CN109528350B - 一种蹄浴系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蹄浴系统及其控制方法，该系统包括：若干个监测装置，用于采集自身的运动数据；服务器，用于获取监测装置所采集的运动数据，根据运动数据对监测装置进行标记；蹄浴装置，用于识别监测装置，并根据服务器对被识别的监测装置的标记信息进行喷药。本发明通过监测装置采集运动数据，然后服务器根据运动数据对监测装置进行标记，从而识别出可能患病的奶牛，蹄浴装置通过识别监测装置，然后根据被识别的监测装置在服务器中的标记信息来实施喷药；本发明可以针对可能患病的奶牛进行喷药，避免了对正常奶牛的用药，从而减少药液的用量。本发明可以广泛应用于自动化设备领域。
Description
技术领域
本发明涉及自动化设备领域，尤其是一种蹄浴系统及其控制方法。
背景技术
奶牛蹄病是困扰奶牛的三大疾病之一。奶牛蹄病的种类包括蹄变形、蹄叶炎、腐蹄病、指间赘生、蹄皮炎、蹄糜烂和蹄底创伤等疾病。其中，以蹄变形和腐蹄病最为常见。病牛常表现为跛行，而且90％以上牛出现跛行都是由肢蹄病所导致。蹄部的病灶引起疼痛和不适，导致跛行出现，并使关节、腱及韧带等受到应激，同时蹄上部的组织和器官也易于受到伤害。这样由于患肢蹄病的牛活动减少，与同群牛的接触也减少，给发情鉴定带来困难导致繁殖失败；疼痛和行走困难致使采食量下降，使得乳产量也下降；严重的跛行还会导致体重和生产能力下降，甚至导致牛只淘汰造成巨大经济损失。由于奶牛的前蹄和后蹄组织构成不一样。前蹄是通过肌肉连接，而后蹄是与关节相连，前后蹄在正常时负重有所不同所致，奶牛前肢内侧指负重较多，而后肢外侧趾负重较多，通常情况下，奶牛蹄病发病率95％发生在后蹄，而且后蹄外侧趾最常发病。而前蹄发生的概率只有5％，且多为内侧指。因此，控制奶牛后蹄的发病率是有效降低蹄病发病率的关键。
定期蹄浴是牧场预防奶牛蹄病的重要手段之一，蹄浴能够保持奶牛蹄部清洁；杀灭蹄部表面及深层的致病菌；硬化蹄壳，使蹄部更适宜承载奶牛的体重。蹄浴对最早期的蹄疣有治疗作用；对于晚期蹄疣有控制复发的作用；蹄浴能够有效减少趾间皮炎和腐蹄病的发病率，利用蹄浴预防这些疾病，快速、有效、简单。传统蹄浴通常采用一个或多个宽约75厘米，长3～5米，深约15厘米蹄浴池，池中加入5％硫酸铜溶液，或5％福尔马林液(甲醛)及其他辅助添加剂等，让奶牛逐一通过蹄浴池。传统蹄浴池的弊端在于：奶牛的粪便极易污染蹄浴液，导致蹄浴液丧失原有功效，反倒为传染性蹄病交叉感染提供了空间；蹄浴液需要人工及时更换，平均每300～500头牛就需要更换一次，用水量大，同时，蹄浴液的使用率不高，同时造成了药液和水资源的浪费。
因此，有人设计了感应式的蹄浴系统，但是目前此类蹄浴系统只能识别有没有奶牛经过蹄浴系统，而无法分辨奶牛是否需要喷药，因而无法进一步压缩喷药量。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种可以降低喷药量的蹄浴系统及其控制方法。
本发明所采取的第一种技术方案是：
一种蹄浴系统，包括：
若干个监测装置，用于采集自身的运动数据；
服务器，用于获取监测装置所采集的运动数据，根据运动数据对监测装置进行标记；
蹄浴装置，用于识别监测装置，并根据服务器对被识别的监测装置的标记信息进行喷药。
进一步，所述监测装置包括：
电子标签，用于存储识别码；
运动传感器，用于采集监测装置的运动数据；
第一无线通信模块，用于将运动传感器采集的运动数据上传至服务器。
进一步，所述蹄浴装置包括：
读卡器，用于读取电子标签存储的识别码；
喷药装置，用于喷洒药液；
处理器，用于根据读卡器读取的识别码向服务器发送查询请求，然后根据服务器返回的标记信息控制喷药装置进行喷药。
进一步，所述服务器包括：
评分单元，用于根据监测装置上传的运动数据，对监测装置进行评分；
标记单元，用于对评分落入设定范围的监测装置进行标记；
查询单元，用于根据蹄浴装置的查询请求，向蹄浴装置返回查询请求中的识别码所对应的监测装置的标记信息。
进一步，所述蹄浴装置包括多个金属感应单元；所述喷药装置包括多个电磁阀，每个电磁阀上均安装有喷头；
所述处理器还用于根据任一金属感应单元的检测信号，控制该金属感应单元对应的电磁阀。
进一步，所述金属感应单元包括线圈和振荡电路，所述振荡电路的输出端与线圈连接，所述检测信号为振荡电路的输出信号；
所述监测装置上设有金属块。
本发明所采取的第二种技术方案是：
一种蹄浴系统的控制方法，包括以下步骤：
获取监测装置上传的运动数据；
根据所述运动数据，对监测装置进行标记；
接收蹄浴装置发送的查询请求，向蹄浴装置返回查询请求中的识别码所对应的监测装置的标记信息。
进一步，所述根据所述运动数据，对监测装置进行标记，其具体包括：
根据监测装置上传的运动数据，对监测装置进行评分；
对评分落入设定范围的监测装置进行标记。
本发明所采取的第三种技术方案是：
一种蹄浴系统的控制方法，包括以下步骤：
读取电子标签的识别码；
根据所述识别码向服务器发送查询请求；
接收服务器返回的识别码所对应的监测装置的标记信息；
根据所述标记信息控制喷药装置喷药。
进一步，还包括以下步骤：
获取多个金属检测单元的检测信号；
所述根据所述标记信息控制喷药装置喷药，其具体为：
根据所述标记信息和所述多个金属检测单元的检测信号分别控制所述多个金属检测单元对应的电磁阀的开闭。
本发明的有益效果是：本发明通过监测装置采集运动数据，然后服务器根据运动数据对监测装置进行标记，从而识别出可能患病的奶牛，蹄浴装置通过识别监测装置，然后根据被识别的监测装置在服务器中的标记信息来实施喷药；本发明可以针对可能患病的奶牛进行喷药，减少了对正常奶牛的用药，从而减少药液的用量。
附图说明
图1为本发明一种具体实施例的蹄浴系统的模块框图；
图2为本发明一种具体实施例的蹄浴装置的结构示意图；
图3为本发明一种具体实施例的蹄浴系统的第一种控制方法的流程图；
图4为本发明一种具体实施例的蹄浴系统的第二种控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例对本发明进行进一步的说明。
参照图1，本实施例公开了一种蹄浴系统，其包括：
若干个监测装置，用于采集自身的运动数据；所述监测装置捆绑在牛蹄上，所述监测装置设有绑带。监测装置被捆绑在牛蹄上后，实质在采集奶牛的运动数据，但是其本质仍然是采集自身运动传感器的运动数据。在本实施例中，可以通过给每个奶牛的牛蹄捆绑一个监测装置，并赋予监测装置唯一的识别码来监测不同的奶牛的运动情况。
服务器，用于获取监测装置所采集的运动数据，根据运动数据对监测装置进行标记。服务器可以根据监测装置所收集的运动数据，根据奶牛的运动情况来对疑似病牛的情况进行标记，在本实施例中，只要对采集的运动数据异常的监测装置进行标记即可。在服务器端，可以设置一张监控表，表上有每个监测装置的识别码，以及对应的标记信息。例如，服务器可以将运动数据异常的监测装置标记为1，将没有异常的监测装置默认设置为0。实验表明患病的奶牛由于肢蹄疼痛，减少运动，因此本实施例可以对采集的步数少于设定阈值的监测装置进行标记。
蹄浴装置，用于识别监测装置，并根据服务器对被识别的监测装置的标记信息进行喷药。蹄浴装置可以通过非接触的方式识别监测装置，例如，通过扫码、RFID或者NFC等技术读取监测装置的识别码，从而识别监测装置。然后根据服务器对该监测装置的标记信息来判断是否要喷药。
本实施例能够对甄别病牛，从而实施有针对性的喷药，减少了对正常奶牛的喷药，进一步节省了药液。
作为优选的实施例，所述监测装置包括：
电子标签，用于存储识别码；所述电子标签为RFID标签或者NFC标签。采用电子标签的方式相对于扫码的方式可靠性更高。
运动传感器，用于采集监测装置的运动数据。本实施例可以采用计步芯片来作为运动传感器。
第一无线通信模块，用于将运动传感器采集的运动数据上传至服务器。所述第一无线通信模块可以采用4G模块、WIFI模块或者zigbee模块等实现。当然，为了对运动传感器的数据进行处理，在设计时可以增加必要的处理器。
当然，监测装置包含必要的电池和电源电路，上述电子部件，全部封装在防水外壳中。并通过绑带捆绑在牛蹄上。
作为优选实施例，所述蹄浴装置包括：
读卡器，用于读取电子标签存储的识别码；所述读卡器根据监测装置所采用的电子标签类型进行选型。所述读卡器可以安装在奶牛必经的道路上。
喷药装置，用于喷洒药液；所述喷药装置包含喷头、电磁阀、管道、药罐和输液泵等部件。
处理器，用于根据读卡器读取的识别码向服务器发送查询请求，然后根据服务器返回的标记信息控制喷药装置进行喷药。本实施例采用蹄浴装置主动查询的机制，能够保证标记信息是最新的，有利于优化喷药。
参照图2，本实施例提供了一种蹄浴装置的具体结构；
其中，喷药装置包括喷头101、电磁阀102和药罐103，所述电磁阀102的一端与喷头101连接，所述电磁阀102的另一端与药罐103连接；所述喷头101安装在蹄浴垫104一侧。当然，电磁阀102与喷头101之间，以及电磁阀102与药罐103之间均设置有必要的输液管道。所述电磁阀102由处理器控制，处理器可以控制电磁阀打开和关闭。其中，药罐中的药液可以通过其自身的重力作用或者通过其在药罐中的压力从喷头喷出，在一些实施例中，也可以为药罐设置输液泵，所述输液泵与处理器连接，当处理器控制电磁阀打开时，同时控制输液泵启动。例如，处理器可以通过高低电平控制电磁阀的打开和关闭。当然，如图2所示，本装置包括必要的外壳和/或挡板等机械结构。
作为优选的实施方式，所述蹄浴装置包括多个金属感应单元；所述喷药装置包括多个电磁阀，每个电磁阀上均安装有喷头。在本实施例中，每个金属感应单元对应一个电磁阀。同时，可以将多个金属感应单元分布在蹄浴装置的不同位置，然后每个金属感应单元对应的喷头的喷药覆盖范围覆盖金属感应单元的感测区域。本实施例可以实现对牛蹄的追踪喷药。
所述处理器还用于根据任一金属感应单元的检测信号，控制该金属感应单元对应的电磁阀。
参照图2，作为优选的实施方式，所述金属感应单元包括线圈105和振荡电路，所述振荡电路的输出端与线圈连接，所述检测信号为振荡电路的输出信号；所述线圈105设置在蹄浴垫104的下方。所述线圈可以采用螺旋形线圈实现。所述振荡电路可以采用LC振荡电路或者RC振荡电路等实现。
所述监测装置上设有金属块。金属块可以采用铁块实现。当然，在本实施例中，喷头的喷药范围应当覆盖喷头所对应的线圈所在的区域。
本实施例的检测原理为：振荡电路的输出信号加载在线圈上时，线圈产生交变磁场，当有金属块进入交变磁场时，在金属块上会产生涡流效应，此时振荡电路的输出端的负载加重，从而使振荡电路的输出电压幅值下降。处理器通过AD接口对振荡电路的输出端的电压幅值进行采样，可以根据振荡电路的输出端的电压幅值大小来判断是否有金属块进入检测范围。
采用本实施例进行非接触式检测，能够有效地跟踪牛蹄的位置，实施精准喷药，进一步节省药液。同时，采用本实施例的非接触式检测，相对于机械式感应更加耐用，更加适用于室外场合。
作为优选的实施例，所述服务器包括：
评分单元，用于根据监测装置上传的运动数据，对监测装置进行评分；例如，每小时步数为1000～500步时，评分为1；每小时步数为500～300时，评分为2；每小时步数为300～100时评分为3。
标记单元，用于对评分落入设定范围的监测装置进行标记；当评分高于2时，认为监测装置异常，对其进行标记。
查询单元，用于根据蹄浴装置的查询请求，向蹄浴装置返回查询请求中的识别码所对应的监测装置的标记信息。
此外，服务器还包括提醒单元，用于将监测装置的评分，发送到移动客户端。以便于用户能够及时掌握奶牛的运动情况，有助于用户到现场进行排查治病。
本实施例提供了一种简单，运算量低的标记方案，其通过运动数据的大小来对监测装置进行标记。
参照图3，一种蹄浴系统的控制方法，该方法用于服务器，该方法包括以下步骤：
S301、获取监测装置上传的运动数据；
S302、根据所述运动数据，对监测装置进行标记；
S303、接收蹄浴装置发送的查询请求，向蹄浴装置返回查询请求中的识别码所对应的监测装置的标记信息。
作为优选的实施例，所述步骤S2具体包括：
S3021、根据监测装置上传的运动数据，对监测装置进行评分；
S3022、对评分落入设定范围的监测装置进行标记。
参照图4，本实施例公开了一种蹄浴系统的控制方法，该方法用于蹄浴装置的处理器，该方法包括以下步骤：
S401、读取电子标签的识别码；
S402、根据所述识别码向服务器发送查询请求；
S403、接收服务器返回的识别码所对应的监测装置的标记信息；
S404、根据所述标记信息控制喷药装置喷药。
作为优选的实施例，还包括以下步骤：
S405、获取多个金属检测单元的检测信号；
所述步骤S404，其具体为：
根据所述标记信息和所述多个金属检测单元的检测信号分别控制所述多个金属检测单元对应的电磁阀的开闭。
在本实施例中，金属检测单元和标记信息是触发电磁阀打开的两个必要条件。因此，只有被标记的奶牛经过蹄浴装置并且金属检测单元检测到金属时，才会实施喷药。这样可以在避免对健康奶牛进行喷药的同时，可以追踪病牛的牛蹄的位置，从而实施精准喷药。
对于上述方法实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (3)
1.一种蹄浴系统，其特征在于：包括：
若干个监测装置，用于采集自身的运动数据；
服务器，用于获取监测装置所采集的运动数据，根据运动数据对监测装置进行标记；
蹄浴装置，用于识别监测装置，并根据服务器对被识别的监测装置的标记信息进行喷药；
其中，所述监测装置包括：
电子标签，用于存储识别码；
运动传感器，用于采集监测装置的运动数据；
第一无线通信模块，用于将运动传感器采集的运动数据上传至服务器；
所述蹄浴装置包括：
读卡器，用于读取电子标签存储的识别码；
喷药装置，用于喷洒药液；
处理器，用于根据读卡器读取的识别码向服务器发送查询请求，然后根据服务器返回的标记信息控制喷药装置进行喷药；
所述服务器包括：
评分单元，用于根据监测装置上传的运动数据，对监测装置进行评分；
标记单元，用于对评分落入设定范围的监测装置进行标记；
查询单元，用于根据蹄浴装置的查询请求，向蹄浴装置返回查询请求中的识别码所对应的监测装置的标记信息。
2.根据权利要求1所述的一种蹄浴系统，其特征在于：所述蹄浴装置包括多个金属感应单元；所述喷药装置包括多个电磁阀，每个电磁阀上均安装有喷头；
所述处理器还用于根据任一金属感应单元的检测信号，控制该金属感应单元对应的电磁阀。
3.根据权利要求2所述的一种蹄浴系统，其特征在于：所述金属感应单元包括线圈和振荡电路，所述振荡电路的输出端与线圈连接，所述检测信号为振荡电路的输出信号；
所述监测装置上设有金属块。
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