奶牛产奶量测量系统设计.pdf
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- 关 键 词:
- 奶牛 产奶量 测量 系统 设计
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第28卷第7期
农业工程学报
No. 7
2012年4月
Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering
Apr. 2012
奶牛产奶量测量系统设计
戴建国,李栓明,周涛,隋贤俊,郑瑶,张瑞敏,张卫东
(石河子大学信息科学与技术学院,石河子832003)
摘要:为了快速、准确地获取奶忭产奶量数据,避免目前常用的间接测量方法产生的误差,设计了基于质量计量的奶
量采集系统。该系统通过在奶罐下安置基于压力传感器的质量称量机,将压力产生的模拟电信号通过AD换模块转变
为数字电信号,再经分级处理从而获取牛奶质量数据,并自接上传至上位机。上、下位机之间通过CAN总线连接,基于
自主协议进行相互通信。多次测试表明,在5~35kg范围内该系统的測量误差可以控制在6%以下,且具有采集速度
快、容锆性强的特点
关鍵词:传感器,设计,测量,奶牛,产奶量
doi:10.3969jiss.1002-6819.2012.07.046
中图分类号:TU264.1,TT75
文献标志码:A
文章编号:1002-6819(2012)07-0275-07
戴建国,李栓明,周涛,等.奶牛产奶量测量系统设计[J].农业工程学报,2012,28(7):275-281.
Agriculmral Engineering(Transactions of e AE) 2012, (): 275 281(in Chinese wi English aranese Society of
Dai Jianguo, Li Shuanming, Zhou Tao, et al. Design of milk yield measurement system J]. Transactions of the CI
0引言
步核心内容;2)对传感器进行軟件智能化补校正
这是提高传感器精度的重要步骤;3)数据发送、指令接
准确及时的获取奶牛口产奶量对于判断奶牛的健康收以及测量过程控制,这是奶量测量白动化所必不可
和生理状况,从而进一步釆取疾病防治、饲养方笨调檠的通信与控制功能。由于控制过程复杂,对软、使件都
等管理措施有重要意义,是奶牛精准饲喂的重要依据。有较高的要求,如果该部分功能完全交予下位机会增加
肉此个体竹只产奶量是所有忭场必须获取的个重要数硬件购买和软件开发成本。考虑到产奶量数据最终要发
据。传统的奶量获取方法是人工采集和记录。人工采集送至上位机进行分析处理,所以控制功能可以由该部分
产奶量是一件非常耗时的工作,仅仅适合于个人养殖或完成,以减轻下位机系统的计算だ力,降低成本。因此
很小规模的集约化养殖,在养殖规模500头以上的中大本系统选择在上位机完成测量过程控制功能,下位机完
型奶牛场,依靠人工获取一日3次产奶量是一件极其繁成1、2两个部分以及数据发送和指令接收功能。
重的工作。据调査这些牛场一般?能10d左右全面状取1.2上位机、下位机通信方案
一次各牛只口产奶量数据,而10d·次的奶量计量数据
系统共分为上位机和下位机2部分。上位机是计算
很难作为奶牛疾病预防或精准饲喂的依据。所以要做到机系统,主要负责奶牛身份验证、数据的存儲、分析以
奶牛科学饲养,奶量自动化采集必不可少。日前常用的及指令下达,同时为进一步开发(比如精准饲喂、疾病
奶量采集方法有流量计法和计量罐法明,这2种方法的原防治等)留下接口。下位机主要负责奶量数据和奶牛信
理都是以测量体积的方式间接测量质量,由于难以区分息的采集与上传、指令接收与执行。在工作过程中2部
牛奶中的泡沫,导致计量误差较大,且该类设备价格也分需要不断通信以完成奶量采集。具体过程如图1所示。
较高。随着电子衡器数字化、智能化发展,直接采用质下位机读取到奶牛身份识别信息后将其发送至上位机进
量计量的方法进行奶量测定成为·种更好的选择。
身份确认,上位机下达开始挤奶指令,挤奶开始前校
1方案设计
正称量机数据,确认挤奶完毕后控制电磁阀开启奶罐,
释放牛奶,完全释放后控制电磁阀闭合,将奶量数据和
1.1奶量计量方案选择
奶牛信息一起发送到上位计算机从而完成奶量记录,由
奶量质量计量主要由三个部分纯成:1)将质量产生于奶液残留等原因,奶罐的质量会发生变化,所以在再
的重力压力转换成数字电信号,这是取得质量数据的第次开始挤奶操作前需要清零并重新校正称量机,然后丌
始下一次挤奶过程。
收稿月期:2011-09-13修订日期:2011-10-12
基金项目:兵用科技攻关计別项目(项目编号:2008GG26)
1.3奶牛身份识别
作者简介:戴建国(195-),男,新石河子人,讲师,博士生,主要从
奶牛身份识别是实现该系统的基础,也是当前一个
事农业信息化方而的研究。石河子石河子大学信息科学与技术学院
热点研究问题。如耿丽徵等采用瘤胃式动物电子标识
832003,Email:daijianguo2002sina.com
结合RFID( Radio Frequency Identification,无线射频标
※通信作者;张东(1956-),男,新疆石河了人,高级实验师,主要从
事计算机应用方面的教学和研。石河予石河子大学信息科学与扱术学
签)技术以及单片机技术实现了奶牛8m以上的远距离
院,832003。Email:zwdinfl@shuedu.cn
识别。郭卫等采用改进的二进制搜索算法解決了多头
万方数据
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