，有利于耳部的正常生长。
58.上述仅为本实用新型的一个具体实施方式，其它基于本实用新型构思的前提下做出的任何改进都视为本实用新型的保护范围。