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一种安全型畜牧用高压 围栏系统

阅读：527发布：2020-05-13

专利汇可以提供一种安全型畜牧用高压围栏系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了安全型畜牧用高压围栏系统，其由多个围栏单元构成，每个围栏单元包括围栏柱、围栏底架、固定插钎、导电栏线、状态灯、太阳能电池板、高压配电柜、RFID读写器；导电栏线具有两组互不接触的导电栏线+和导电栏线-；每个围栏单元的围栏柱为两根，其和底部的围栏底架组成“凵”字形围栏框架，两根围栏柱中间平行安装有多根导电栏线，导电栏线上均匀排布有多个芒刺；每个围栏中的牲畜都带有一个以上的RFID标签，每个牲畜佩戴的RFID标签内记录有牲畜的识别信息，采用射频识别技术精确检测靠近到围栏线的物体是否为圈养牲畜，在检测到是圈养牲畜时，才控制高压电源通电导通工作，有效的降低了蓄电池的电能消耗，提高工作效率。，下面是一种安全型畜牧用高压围栏系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种安全型畜牧用高压围栏系统，其由多个围栏单元构成，每个围栏单元包括围栏柱(1)、围栏底架(3)、固定插钎(4)、导电栏线(5)、状态灯(6)、太阳能电池板(7)、高压配电柜(8)、RFID读写器(9)；其特征在于：所述导电栏线(5)具有两组互不接触的导电栏线+和导电栏线-，所述状态灯(6)包括红灯(61)、黄灯(62)和绿灯(63)；所述每个围栏单元的所述围栏柱(1)为两根，其和底部的所述围栏底架(3)组成“凵”字形围栏框架，两根所述围栏柱(1)中间平行安装有多根所述导电栏线(5)，其中所述导电栏线+和所述导电栏线-间隔排列，所述导电栏线(5)的两端均通过所述绝缘子(2)固定在两根所述围栏柱(1)上。
2.根据权利要求1所述的安全型畜牧用高压围栏系统，其特征在于：所述导电栏线(5)上均匀排布有多个芒刺(51)，相邻两个所述导电栏线(5)的所述芒刺(51)的尖端相对，所述芒刺(51)使用导电材料制成；所述围栏底架(3)下部安装有多个所述固定插钎(4)，通过所述固定插钎(4)将围栏单元固定在地上，所述“凵”字形围栏框架旁设置有所述高压配电柜(8)，所述高压配电柜(8)顶部安装有所述太阳能电池板(7)，向所述高压配电柜(8)内供电。
3.根据权利要求2所述的安全型畜牧用高压围栏系统，其特征在于：该系统还包括RFID标签(10)，所述RFID标签(10)设置在被圈养牲畜的身上，所述RFID标签(10)内储存有该牲畜的相关信息，每个所述围栏柱(1)上部至少安装有一个所述RFID读写器(9)，每个围栏中的牲畜都带有一个以上的所述RFID标签(10)，每个牲畜佩戴的所述RFID标签(10)内记录有牲畜的识别信息，所述RFID读写器(9)信号方向朝向围栏内侧，用于读取接近相应所述围栏单元的所述RFID标签(10)。
4.根据权利要求3所述的安全型畜牧用高压围栏系统，其特征在于：所述高压配电柜(8)内设置有相关电源和动作电路，包括太阳能板稳压电路(81)、高压源(82)、线性稳压源(83)和控制电路(84)；所述太阳能电池板(7)产生的电能通过导线连接到所述太阳能板稳压电路(81)，所述太阳能板稳压电路(81)将所述太阳能电池板(7)的电能进行稳压后经过二极管D1输入到蓄电池BT1内储存，所述蓄电池BT1一端接地，另一端通过空气开关QF输出电压分别连接到所述线性稳压源(83)和所述高压源(82)，所述线性稳压源(83)输出经过稳压的电压到电源VCC。
5.根据权利要求4所述的安全型畜牧用高压围栏系统，其特征在于：所述蓄电池BT1输出的电压经过所述高压源(82)内部的初级稳压电路(821)、可控高频逆变器电路(822)和升压变压器(823)升压处理后输出两路交流高压OUT1和OUT2，所述OUT1经过倍压脉冲电路(824)再次加压为脉冲高压电HV1；所述OUT2经过整流滤波电路(825)后输出直流高压电HV2；所述脉冲高压电HV1的两极通过继电器开关KM1的静触点分别连接到所述导电栏线(5)的两极上，所述直流高压电HV2的两极通过继电器开关KM2静触点分别连接到所述导电栏线(5)中的两极上，两极上的所述继电器开关KM1和KM2可共用一个继电器动触点以防止同时关闭的误操作，所述继电器开关KM1和KM2为常开触点，所述导电栏线(5)的回路上串接保护电阻R1。
6.根据权利要求5所述的安全型畜牧用高压围栏系统，其特征在于：所述控制电路(84)包括主控制器(841)、微动开关(842)、光电隔离电路(843)、继电器驱动电路和灯光驱动电路；所述微动开关(842)和所述导电栏线(5)接触安装，当所述导电栏线(5)受力形变达到一定程度时触动所述微动开关(842)动作，所述微动开关(842)的动作信号通过导线传输到主控制器841中；所述主控制器(841)输出多路高频PWM信号经过所述光电隔离电路(843)到达所述高压源(82)的所述可控高频逆变器电路(822)；所述继电器驱动电路包括继电器KM1和继电器KM2的控制电路，通过所述主控制器(841)控制所述继电器驱动电路工作；所述灯光驱动电路包括所述红灯(61)、黄灯(62)和绿灯(63)驱动电路，通过所述主控制器(841)控制所述灯光驱动电路工作。
7.根据权利要求3-6任一项所述的安全型畜牧用高压围栏系统，其特征在于：所述主控制器(841)还与所述RFID读写器(9)连接，用于读取所述RFID标签(10)内的数据以及可以向所述RFID标签(10)内写入数据，数据的类型包括但不限于牲畜的身份编号、类型、性别、年龄、体重、触发围栏导线次数以及RFID标签的信号强度等信息，数据存储量在2048bit左右；
所述主控制器(841)还可通过有线或者无线的方式和上位机进行运行数据交互，包括标签数据和控制数据。
8.一种权利要求1-7任一项所述的安全型畜牧用高压围栏系统的工作方法，其特征在于，包括节能状态、放电状态、电击状态、故障状态和断电状态。
9.根据权利要求8所述的工作方法，其特征在于：所述节能状态指的是，当没有牲畜靠近围栏时，所述RFID读写器(9)没有读取到所述RFID标签(10)信息，此时所述主控制器(841)不输出控制信号，所述高压源(82)处于不工作状态，所述继电器开关KM1和KM2处于常开状态，所述主控制器(841)向所述绿灯(63)的驱动电路输出控制信号，发出绿光。
10.根据权利要求9所述的工作方法，其特征在于：所述放电状态指的是，当有牲畜靠近围栏时，所述RFID读写器(9)读取到了所述RFID标签(10)信息，将所述RFID读写器(9)读取到的标签信息输送到所述主控制器(841)中，所述主控制器(841)输出多路高频PWM信号，控制所述可控高频逆变器电路(822)工作，使得所述升压变压器(823)产生高压交流电，所述倍压脉冲电路(824)将所述升压变压器(823)产生高压电再进行倍压后输出更高的大纹波电压HV1，所述主控制器(841)通过所述继电器KM1的控制电路控制所述继电器KM1的开关闭合，将高压电源输出的HV1的电压接入到所述导电栏线(5)上，此时所述导电栏线(5)相邻的两个导电栏线+和导电栏线-上的所述芒刺(51)相对的尖端电荷开始快速积累，当达到空气击穿电压后相对的所述芒刺(51)之间随机的产生放电电弧，并出现噼啪作响的放电声，通过电弧的闪光和放电声驱逐牲畜离开所述RFID读写器(9)的读取区域。
11.根据权利要求10所述的工作方法，其特征在于：经过一段时间的放电后如果牲畜离开所述RFID读写器(9)的读取区域，则所述主控制器(841)恢复所述节能状态，当经过一段时间的放电后如果牲畜仍然靠近围栏，则所述主控制器(841)控制所述继电器KM1的开关打开，控制所述继电器KM2的开关闭合，将所述高压源(82)经所述整流滤波电路(825)输出的直流高压电压HV2接入到所述导电栏线(5)上，进入电击状态，在围栏处于放电状态和电击状态时发光二极管D4发出黄光，表示围栏处于通电的工作状态。
12.根据权利要求8-11所述的工作方法，其特征在于：在该围栏系统工作的过程中，所述主控制器(841)将所述RFID读写器(9)读取到的所述RFID标签(10)的数据储存并分析，根据每个牲畜的不同状况设置相应的控制逻辑：对多次触发电击状态的牲畜进行电击时提高相应的电击电压，用于强化电击的条件反射；对体重较大的牲畜进行电击时提高相应的电击电压；对于幼体牲畜、体重较轻的牲畜以及处于孕期的牲畜降低围栏电击状态时的电击电压，延长放电状态的时间；对于不同品种的牲畜，例如对于牛、羊或者猪等设置合适的电击电压。

说明书全文

一种安全型畜牧用高压围栏系统

技术领域

[0001] 本发明涉及畜牧器材技术领域，更具体的说，尤其涉及一种安全型畜牧用高压围栏系统。

背景技术

[0002] 畜牧业作为农业的主要组成部分之一，与种植业并列为农业生产的两大支柱，畜牧业是利用己经被人类驯化的动物或者野生动物的生理机能，通过人工饲养和繁殖，使其将牧草和饲料等植物能转变为动物能，以取得肉、奶和皮毛等畜产品的生产部门，是人类与自然界进行动物物质交换的重要环节，现如今，人们大多采用群养的方式，护栏作为圈养的重要设备，圈养牲畜的情况下，有时牲畜会躁动而冲击畜栏，而现如今的畜牧护栏的抗冲击性不够强，并且牲畜冲击护栏时，不仅护栏会受到损坏，牲畜本身也会受到伤害。

[0003] 在现有的畜牧技术中为了防止牲畜逃离护栏，往往会在护栏上设置相应的高压电网，当牲畜触及到带有高压电的护栏时，牲畜立刻受到高压电击，这种高压电击的感受足以使牲畜们产生痛感，因此带有高压电的护栏使得牲畜产生条件反射，使其惧怕靠近护栏，从而达到控制牲畜越出护栏的目的。因此在护栏上增加此类高压电网，可以大大方便畜牧的管理。

[0004] 现有技术中，公开号为CN206149578U的专利文献公开了一种可切换低压高压的畜牧高压防护栏，但是其采用的是红外线感应模块，其只能感应到有物体靠近护栏，其不能判断靠近的是否是牲畜，在环境条件复杂露天使用时，很容易导致误操作产生。

[0005] 现有技术中，公开号为CN104684230B的专利文献同样公开了一种可切换低压高压的低功耗高压防护栏，其采用的是牲畜接触接触报警开关S2后产生警报并接通高压源，采用接触开关的电路响应较慢，同时也存在其不能判断靠近的是否是牲畜，在环境条件复杂露天使用时，很容易导致误操作产生，且该防护栏需要外接交流电源，使用场合很有限。

[0006] 现有技术中，公开号为CN2633014Y的专利文献同样公开了一种可切换低压高压的低功耗高压防护栏，其采用围栏线获得畜体的交流噪声电压后接通高压源，由于围栏线本身就是一组很长的导体，其可以起到天线的作用，其获得的脉冲电信号很容易受到空间内电磁信号的影响，并不十分可靠，因此，采用该检测方式，在电磁环境条件复杂露天使用时，也很容易导致误操作产生。

[0007] 综上可知，现有技术中高压围栏均无法实现对牲畜是否接近围栏进行精确的检测和有针对性的反馈控制。

发明内容

[0008] 针对背景技术中出现的问题，本发明提出了一种安全型畜牧用高压围栏系统，其由多个围栏单元构成，每个围栏单元包括围栏柱、围栏底架、固定插钎、导电栏线、状态灯、太阳能电池板、高压配电柜、RFID读写器；其特征在于：所述导电栏线具有两组互不接触的导电栏线+和导电栏线-，所述状态灯包括红灯、黄灯和绿灯；所述每个围栏单元的所述围栏柱为两根，其和底部的所述围栏底架组成“凵”字形围栏框架，两根所述围栏柱中间平行安装有多根所述导电栏线，其中所述导电栏线+和所述导电栏线-间隔排列，所述导电栏线的两端均通过所述绝缘子固定在两根所述围栏柱上。

[0009] 进一步的，所述导电栏线上均匀排布有多个芒刺，相邻两个所述导电栏线的所述芒刺的尖端相对，所述芒刺使用导电材料制成；所述围栏底架下部安装有多个所述固定插钎，通过所述固定插钎将围栏单元固定在地上，所述“凵”字形围栏框架旁设置有所述高压配电柜，所述高压配电柜顶部安装有所述太阳能电池板，向所述高压配电柜内供电。

[0010] 进一步的，该系统还包括RFID标签，所述RFID标签设置在被圈养牲畜的身上，所述RFID标签内储存有该牲畜的相关信息，每个所述围栏柱上部至少安装有一个所述RFID读写器，每个围栏中的牲畜都带有一个以上的所述RFID标签，每个牲畜佩戴的所述RFID标签内记录有牲畜的识别信息，所述RFID读写器信号方向朝向围栏内侧，用于读取接近相应所述围栏单元的所述RFID标签。

[0011] 进一步的，所述高压配电柜内设置有相关电源和动作电路，包括太阳能板稳压电路、高压源、线性稳压源和控制电路；所述太阳能电池板产生的电能通过导线连接到所述太阳能板稳压电路，所述太阳能板稳压电路将所述太阳能电池板的电能进行稳压后经过二极管D1输入到蓄电池BT1内储存，所述蓄电池BT1一端接地，另一端通过空气开关QF输出电压分别连接到所述线性稳压源和所述高压源，所述线性稳压源输出经过稳压的电压到电源VCC。

[0012] 进一步的，所述蓄电池BT1输出的电压经过所述高压源内部的初级稳压电路、可控高频逆变器电路和升压变压器升压处理后输出两路交流高压OUT1和OUT2，所述OUT1经过倍压脉冲电路再次加压为脉冲高压电HV1；所述OUT2经过整流滤波电路后输出直流高压电HV2；所述脉冲高压电HV1的两极通过继电器开关KM1的静触点分别连接到所述导电栏线的两极上，所述直流高压电HV2的两极通过继电器开关KM2静触点分别连接到所述导电栏线中的两极上，两极上的所述继电器开关KM1和KM2可共用一个继电器动触点以防止同时关闭的误操作，所述继电器开关KM1和KM2为常开触点，所述导电栏线的回路上串接保护电阻R1。

[0013] 进一步的，所述控制电路包括主控制器、微动开关、光电隔离电路、继电器驱动电路和灯光驱动电路；所述微动开关和所述导电栏线接触安装，当所述导电栏线受力形变达到一定程度时触动所述微动开关动作，所述微动开关的动作信号通过导线传输到主控制器中；所述主控制器输出多路高频PWM信号经过所述光电隔离电路到达所述高压源的所述可控高频逆变器电路；所述继电器驱动电路包括继电器KM1和继电器KM2的控制电路，通过所述主控制器控制所述继电器驱动电路工作；所述灯光驱动电路包括所述红灯、黄灯和绿灯驱动电路，通过所述主控制器控制所述灯光驱动电路工作。

[0014] 进一步的，所述主控制器还与所述RFID读写器连接，用于读取所述RFID标签内的数据以及可以向所述RFID标签内写入数据，数据的类型包括但不限于牲畜的身份编号、类型、性别、年龄、体重、触发围栏导线次数以及RFID标签的信号强度等信息，数据存储量在2048bit左右；所述主控制器还可通过有线或者无线的方式和上位机进行运行数据交互，包括标签数据和控制数据。

[0015] 一种安全型畜牧用高压围栏系统的工作方法，其特征在于，包括节能状态、放电状态、电击状态、故障状态和断电状态。

[0016] 进一步的，所述节能状态指的是，当没有牲畜靠近围栏时，所述RFID读写器没有读取到所述RFID标签信息，此时所述主控制器不输出控制信号，所述高压源处于不工作状态，所述继电器开关KM1和KM2处于常开状态，所述主控制器向所述绿灯的驱动电路输出控制信号，发出绿光。

[0017] 进一步的，所述放电状态指的是，当有牲畜靠近围栏时，所述RFID读写器读取到了所述RFID标签信息，将所述RFID读写器读取到的标签信息输送到所述主控制器中，所述主控制器输出多路高频PWM信号，控制所述可控高频逆变器电路工作，使得所述升压变压器产生高压交流电，所述倍压脉冲电路将所述升压变压器产生的高压电再进行倍压后输出更高的大纹波电压HV1，所述主控制器通过所述继电器KM1的控制电路控制所述继电器KM1的开关闭合，将高压电源输出的HV1的电压接入到所述导电栏线上，此时所述导电栏线相邻的两个导电栏线+和导电栏线-上的所述芒刺相对的尖端电荷开始快速积累，当达到空气击穿电压后相对的所述芒刺之间随机的产生放电电弧，并出现噼啪作响的放电声，通过电弧的闪光和放电声驱逐牲畜离开所述RFID读写器的读取区域。

[0018] 进一步的，经过一段时间的放电后如果牲畜离开所述RFID读写器的读取区域，则所述主控制器恢复所述节能状态，当经过一段时间的放电后如果牲畜仍然靠近围栏，则所述主控制器控制所述继电器KM1的开关打开，控制所述继电器KM2的开关闭合，将所述高压源经所述整流滤波电路输出的直流高压电压HV2接入到所述导电栏线上，进入电击状态，在围栏处于放电状态和电击状态时发光二极管D4发出黄光，表示围栏处于通电的工作状态。

[0019] 进一步的，在该围栏系统工作的过程中，所述主控制器将所述RFID读写器读取到的所述RFID标签的数据储存并分析，根据每个牲畜的不同状况设置相应的控制逻辑：对多次触发电击状态的牲畜进行电击时提高相应的电击电压，用于强化电击的条件反射；对体重较大的牲畜进行电击时提高相应的电击电压；对于幼体牲畜、体重较轻的牲畜以及处于孕期的牲畜降低围栏电击状态时的电击电压，延长放电状态的时间；对于不同品种的牲畜，例如对于牛、羊或者猪等设置合适的电击电压。

[0020] 本发明的有益效果是：

[0021] 采用独立的围栏单元设置，每个围栏单元都具有单独的供电和控制系统，这样组成的围栏即使有部分单元损坏也不影响其它单元的工作。采用太阳能电池板供电，适合在缺少电力供应的野外圈养牲畜时使用。

[0022] 采用射频识别技术精确检测靠近到围栏线的物体是否为圈养牲畜，在检测到是圈养牲畜时，才控制高压电源通电导通工作，这样有效的降低了蓄电池的电能消耗。可以检测到围栏导电栏线存在异物挤压变形的风险，并进行报警。

[0023] 采用通过放电状态和电击状态的配合切换可以对牲畜形成有效的电击条件反射，被电击过几次后往往看见放电电弧听见放电声音后就会离开靠近围栏的区域，有效减少牲畜挤压围栏线的次数，提高围栏线的使用寿命，同时也能减少牲畜被电击的次数，降低高压电对牲畜的副作用。

[0024] 可根据每个牲畜的不同状况设置相应的控制逻辑，提高围栏系统对牲畜的针对性作用，使围栏系统变得智能化，提高了围栏单元的工作效率。附图说明

[0025] 图1为安全型畜牧用高压围栏系统的围栏单元结构图；

[0026] 图2为安全型畜牧用高压围栏系统电气系统示意图；

[0027] 图3为安全型畜牧用高压围栏系统的围栏单元放电状态图；

[0028] 图4为安全型畜牧用高压围栏系统的RFID标签识别示意图；

[0029] 图5为几种牲畜佩戴RFID标签的示意图；

[0030] 图6为安全型畜牧用高压围栏系统的几种围栏形状；

[0031] 图7为几种无源RFID标签结构图；

[0032] 附图标记说明：

[0033] 1、围栏柱；2、绝缘子；3、围栏底架；4、固定插钎；5、导电栏线；51、芒刺；6、状态灯；61、红灯；62、黄灯；63、绿灯；7、太阳能电池板；

[0034] 8、高压配电柜；81、太阳能板稳压电路；82、高压源；821、初级稳压电路；822、可控高频逆变器电路；823、升压变压器；824、倍压脉冲电路；825、整流滤波电路；83、线性稳压源；84、控制电路；841、控制器；842、微动开关；843；光电隔离电路；

[0035] 9、RFID读写器；10、RFID标签。

具体实施方式

[0036] 结合附图1、3，6，安全型畜牧用高压围栏系统，是由多个围栏单元构成，其包括围栏柱1、围栏底架3、固定插钎4、导电栏线5、状态灯6、太阳能电池板7、高压配电柜8，RFID读写器9和RFID标签10；其中导电栏线5，具有两组互不接触的导电栏线+和导电栏线-，状态灯6包括红灯61、黄62和绿灯63。每个围栏单元的围栏柱1为两根，其和底部的围栏底架3组成“凵”字形围栏框架，两根围栏柱1中间平行安装有多根导电栏线5，其中导电栏线+和导电栏线-间隔排列，导电栏线5的两端均通过绝缘子2固定在两根围栏柱1上，两者间隔≤10cm。围栏底架3下部安装有多个固定插钎4，通过固定插钎4将围栏单元固定在地上。参考附图4，每个围栏柱1上部至少安装有一个RFID读写器9，RFID读写器9信号方向朝向围栏内侧，读写距离在3-12m左右。参考附图5，根据不同的圈养牲畜，RFID标签10设置在牲畜身体上，可以是耳标、项圈或者是安装在角上，同时也可以在牲畜多个部位安装多个。参考附图7，根据实际读写距离的需要，RFID标签10可采用高频或者超高频无源RFID标签。“凵”字形围栏框架旁设置有高压配电柜8，高压配电柜8顶部安装有太阳能电池板7，向高压配电柜8内供电。导电栏线5可采用韧性较好的不锈钢丝绞线，镍铬合金绞线，铜丝或者铝丝绞线，导电栏线5上均匀排布有多个芒刺51，相邻两个导电栏线5的芒刺51的尖端相对，芒刺51使用导电材料制成，采用芒刺51结构既可以在围栏没有电的情况下单独用于防止牲畜挤压围栏线，同时相对的芒刺尖又可有利于高压放电。

[0037] 结合附图2，高压配电柜8内设置有相关电源和动作电路，包括：太阳能板稳压电路81、高压源82、线性稳压源83和控制电路84。太阳能电池板7产生的电能通过导线连接到太阳能板稳压电路81，太阳能板稳压电路81将太阳能电池板7的电能进行稳压后经过二极管D1输入到蓄电池BT1内储存，蓄电池BT1一端接地，另一端通过空气开关QF输出电压分别连接到线性稳压源83和高压源82，线性稳压源83输出经过稳压的电压到电源VCC，蓄电池BT1输出的电压经过高压源82内部的初级稳压电路821、可控高频逆变器电路822和升压变压器
823升压处理后输出两路交流高压OUT1和OUT2，OUT1经过倍压脉冲电路824再次加压为脉冲高压电HV1(50KV-100KV)，倍压脉冲电路824由电容C4-C13和二极管D5-D14组成的CW倍压拓扑电路；OUT2经过整流滤波电路825后输出直流高压电HV2(6KV-10KV)，整流滤波电路825中二极管D15-D17组成整流桥结构，将输入的交流高压信号变为直流高压电并通过并联的电容C1稳压滤波后输出。脉冲高压电HV1的两极通过继电器开关KM1的静触点分别连接到导电栏线5的两极上，直流高压电HV2的两极通过继电器开关KM2静触点分别连接到导电栏线5中的两极上，两极上的继电器开关KM1和KM2可共用一个继电器动触点以防止同时关闭的误操作，继电器开关KM1和KM2为常开触点，导电栏线5回路上串接保护电阻R1。

[0038] 控制电路84包括主控制器841、微动开关842、光电隔离电路843、继电器驱动电路和灯光驱动电路。微动开关842和导电栏线5接触安装，当导电栏线5受力形变达到一定程度时触动微动开关842动作，微动开关842的动作信号通过导线传输到主控制器841中。主控制器841输出多路(根据逆变器中开关管的数量而定)高频PWM信号经过光电隔离电路843到达高压源82的可控高频逆变器电路822，通过调整PWM信号的占空比或者频率可在一定范围内控制升压变压器823的输出电压，通过调整PWM信号的通断顺序实现将初级稳压电路821输出的直流信号转化为高频交流信号。继电器驱动电路包括继电器KM1和继电器KM2的控制电路，主控制器841继电器KM1的输出控制信号通过电阻R8连接到三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极连接电源VCC，三极管Q4的发射极连接继电器KM1的控制部的一端，继电器KM1的控制部的另一端连接发光二极管D4的正极，发光二极管D4(黄灯62)的负极接地，电阻R9和电容C3分别并联在继电器KM1的控制部的两端；主控制器841继电器KM2的输出控制信号通过电阻R6连接到三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极连接电源VCC，三极管Q3的发射极连接继电器KM2的控制部的一端，继电器KM2的控制部的另一端连接发光二极管D4的正极，发光二极管D4(黄灯62)的负极接地，电阻R7和电容C2分别并联在继电器KM2的控制部的两端；灯光驱动电路包括红灯61、黄灯62和绿灯63的驱动电路，黄灯62驱动电路即为继电器KM1、KM2控制部的输出电路；主控制器841的红灯61驱动信号通过电阻R2连接到三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接电源VCC，三极管Q1的发射极连接发光二极管D2的正极，发光二极管D2(红灯61)的负极通过电阻R3接地；主控制器841的绿灯63驱动信号通过电阻R4连接到三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接电源VCC，三极管Q2的发射极连接发光二极管D3的正极，发光二极管D3(红灯61)的负极通过电阻R5接地。

[0039] 主控制器841还与RFID读写器9连接，用于读取RFID标签10的数据以及可以向RFID标签10内写入数据，数据的类型包括但不限于牲畜的身份编号、类型(例如牛或者羊)、性别、年龄、体重、触发围栏导线次数以及RFID标签的信号强度等信息，数据存储量在2048bit左右。主控制器841还可通过有线或者无线的方式和上位机进行运行数据交互，包括标签数据和控制数据等。

[0040] 该围栏单元的工作原理和工作方法为：在安全型畜牧用高压围栏工作时，太阳能电池板7将太阳能转化为电能通过太阳能板稳压电路81将电能储存到蓄电池BT1内，空气开关QF处于闭合状态，每个围栏中的牲畜都带有一个以上的RFID标签10，每个牲畜佩戴的RFID标签10内记录牲畜的唯一识别号以及对应的生理信息。

[0041] 当没有牲畜靠近围栏时，RFID读写器9没有读取到RFID标签10信息，此时主控制器841不输出PWM信号，高压源82处于不工作状态，继电器开关KM1和KM2处于常开状态，主控制器841向绿灯63的驱动电路输出高电平，发光二极管D3发出绿光，表示围栏处于不通电的节能状态。

[0042] 当有牲畜靠近围栏时，RFID读写器9读取到了RFID标签10信息，将RFID读写器9读取到的标签信息输送到主控制器841中，主控制器841输出多路高频PWM信号，控制可控高频逆变器电路822工作，使得升压变压器823产生高压交流电，倍压脉冲电路824将升压变压器823产生高压电再进行倍压后输出更高的大纹波电压HV1，主控制器841通过继电器KM1的控制电路控制继电器KM1的开关闭合，将高压电源输出的HV1的电压接入到导电栏线5上，进入放电状态，参考图3，此时导电栏线5相邻的两个导电栏线+和导电栏线-上的芒刺51相对的尖端电荷开始快速积累，当达到空气击穿电压后相对的芒刺51之间随机的产生放电电弧(火花)，并出现噼啪作响的放电声(在放电后倍压脉冲电路824中的电容需要一定时间重新充电后才能继续放电，故而形成脉冲放电)，通过电弧的闪光和放电声驱逐牲畜离开RFID读写器9的读取区域(即靠近围栏的区域)，经过一段时间的放电后如果牲畜离开RFID读写器9的读取区域，则主控制器841恢复之前的节能状态，当经过一段时间的放电后如果牲畜仍然靠近围栏(通过RFID读写器9读取到的RFID标签10信号的强弱值进行判断)，则主控制器841控制继电器KM1的开关打开，控制继电器KM2的开关闭合，将高压源82经整流滤波电路825输出的HV2的直流高压电压接入到导电栏线5上，进入电击状态，此时牲畜触碰到导电栏线5时会遭到高压电击，被电击的牲畜往往会快速的逃离RFID读写器9的读取区域，主控制器841恢复之前的节能状态。在围栏处于放电状态和电击状态时发光二极管D4发出黄光，表示围栏处于通电的工作状态。通过放电状态和电击状态的配合切换可以对牲畜形成有效的电击条件反射，被电击过几次后往往看见放电电弧听见放电声音后就会离开靠近围栏的区域。

[0043] 当有物体(无论是否是牲畜)接触挤压导电栏线5，当导电栏线5受力形变达到一定程度时触动微动开关842动作，主控制器841接收到微动开关的动作信号后控制向红灯61的驱动电路输出高电平，发光二极管D2发出红光，说明围栏处于受到严重挤压的状态，此时围栏系统处于故障状态；当导电栏线5受力消失时，微动开关842恢复到之前的状态，主控制器841接收到微动开关的动作信号后控制红灯61随之熄灭。

[0044] 倍压电路原理824的具体工作原理为，当输入交流电压的正半周电容C4的峰值U，负半周时C4和变压器同时给电容C5充电，最终C5电压达到2U，同理下一周期C6充电为2U以此类推，最终累计输出电压为10U。

[0045] 在该安全型畜牧用高压围栏系统工作的过程中，主控制器841将RFID读写器9读取到的RFID标签的数据储存并分析，根据每个牲畜的不同状况设置相应的控制逻辑，例如对多次触发电击状态的牲畜进行电击时提高相应的电击电压，用于强化电击的条件反射；对体重较大的牲畜进行电击时提高相应的电击电压；对于幼体牲畜、体重较轻的牲畜以及处于孕期的牲畜降低围栏电击状态时的电击电压，延长放电状态的时间等；对于不同品种的牲畜，例如对于牛、羊或者猪设置合适的电击电压。

[0046] 主控制器841定期通过有线或者无线连接方式向上位机进行运行数据交互，包括标签数据和控制数据等。

[0047] 当电源或者导电栏线5出现短路时，则蓄电池BT1输出端的空气开关QF会由长闭状态断开，保证了整个围栏电路的运行安全，此时整个围栏系统的电路处于断电状态，状态灯6全部熄灭，需要人为进行检查排除问题后闭合空气开关QF为围栏通电。

[0048] 上述实施例中的技术方案已经对本发明的内容进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于木发明中的实施例，木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他实施例，都属于本发明保护的范围。

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一种安全型畜牧用高压围栏系统

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