基于RFID和無(wú)人機(jī)的畜牧定位系統(tǒng)

胡必玲，郭玉堂

(1.合肥師范學(xué)院，合肥 236032；2.電子科技大學(xué)，成都 611731)

基于RFID和無(wú)人機(jī)的畜牧定位系統(tǒng)

胡必玲1,2，郭玉堂1

(1.合肥師范學(xué)院，合肥 236032；2.電子科技大學(xué)，成都 611731)

針對(duì)牲畜放養(yǎng)情況下出現(xiàn)的易走丟，難以定位和統(tǒng)計(jì)問(wèn)題，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于RFID和無(wú)人機(jī)的畜牧定位系統(tǒng)；系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和終端顯示3個(gè)功能模塊組成；通過(guò)給每個(gè)牲畜綁定一個(gè)有源RFID標(biāo)簽，結(jié)合裝配有RFID閱讀器和手機(jī)的無(wú)人機(jī)進(jìn)行自動(dòng)巡航，實(shí)現(xiàn)把RFID數(shù)據(jù)和掃描到RFID時(shí)所對(duì)應(yīng)的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)經(jīng)手機(jī)進(jìn)行預(yù)處理，再使用移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到數(shù)據(jù)服務(wù)器；服務(wù)器端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析和處理后，將牲畜位置數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)在養(yǎng)殖戶(hù)手機(jī)終端顯示，方便養(yǎng)殖戶(hù)進(jìn)行牲畜查看和管理；最后通過(guò)實(shí)地實(shí)驗(yàn)，對(duì)獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)果分析，顯示牲畜定位誤差在系統(tǒng)估計(jì)誤差范圍之內(nèi)，具有較高準(zhǔn)確性；對(duì)比原有的修筑圍欄等方式，本系統(tǒng)具有成本較低、使用方便、可行性高的優(yōu)點(diǎn)。

養(yǎng)殖業(yè)；物聯(lián)網(wǎng)；RFID；無(wú)人機(jī)；定位系統(tǒng)

0 引言

由于人口持續(xù)增長(zhǎng)、城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快及收入增加等因素驅(qū)動(dòng)，中國(guó)養(yǎng)殖產(chǎn)品消費(fèi)量快速增長(zhǎng)，中國(guó)養(yǎng)殖業(yè)在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)一直處于高速發(fā)展時(shí)期。養(yǎng)殖業(yè)快速健康發(fā)展有利于促進(jìn)農(nóng)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化、拓展農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新渠道、增加農(nóng)民就業(yè)機(jī)會(huì)和提高農(nóng)民收入，并在農(nóng)業(yè)和工業(yè)之間逐步形成良性循環(huán)[1]。畜牧業(yè)在養(yǎng)殖業(yè)中占有較大比重，畜牧業(yè)主要分為圈養(yǎng)和散養(yǎng)，其中散養(yǎng)的牲畜肉質(zhì)好，能夠滿(mǎn)足人們對(duì)肉類(lèi)口感和營(yíng)養(yǎng)的要求；同時(shí)，散養(yǎng)牲畜價(jià)格高，能夠更進(jìn)一步提升養(yǎng)殖戶(hù)的收入。

但是由于在中國(guó)廣大農(nóng)村，特別是南方地形地貌，在山區(qū)、丘陵地帶的散養(yǎng)養(yǎng)殖戶(hù)會(huì)面臨有以下的問(wèn)題：

1)牲畜定位難。在空間面積較大、地形錯(cuò)綜復(fù)雜的區(qū)域，很難獲取到牲畜的具體位置。

2)牲畜容易丟。容易被盜或者自己走丟。

3)牲畜統(tǒng)計(jì)數(shù)量難。養(yǎng)殖人員難以統(tǒng)計(jì)牲畜的具體數(shù)量。

本文針對(duì)散養(yǎng)牲畜的痛點(diǎn)，重點(diǎn)研究了無(wú)人機(jī)的自動(dòng)巡航路徑規(guī)劃算法和數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)預(yù)處理算法，設(shè)計(jì)了基于RFID和無(wú)人機(jī)的畜牧定位系統(tǒng)，使用簡(jiǎn)單、適用性好，能夠減輕散養(yǎng)管理的難度，減少養(yǎng)殖戶(hù)的損失。

1 系統(tǒng)總體方案

1.1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

基于RFID和無(wú)人機(jī)的畜牧定位系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析處理和數(shù)據(jù)顯示3個(gè)功能模塊。系統(tǒng)組合利用了有源RFID設(shè)備、無(wú)人機(jī)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)解決放養(yǎng)牲畜定位過(guò)程中要求電池續(xù)航能力強(qiáng)、體積小、成本低的問(wèn)題[2-4]。

系統(tǒng)的基本原理是利用RFID，在一百多米的范圍之內(nèi)發(fā)射無(wú)線射頻信號(hào)，帶有RFID讀卡器和手機(jī)的無(wú)人機(jī)在放養(yǎng)范圍內(nèi)自動(dòng)巡航，每當(dāng)掃描到有RFID信號(hào)時(shí)即把RFID數(shù)據(jù)、信號(hào)強(qiáng)度，通過(guò)藍(lán)牙傳輸?shù)揭粋€(gè)智能手機(jī)，手機(jī)獲取到此時(shí)地理位置，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理后再通過(guò)移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)發(fā)射到系統(tǒng)服務(wù)器端。服務(wù)器端對(duì)所采集到的位置和RFID數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。手機(jī)客戶(hù)端App可以查看到牲畜的最新位置數(shù)據(jù)，方便養(yǎng)殖戶(hù)進(jìn)行牲畜管理。

圖1 畜牧定位系統(tǒng)原理圖

1.2 與GPS定位方案對(duì)比

養(yǎng)殖戶(hù)對(duì)放養(yǎng)的牲畜進(jìn)行定位，必須滿(mǎn)足使用方便、成本低的需求，同時(shí)牲畜定位對(duì)位置精度要求不高。將每個(gè)牲畜都綁定一個(gè)GPS設(shè)備來(lái)對(duì)其進(jìn)行定位對(duì)于大規(guī)模的養(yǎng)殖并不適用[5]。首先，GPS定位設(shè)備需要獲取經(jīng)緯度數(shù)據(jù)并且把數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器，耗電量非常大。一般GPS設(shè)備，每天發(fā)送幾次位置信息，電池只能續(xù)航一周左右。養(yǎng)殖戶(hù)要經(jīng)常更換電池，使用非常麻煩。其次，GPS體積較大，防水性能較差，價(jià)格較高，不利于大規(guī)模使用在牲畜定位。第三，由于GPS是主動(dòng)發(fā)送位置信息，有人偷盜牲畜的情況并不能及時(shí)報(bào)警，實(shí)用性不強(qiáng)。

本系統(tǒng)使用的有源RFID電池續(xù)航能力很長(zhǎng)，長(zhǎng)達(dá)兩三年，體積較小，有非常好的防水性能。同時(shí)，價(jià)格成本低。以500只牲畜的規(guī)模計(jì)算，GPS方案總共需要50 000元(每個(gè)GPS100元)，本系統(tǒng)只需要20 000元(每個(gè)RFID30元，無(wú)人機(jī)和讀卡器5 000元)，成本減少60%。并且本系統(tǒng)在實(shí)際中還有以下應(yīng)用：

1)安裝RFID讀卡器和手機(jī)于牲畜棚，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)返回到牲畜棚的牲畜進(jìn)行計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)。

2)RFID讀卡器和手機(jī)放置在主要公路路邊，一旦有人偷盜牲畜，經(jīng)過(guò)公路時(shí)，能實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。

3)用戶(hù)攜帶配套的RFID讀卡器和手機(jī)，通過(guò)手機(jī)App能查看附近的RFID卡，也能發(fā)現(xiàn)附近的牲畜。

相比每個(gè)牲畜都綁定一個(gè)GPS進(jìn)行定位的方案，此方案使用比較方便、實(shí)用性強(qiáng)、價(jià)格較低，可以進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

2 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)

2.1 硬件設(shè)計(jì)

1)RFID電子標(biāo)簽。系統(tǒng)采用433 MHz的有源 RFID電子標(biāo)簽[6]，讀寫(xiě)距離遠(yuǎn)、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)。

2)RFID閱讀器。系統(tǒng)采用433 MHz RFID配套的帶有藍(lán)牙模塊的全向讀卡器[7]，具有覆蓋角度廣的優(yōu)點(diǎn)，方便把讀卡數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)等其他設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)。

3)手機(jī)設(shè)備。系統(tǒng)使用一般的安卓智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能。手機(jī)藍(lán)牙，讀取RFID讀卡器的數(shù)據(jù)；手機(jī)的計(jì)算能力實(shí)現(xiàn)對(duì)原始數(shù)據(jù)的初步處理，經(jīng)GPRS/3G/4G再傳輸?shù)椒?wù)器，減輕服務(wù)器的計(jì)算負(fù)擔(dān)。

4)無(wú)人機(jī)設(shè)備。基于文獻(xiàn)[8]，系統(tǒng)采用Ardupilot帶有自動(dòng)巡航功能的小型無(wú)人機(jī)[9]。Ardupilot無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)支持對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行固定飛行軌跡的模式和固定飛行高度飛行模式的設(shè)定[10]。由于實(shí)際使用場(chǎng)景下，畜牧場(chǎng)所多是高低不平的山區(qū)。為使無(wú)人機(jī)在山區(qū)相對(duì)地面保持固定的高度，系統(tǒng)對(duì)無(wú)人機(jī)的地面探測(cè)設(shè)備進(jìn)行了改裝，將氣壓傳感器替換成激光測(cè)距傳感器。

2.2 飛行軌跡規(guī)劃

對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行軌跡規(guī)劃一般分為在線規(guī)劃和離線規(guī)劃兩類(lèi)。參考文獻(xiàn)[11-13]，針對(duì)本系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景的特點(diǎn)和離線路徑規(guī)劃相比在線規(guī)劃簡(jiǎn)單、可行性較高的優(yōu)點(diǎn)，本系統(tǒng)采用子區(qū)域劃分和螺旋收縮式覆蓋的離線路徑規(guī)劃算法[14]。

子區(qū)域分割的螺旋式掃描方法步驟為：

1)外輪廓較為復(fù)雜時(shí)，可以把整個(gè)區(qū)域劃分為若干個(gè)子區(qū)域。子區(qū)域的劃分采用雙線掃法，如圖2。用水平和垂直兩個(gè)直線，水平直線自上而下，垂直直線從左往右，兩根直線會(huì)在輪廓邊緣相交或者相切，由此可以劃分出幾個(gè)獨(dú)立的子區(qū)域。

圖2 雙線掃法劃分子區(qū)域

2)子區(qū)域內(nèi)采用“螺旋收縮式”進(jìn)行全覆蓋。相比“往返前進(jìn)式”的覆蓋方法，前者比后者留下較小的未覆蓋面積，前者在終點(diǎn)的位置比較固定，一般位于區(qū)域重心附近，如圖3。

圖3 螺旋式覆蓋和往返前進(jìn)式覆蓋

2.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理算法

無(wú)人機(jī)在養(yǎng)殖范圍內(nèi)自動(dòng)巡航，RFID讀卡器每隔一定時(shí)間間隔T(默認(rèn)1秒)掃描區(qū)域內(nèi)的RFID標(biāo)簽，同一時(shí)間可能掃描到有多個(gè)RFID標(biāo)簽和多個(gè)信號(hào)強(qiáng)度，組成RFID標(biāo)簽集合。RFID標(biāo)簽集合和當(dāng)前手機(jī)通過(guò)GPS定位獲取到的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，組成原始數(shù)據(jù)，格式如表1。

表1 原始數(shù)據(jù)格式

由于采集時(shí)間周期短，原始的數(shù)據(jù)量一般非常大，直接發(fā)送到服務(wù)器，則不利于數(shù)據(jù)分析。利用智能手機(jī)對(duì)此原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，可以大大減少發(fā)送數(shù)據(jù)量和減小服務(wù)端數(shù)據(jù)處理和分析的難度。如表2，其中t1和t2有重復(fù)的RFID，可以將其合并。

表2 原始數(shù)據(jù)示例

在同一時(shí)間內(nèi)能掃描到的RFID卡設(shè)備比較多，需要對(duì)搜集到的RFID卡數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)去重和融合。讀卡器掃描到的RFID原始數(shù)據(jù)是時(shí)間點(diǎn)為元數(shù)據(jù)組成的數(shù)據(jù)序列，即Data=

{time,longitude,latitude,[{id1,rssi1},{id2,rssi2}……]}，原始數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)序列data1、data2、data3……。從RFID讀卡器讀取數(shù)據(jù)間隔時(shí)間較短(1秒)，每秒采集到的數(shù)據(jù)量比較大。可以把采集的時(shí)間間隔延長(zhǎng)，把1秒時(shí)間間隔增加為5妙。增加時(shí)間周期的方法為：

1)以5秒時(shí)間周期內(nèi)的第一秒數(shù)據(jù)為初始的融合數(shù)據(jù)。

2)添加其余每秒的數(shù)據(jù)到初始數(shù)據(jù)。合并方法是：遍歷新數(shù)據(jù)中每個(gè)RFID數(shù)據(jù)，若該RFID不存在融合數(shù)據(jù)中，則把該RFID數(shù)據(jù)增加到RFID列表中。若該RFID數(shù)據(jù)已經(jīng)存在RFID列表中，并且把rssi值最大的元數(shù)據(jù)的當(dāng)前位置設(shè)置為融合數(shù)據(jù)的位置和rssi值。

算法偽代碼為：

DatareduceData;

DatasourceData[5]; //原始五秒的RFID數(shù)據(jù)

reduceData = sourceData[0]

float maxRssi //保存最小的rssi值

for (inti = 1; i< 5; i++){

data = sourceData[i];

for (Rfidrfid in data.rfid){

if (rfid not in reduceData.rfids){

reduceData.rfids.add(rfid)

} else {

if (rfid.rssi>maxRssi){

//重新設(shè)置rfid的rssi和位置

reduceData.rfids.getRfid(rfid.id).rssi = rfid.rssi

reduceData.rfids.getRfid(rfid.id).location= rfid.location

}

}

}

}

經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理之后，從手機(jī)端發(fā)送到服務(wù)器的數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 原始數(shù)據(jù)預(yù)處理結(jié)果示例

3 數(shù)據(jù)處理模塊

3.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

將以按時(shí)間劃分的元數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為以RFID進(jìn)行劃分的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集模塊采集到的元數(shù)據(jù)格式Data1={t1,long1,lati1,{{rfid1,rssi1},{rfid2,rssi2}.}}。由于每項(xiàng)數(shù)據(jù)是以時(shí)間為主鍵進(jìn)行的劃分，不便于后期的數(shù)據(jù)分析處理，需要把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為以RFID號(hào)為主鍵的劃分。轉(zhuǎn)化方法為遍歷每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，以每個(gè)RFID的id值為key建立哈希結(jié)構(gòu)，值為每個(gè)rssi和經(jīng)緯度數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換后格式為Data={rfid1,{rssi1,{long1,lati1},{rssi2,{long2,lati2},……}}}。

3.2 根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度修正地理位置

裝載于無(wú)人機(jī)上的RFID讀卡器在一百多米的范圍內(nèi)掃描RFID卡，掃描范圍R，掃描距離在地面的投影距離L和飛行高度H的關(guān)系是：

(1)

假設(shè)無(wú)人機(jī)的飛行高度為30米，讀卡器的讀卡范圍是150米，計(jì)算得到地面上的覆蓋高度是146米。

由于RFID讀卡器讀卡距離過(guò)長(zhǎng)，定位精度不高。若采用縮短RFID讀卡器讀卡距離的方法提高精度，則需要無(wú)人機(jī)在同一區(qū)域內(nèi)掃描的路徑更為密集。本系統(tǒng)使用信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)修正目標(biāo)位置范圍的方法來(lái)提高位置精度[15]。

根據(jù)RSSI和距離的公式：

RSSI=-(10n-log10d+A)

(2)

則

d=10(ABS(RSSI)-A)/10n

(3)

其中：n代表信號(hào)傳播常量，d代表距發(fā)射器間的距離；A代表距離 1 m時(shí)的接收信號(hào)強(qiáng)度。RSSI值會(huì)隨著距離的增加按如式(2)遞減。即RSSI的值越高，采集的位置數(shù)據(jù)越精確。于是對(duì)地理位置的作如下糾正：

1)在每個(gè)RFID對(duì)應(yīng)的所有經(jīng)緯度數(shù)據(jù)中選擇RSSI值最大的經(jīng)緯度作為采集經(jīng)緯度。

2)根據(jù)公式(3)，使用RSSI值計(jì)算真實(shí)經(jīng)緯度與采集經(jīng)緯度的偏移距離。

牲畜定位位置為經(jīng)緯度加偏移距離。即牲畜位于以經(jīng)緯度位置點(diǎn)為圓心，以偏移距離為半徑的圓范圍內(nèi)。

4 數(shù)據(jù)顯示模塊

數(shù)據(jù)顯示模塊包括移動(dòng)App客戶(hù)端和服務(wù)器系統(tǒng)。App客戶(hù)端除了使用本系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理模塊提供的牲畜地理位置數(shù)據(jù)外，還使用了谷歌的離線數(shù)字地圖。如圖4，用戶(hù)可以在地圖上查看到放養(yǎng)牲畜的地理位置點(diǎn)。利用地理位置數(shù)據(jù)等信息，可以有效提高養(yǎng)殖戶(hù)對(duì)牲畜的日常管理效率。

App客戶(hù)端提供的功能包括：

1)每個(gè)牲畜最新位置展示。

App提供的基本功能是請(qǐng)求保存在服務(wù)器端的牲畜位置數(shù)據(jù)。

2)牲畜位置導(dǎo)航。

App配合藍(lán)牙讀卡器對(duì)牲畜進(jìn)行精確定位。養(yǎng)殖人員攜帶手機(jī)App和RFID閱讀器，RFID閱讀器接收到附近的RFID標(biāo)簽信號(hào)，通過(guò)藍(lán)牙在手機(jī)APP上顯示，從而提示使用者該RFID的距離遠(yuǎn)近，使用者可以根據(jù)此提示方便找到目標(biāo)位置。

圖4 牲畜管理App客戶(hù)端

3)基于位置數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析和查詢(xún)服務(wù)。

提供每個(gè)牲畜和RFID設(shè)備間的綁定和解除綁定，能夠添加對(duì)應(yīng)牲畜的種類(lèi)、性別、生日等基本數(shù)據(jù)。

5 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

5.1 實(shí)驗(yàn)方法

利用本系統(tǒng)對(duì)安徽省合肥市肥西縣一大型養(yǎng)殖場(chǎng)散養(yǎng)的其中五十頭羊進(jìn)行定位實(shí)驗(yàn)。假定使用GPS測(cè)量的地理位置為實(shí)際位置。采用多次無(wú)人機(jī)巡航測(cè)量得到測(cè)量位置和GPS設(shè)備測(cè)量的位置作對(duì)比，并分別求出誤差值，最終得出平均誤差。

5.2 實(shí)驗(yàn)步驟

1)把RFID讀卡器、一個(gè)安卓手機(jī)綁在無(wú)人機(jī)上，并設(shè)置好手機(jī)通過(guò)藍(lán)牙可以連接RFID讀卡器。

2) 把每個(gè)RFID設(shè)備系在選定的羊的脖子上。

3)把GPS設(shè)備同時(shí)系在帶有RFID設(shè)備的那幾只羊脖子上；

把幾只帶有RFID的羊放回到羊群，開(kāi)啟無(wú)人機(jī)執(zhí)行預(yù)定軌道的巡航，無(wú)人機(jī)上的讀卡器掃描到RFID設(shè)備，通過(guò)藍(lán)牙傳輸?shù)綗o(wú)人機(jī)上的手機(jī)，手機(jī)通過(guò)4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_(tái)服務(wù)器。

4)無(wú)人機(jī)巡航幾次求得當(dāng)次待測(cè)羊群的測(cè)量位置值。

5)把之前帶測(cè)量的羊群設(shè)備換到另外一批羊群上，重復(fù)做無(wú)人機(jī)巡航測(cè)量。

5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析

以下為無(wú)人機(jī)飛行一次測(cè)量值和實(shí)際值，數(shù)據(jù)全部使用東經(jīng)和北緯。

通過(guò)5論測(cè)試之后，得到通過(guò)本論文方法的測(cè)量誤差為8.24 M。此誤差對(duì)于放養(yǎng)牛羊等牲畜的定位，具有實(shí)際使用價(jià)值。

表4 采集位置和實(shí)際位置的對(duì)比

表5 各輪測(cè)量誤差和平均誤差

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)的基于RFID和無(wú)人機(jī)的畜牧定位系統(tǒng)所采集到的養(yǎng)只位置數(shù)據(jù)在理論位置估計(jì)范圍內(nèi)，定位有較高的可靠性和精確度。

6 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)大規(guī)模放養(yǎng)牲畜的需求，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于RFID和無(wú)人機(jī)的畜牧定位系統(tǒng)。重點(diǎn)研究了移動(dòng)機(jī)器人的全覆蓋路徑規(guī)劃和基于RSSI的地理位置修正。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該定位系統(tǒng)能以較低的成本價(jià)格解決養(yǎng)殖戶(hù)在牲畜放養(yǎng)情況下出現(xiàn)的難以統(tǒng)計(jì)和容易走丟等問(wèn)題，并且使用方便。

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[7] 探感物聯(lián).433 MHz有源便攜式RFID閱讀器，型號(hào)：ETAG-R705[EB/OL].http://www.etagrfid.com/Product/103.html. [2015-5-24].

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Rear Livestock Location System Based on RFID and UAV

Hu Biling1,2, Guo Yutang1

(1.College of Computer Science, Hefei Normal University, Hefei 230601,China; 2.College of Computer Science and Technology, University of Electronic Science and Technology, Chengdu 611731, China)

In the condition of breeding livestock in open circumstance, the livestock were easily lost, difficult to locate and statistic. In order to solve the problems, a new kind rear livestock location system was designed using RFID and UAV.The whole system consists of three function components: data acquisition, data processing, terminal display. By binding an active RFID tag to each livestock, with UAV which equipped a RFID reader and a mobile phone to perform automatic cruise, the RFID data together with the latitude and longitude data could be send to the data server after pretreated by the phone. In the server, the data got a further analysis and processing. Then, the livestock position data and statistical data would be display in the breeder’s mobile phone, facilitated the breeder to carry out livestock management, to avoid loss. At last, with the experimental data and the results analysis, the system’s location result was within the estimation error range, meet the performance of high accuracy and feasibility. Compared with the traditional solution such as constructing fence, the system has the advantages of low cost, convenient, high feasibility.

breeding industry; Internet of Things(IOT); RFID; unmanned aerial vehicle(UAV); location system

2017-01-13；

2017-02-27。

安徽省高校自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(KJ213A217);合肥師范學(xué)院青年基金項(xiàng)目(2015QN13)。

胡必玲(1985-)，女，安徽六安，助教，工學(xué)碩士，主要從事物聯(lián)網(wǎng)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)方向的研究。

郭玉堂(1962-)，男，安徽安慶，教授，博士，主要從事物聯(lián)網(wǎng)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)方向的研究。

1671-4598(2017)07-0239-04

10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.07.059

TP399

A