寵物實時監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種寵物實時監(jiān)測系統(tǒng)，包括植入芯片部分和外戴設(shè)備；所述的植入芯片部分包括壓電陶瓷、熱電偶、壓電纖維、電容裝置、模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置、存儲裝置和數(shù)據(jù)讀取裝置；所述的外戴設(shè)備包括電源、超聲波發(fā)生器、定位裝置和數(shù)據(jù)處理裝置。本發(fā)明專利技術(shù)體積小巧結(jié)構(gòu)簡單，可以植入寵物體內(nèi)實時得到準(zhǔn)確的寵物體征數(shù)據(jù)。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及本專利技術(shù)涉及的是生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域,具體是一種寵物實時監(jiān)測系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著人民生活水平的提高，犬科、貓科等哺乳類動物越來越多作成為家養(yǎng)寵物，而且家養(yǎng)寵物的價值也越來越高，有些犬或貓的市場價值甚至超過一輛汽車。當(dāng)寵物具有財產(chǎn)屬性時，實時監(jiān)測寵物的健康，防止寵物走失等防范措施也必須得到改進(jìn)。但是由于現(xiàn)有用于監(jiān)測的電子設(shè)備尚難以做到依靠自發(fā)電來維持工作，導(dǎo)致難以持續(xù)感測寵物的體征，或者雖然可以持續(xù)感測但是其感測的準(zhǔn)確度大打折扣。《一種珍稀寵物追蹤系統(tǒng)》(中國專利技術(shù)專利CN201510663006.1)公開了一種利用頸環(huán)感知寵物的體溫、心率、血壓的技術(shù)；《一種寵物狗智能項圈》(中國技術(shù)專利CN201520726957.4)公開了一種利用項圈檢測犬類血壓的裝置；《寵物狗監(jiān)護管理系統(tǒng)》(中國技術(shù)專利201520111036.7)公開了一種可以感測犬類體溫的項圈，等。但是這些現(xiàn)有專利技術(shù)的感測裝置設(shè)置在項圈上，也就是寵物的體外。我們知道不同犬種的皮毛厚度不同，同一種犬隨著季節(jié)變換皮毛的厚度也會發(fā)生變化，體外的監(jiān)測裝置由于是隔著寵物的皮毛進(jìn)行檢測，會導(dǎo)致感測寵物體溫、血壓、脈搏等的結(jié)果大大失真。如果將感測芯片植入寵物體內(nèi)，將可以大大提高感測的準(zhǔn)確性。但由于現(xiàn)有的植入芯片沒有供電系統(tǒng)，無法實現(xiàn)對寵物體征進(jìn)行持續(xù)感測的功能。例如《用于寵物養(yǎng)殖的可植入式無源超高頻RFID溫度傳感標(biāo)簽及其感知方法》(中國專利技術(shù)專利CN201410166123.2)公開了一種通過響應(yīng)遠(yuǎn)程射頻來提供寵物體溫數(shù)據(jù)的技術(shù)。但由于該技術(shù)未能解決溫度傳感標(biāo)簽的能源問題，因此只能被動響應(yīng)外界的傳感請求，而無法做到持續(xù)檢測。如果對植入寵物體內(nèi)的芯片增加電容或者電池裝置，則會導(dǎo)致體積重量較大，不利于長期植入寵物體內(nèi)。例如，韋曉娟等認(rèn)為(《人體動能驅(qū)動的可植入式電磁感應(yīng)供電方法研究》文章編號1000-7857(2009)06-0065-07)，植入體內(nèi)的供電裝置由于需要永磁鐵、線圈等材質(zhì)，還需要儲存電量的部件，致使供電裝置的重量和體積都比較大，在體內(nèi)長期植入可能會導(dǎo)致不良后果。假如利用現(xiàn)有的非接觸供電技術(shù)給芯片供電，顯然也不可行。目前的非接觸供電技術(shù)是利用空氣作為松耦合介質(zhì)，通過高頻輻射的方式向電氣設(shè)備提供電能，無需電連接器直接連接。非接觸供電目前主要有三種方式：電磁感應(yīng)方式，磁場共振方式，電磁波傳送方式。非接觸供電技術(shù)發(fā)展雖已經(jīng)比較成熟，但主要用于手機、電動汽車等設(shè)備供電。如果將非接觸
供電技術(shù)用于植入芯片供電，由于植入式芯片的體積較小，限制了受電側(cè)接受能量所需線圈或天線的尺寸，導(dǎo)致接受到的電能難以持續(xù)驅(qū)動植入式芯片所搭載的集成電路正常工作。例如《一種植入式神經(jīng)微刺激和采集遙控芯片》(中國專利技術(shù)專利200720191296.5)中，雖然采用了非接觸供電技術(shù)，但是植入芯片中依然需要安裝鋰電池來彌補電力的不足。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)的目的是提出一種寵物實時監(jiān)測系統(tǒng)，由植入芯片和外戴設(shè)備組成。植入芯片的電路簡單，能耗較低。通過轉(zhuǎn)換外界發(fā)射的超聲波作為系統(tǒng)的主要工作電源，通過寵物脈搏產(chǎn)生的能源作為系統(tǒng)的輔助能源。解決植入芯片在寵物體內(nèi)持續(xù)工作問題。利用熱電偶和壓電纖維作為數(shù)據(jù)感測的功能。外戴設(shè)備可以為植入芯片提供超聲波能源，并包含定位功能和數(shù)據(jù)處理功能。尤其適用于大型哺乳類寵物的實時監(jiān)測。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案如下：一種寵物實時監(jiān)測系統(tǒng)，包括植入芯片部分和外戴設(shè)備；所述的植入芯片部分包括壓電陶瓷、熱電偶、壓電纖維、電容裝置、模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置、存儲裝置和數(shù)據(jù)讀取裝置；所述的壓電陶瓷由兩片壓電材料構(gòu)成夾心式超聲波換能器的結(jié)構(gòu)，可以與外界傳來的一定頻率的超聲波產(chǎn)生諧振并將超聲波的能量轉(zhuǎn)換為直流電流，從而驅(qū)動模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置、存儲裝置和數(shù)據(jù)讀取裝置的工作。隨著環(huán)境溫度的變化，熱電偶的輸出電壓產(chǎn)生變化，將電壓變化數(shù)據(jù)傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置；壓電纖維受寵物脈搏或心臟的搏動而發(fā)生形變，產(chǎn)生電壓與交變電流，給電容裝置供電，并將電壓變化值傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置；模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置將接收的熱電偶的電壓數(shù)據(jù)和壓電纖維的電壓變化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后傳輸給存儲裝置；電容裝置將交變電能轉(zhuǎn)換為直流電能加以儲存，并向存儲裝置提供穩(wěn)定電壓；存儲裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，傳輸給數(shù)據(jù)讀取裝置或接收數(shù)據(jù)讀取裝置的數(shù)據(jù)；所述的外戴設(shè)備包括電源、超聲波發(fā)生器、定位裝置和數(shù)據(jù)處理裝置；超聲波發(fā)生器向壓電陶瓷傳輸超聲波作為系統(tǒng)能源供應(yīng)；定位裝置可以實時感測外戴設(shè)備與地理定位點相對位置，從而得出外戴設(shè)備所處的位置；數(shù)據(jù)處理裝置可以與數(shù)據(jù)讀取裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。定位裝置可以實時感測外戴設(shè)備與地理定位點相對位置，并將感測數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)處理裝置，從而得出外戴設(shè)備當(dāng)前所處的位置。數(shù)據(jù)處理裝置可以將處理后所得到的數(shù)據(jù)通過無線傳輸?shù)氖侄伟l(fā)送給遠(yuǎn)程終端。優(yōu)選的，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置中設(shè)有門電路，每當(dāng)壓電纖維的電壓隨著脈搏的波動而發(fā)生一個周期的波動變化時，執(zhí)行2次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并將數(shù)字信號傳輸?shù)酱鎯ρb置。所述的存儲裝置內(nèi)含系統(tǒng)時鐘，定期分別儲存來自熱電偶的電壓數(shù)據(jù)和壓電纖維的電壓數(shù)據(jù)，并且在記錄數(shù)據(jù)的同時為每一個數(shù)據(jù)添加時間戳。所述的數(shù)據(jù)讀取裝置響應(yīng)數(shù)據(jù)處理裝置的數(shù)據(jù)讀取指令，讀取存儲裝置中的數(shù)據(jù)后傳送到數(shù)據(jù)處理裝置，并可發(fā)送指令將數(shù)據(jù)存儲裝置中存儲的數(shù)據(jù)擦除。所述的存儲裝置中還可以包含寵物的識別碼，可以被讀取并識別寵物的身份。所述的外戴設(shè)備還包括計步器，該計步器與所述的數(shù)據(jù)處理裝置連接。計步器用以獲得寵物的走步頻率數(shù)據(jù)，并傳輸給數(shù)據(jù)處理裝置。數(shù)據(jù)處理裝置將所收到的寵物體征數(shù)據(jù)、寵物位置數(shù)據(jù)和寵物走步頻率數(shù)據(jù)進(jìn)行比對、加工、合并等處理，得到處理結(jié)果。通過對處理及結(jié)果的分析，可以知曉寵物狗或者寵物貓的運動量、活動范圍、健康狀況等信息。所述的外戴設(shè)備還包括多個超聲波感測裝置，該超聲波感測裝置分別與所述的數(shù)據(jù)處裝置連接。數(shù)據(jù)處理裝置分別接收每一個超聲波感測裝置與地面的角度和距離的數(shù)據(jù)，根據(jù)所接收的數(shù)據(jù)分析判斷得到寵物的體態(tài)信息，將所得到的寵物體態(tài)信息與寵物體征數(shù)據(jù)相互印證，更準(zhǔn)確的判斷得出寵物的心情和行為狀況。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)體積小巧結(jié)構(gòu)簡單，可以植入寵物體內(nèi)連續(xù)得到較為準(zhǔn)確的寵物體征數(shù)據(jù)；采用綜合手段降低了整體的能耗，使得超聲波提供的能源足以驅(qū)動系統(tǒng)的正常工作；將壓電纖維感測器產(chǎn)生的電量予以回收，作為輔助能源；將所得到的寵物體征數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)運算，可以得到寵物的體溫、脈搏、血壓等準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，并可推算出寵物健康情況、心情變化、是否處于發(fā)情期等信息。附圖說明圖1為本專利技術(shù)中植入芯片部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中：實線箭頭表示數(shù)據(jù)傳輸關(guān)系，虛線箭頭表示供電連接關(guān)系。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。一種寵物實時監(jiān)測系統(tǒng)，包括植入芯片部分和外戴設(shè)備。請參閱圖1，圖1為本專利技術(shù)中植
入芯片部分的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，所述的植入芯片部分包括熱電偶11、壓電纖維12、壓電陶瓷13、電容裝置20、模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置23、存儲裝置24和數(shù)據(jù)讀取裝置25；壓電陶瓷13接收外界傳來的超聲波產(chǎn)生電流，從而驅(qū)動模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置23、存儲裝置24和數(shù)據(jù)讀取裝置25的工作。隨著環(huán)境溫的變化，熱電偶11的輸出電壓發(fā)生變化，電壓數(shù)據(jù)傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種寵物實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，由植入芯片和外戴設(shè)備組成，所述的植入芯片包括熱電偶(11)、壓電纖維(12)、壓電陶瓷(13)、電容裝置(20)、模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置(23)、存儲裝置(24)和數(shù)據(jù)讀取裝置(25)；所述的外戴設(shè)備包括電源、超聲波發(fā)生器、定位裝置和數(shù)據(jù)處理裝置(33)；所述的熱電偶(11)監(jiān)測寵物的體溫變化，并將電壓變化數(shù)據(jù)傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置(23)；所述的熱壓電纖維(12)受寵物脈搏或心臟的搏動，產(chǎn)生電壓與交變電流，給電容裝置(20)供電，并將電壓變化數(shù)據(jù)傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置(23)；所述的壓電陶瓷(13)接收外界傳來的超聲波產(chǎn)生電流，從而驅(qū)動模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置(23)存儲裝置(24)和數(shù)據(jù)讀取裝置(25)的工作；所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置(23)將接收的電壓變化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后傳輸給存儲裝置(24)；所述的電容裝置(20)將交變電能轉(zhuǎn)換為直流電能加以儲存，并向存儲裝置(24)提供穩(wěn)定電壓；所述的存儲裝置(24)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，傳輸給數(shù)據(jù)讀取裝置(25)或接收數(shù)據(jù)讀取裝置(25)的數(shù)據(jù)；所述的數(shù)據(jù)處理裝置(33)與數(shù)據(jù)讀取裝置(25)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，所述的定位裝置用于實時感測外戴設(shè)備與地理定位點相對位置，并將感測數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)處理裝置(33)，所述的數(shù)據(jù)處理裝置(33)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種寵物實時監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，由植入芯片和外戴設(shè)備組成，所述的植入芯片包括熱電偶(11)、壓電纖維(12)、壓電陶瓷(13)、電容裝置(20)、模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置(23)、存儲裝置(24)和數(shù)據(jù)讀取裝置(25)；所述的外戴設(shè)備包括電源、超聲波發(fā)生器、定位裝置和數(shù)據(jù)處理裝置(33)；所述的熱電偶(11)監(jiān)測寵物的體溫變化，并將電壓變化數(shù)據(jù)傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置(23)；所述的熱壓電纖維(12)受寵物脈搏或心臟的搏動，產(chǎn)生電壓與交變電流，給電容裝置(20)供電，并將電壓變化數(shù)據(jù)傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置(23)；所述的壓電陶瓷(13)接收外界傳來的超聲波產(chǎn)生電流，從而驅(qū)動模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置(23)存儲裝置(24)和數(shù)據(jù)讀取裝置(25)的工作；所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置(23)將接收的電壓變化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后傳輸給存儲裝置(24)；所述的電容裝置(20)將交變電能轉(zhuǎn)換為直流電能加以儲存，并向存儲裝置(24)提供穩(wěn)定電壓；所述的存儲裝置(24)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，傳輸給數(shù)據(jù)讀取裝置(25)或接收數(shù)據(jù)讀取裝置(25)的數(shù)據(jù)；所述的數(shù)據(jù)處理裝置(33)與數(shù)據(jù)讀取裝置(25)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，所述的定位裝置用于實時感測外戴設(shè)備與地理定位點相對位置，并將感測數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)處理裝置(33)，所述的數(shù)據(jù)處理裝置(33)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。2....

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張霏，
申請(專利權(quán))人：上海應(yīng)特寵企業(yè)管理有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31