[发明专利]基于LoRaWAN技术的畜牧监测定位管理系统

说明书

本发明公开了基于LoRaWAN技术的畜牧监测定位管理系统，属于物联网技术领域，对牧畜的管理和疾病的预防和监测提供便利。包括佩戴在牧畜身体上的LoRaWAN定位终端，监测传感器，3个以上的LoRa网关节点，网络服务器和管理终端。监测传感器与LoRaWAN定位终端连接，LoRaWAN定位终端与各LoRa网关节点连接，各LoRa网关节点分别与网络服务器连接，管理终端与网络服务器连接，监测传感器与LoRaWAN定位终端之间通过主控芯片连接，监测传感器、LoRaWAN定位终端和主控芯片都采用电池电源模块供电，并通过太阳能电池板给电池电源模块充电。无需额外的硬件支撑，无需GPS定位技术，小尺寸、低功耗、低成本。

技术领域

本发明涉及基于LoRaWAN技术的畜牧监测定位管理系统，更具体地说是一种基于低功耗广域网(LPWAN)通信技术和LoRa定位技术的畜牧监测位管理系统，属于物联网技术领域。

背景技术

随着畜牧业的不断发展，畜牧业的养殖规模不断扩大，牧场面积较大，资源情况日趋复杂，从而对牧区畜牧管理带来较大的困难，增加了大量的人力物力。虽然通过无线定位装置能够为畜牧管理提供支持，但传统的定位装置(如蓝牙，ZigBee等)无法满足较大的草原牧区的定位，或具有功耗较大，成本高，牧畜不易佩戴等问题(如GPS定位装置)，此外传统定位装置只能单一的定位牧畜的位置，功能较少，比如不能及时反馈牧畜的健康状况等信息，而牧畜的健康状况等指标对于畜牧管理非常重要。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明提供了一种基于LoRaWAN技术，能实现对牧畜的远距离、低成本、低功耗、能监测牧畜健康状况、易于牧畜佩戴的定位、监测、管理于一体的畜牧监测定位管理系统。

本发明所采用的技术方案是：

基于LoRaWAN技术的畜牧监测定位管理系统，包括佩戴在牧畜身体上的LoRaWAN定位终端，佩戴在牧畜身体上的监测传感器，3个以上的LoRa网关节点，网络服务器和管理终端。

所述佩戴在牧畜身体上的监测传感器与佩戴在牧畜身体上的LoRaWAN定位终端连接，所述佩戴在牧畜身体上的LoRaWAN定位终端与所述3个以上的LoRa网关节点的各LoRa网关节点连接，所述3个以上的LoRa网关节点的各LoRa网关节点分别与网络服务器连接，所述管理终端与网络服务器连接。

优选地，所述佩戴在牧畜身体上的监测传感器与佩戴在牧畜身体上的LoRaWAN定位终端之间通过主控芯片连接；

进一步地，所述主控芯片采用STM32。

优选地，所述佩戴在牧畜身体上的监测传感器、佩戴在牧畜身体上的LoRaWAN定位终端和主控芯片都采用电池电源模块供电，并通过太阳能电池板给电池电源模块充电。

所述3个以上的LoRa网关节点用于接收数据信号，根据实际情况和定位的范围大小适当添加LoRa网关节点数量，来提高定位的精确度，对节点的具体位置没有严格要求。当任意一个LoRaWAN终端设备发射一段数据信号，其所在网络范围内的所有的LoRa网关都会接收到这段信号，并传输给网络服务器。网络服务器通过比较信号强度、到达时间、信噪比和其他参数来计算终端设备的最可能所在位置。

优选地，畜牧监测定位使用TDOA定位原理来实现地理位置定位，通过所述佩戴在牧畜身体上的LoRaWAN定位终端与监测基站之间的信号交流，确定需要监测的畜牧具体位置。

优选地，所述佩戴在牧畜身体上的监测传感器包括动作传感器和生命体征传感器，实时监测牧畜的运动状态、生命体征等参数。

进一步地，所述动作传感器和生命体征传感器分别采用了MPU-6050运动姿态传感器和MAX30102血氧心率模块。