CN102550446A - 家禽体温动态监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种家禽体温动态监测系统及方法，包括数据采集模块、无线传输模块和PC终端，所述数据采集模块通过所述无线传输模块与所述PC终端相连接；数据采集模块进行家禽体温的数据采集并将采集数据传输给无线接收端，无线传输模块用于数据的无线发送和接收，PC终端接收数据并对数据进行分析存储和其它相应操作。本发明实现了家禽体温变化的实时采集、存储、显示以及历史数据询等多种功能，并极大地减小了家禽群应激。
Description
技术领域
本发明涉及一种家禽体温动态监测系统及方法，属于畜禽养殖领域。
背景技术
鸡的体温随环境温度变化而变化，体温变化是衡量蛋鸡健康状况的重要参数， 蛋鸡体温测定直肠温度，依靠人工采集的体温数据有时候会有很大的误差，实时性也不高，对鸡群应激大。采用非接触式实时、连续记录蛋鸡个体体温变化对减小应激、发病蛋鸡的诊断、及时治疗有着重要意义 。
因此提供一种家禽体温动态监测系统及方法就成为该技术领域急需解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种家禽体温动态监测系统，可以实现家禽体温变化的实时采集、存储、显示以及历史数据查询等多种功能，并极大地减小了家禽群应激。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种家禽体温动态监测系统，其特征在于：包括数据采集模块、无线传输模块和PC终端，所述数据采集模块通过所述无线传输模块与所述PC终端相连接；数据采集模块进行家禽体温的数据采集、控制无线传输模块将数据发送给无线传输模块中的无线接收模块，无线传输模块用于数据的无线发送和接收，PC终端接收数据，并对数据进行分析存储和其它相应操作。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的数据采集模块包括温度传感器和与之相连接的数据采集器，所述的数据采集器选用AVR系列微处理器Atmega16单片机。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的无线传输模块包括无线发送模块、无线接收模块和数据转发器，无线发送模块与数据采集器相连接，无线接收模块与数据转发器相连接，数据转发器选用AVR系列微处理器Atmega16单片机。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的PC终端包括PC机和基于C#的数据采集系统，基于C#的数据采集系统与数据转发器之间采用RS485通信方式。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的无线接收模块和无线发送模块分别为nRF905无线接收模块和nRF905无线发送模块。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的数据采集器采用电池供电。
本发明的另一目的在于提供一种利用上述系统进行家禽体温动态监测的方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种家禽体温动态监测方法，包括如下步骤：
（1）将温度传感器黏贴在家禽翅膀下面的无毛区，数据采集器安装到家禽背部；
（2）数据采集器进行家禽体温的数据采集并控制无线传输模块将数据发送给无线接收模块（接收端）；
（3）无线接收模块再将数据传输到PC终端，PC终端对数据进行分析、存储和其它相应操作。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的数据采集器选用AVR系列微处理器Atmega16单片机。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的无线传输模块包括无线发送模块、无线接收模块和数据转发器，无线发送模块与数据采集器相连接，无线接收模块与数据转发器相连接，数据转发器选用AVR系列微处理器Atmega16单片机。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的PC终端包括PC机和基于C#的数据采集系统，基于C#的数据采集系统与数据转发器之间采用RS485通信方式。
一种优选的技术方案，其特征在于：所述的无线接收模块和无线发送模块分别为nRF905无线收模块和nRF905无线发送模块。
本发明的优点在于：
（1）改进了传统蛋鸡直肠体温测量的方法，方便快捷的采集蛋鸡的体温，对于检测蛋鸡的身体状况具有重要意义，具有广泛的前景和应用价值。
（2）硬件电路采用了高性能、成本低、功耗低的元器件；软件工作模式的配置和工作流程的设计都是本着功耗低的原则，实现了低功耗、低成本；
（3）对芯片外围电路进行了优化，使系统在体温采集及数据传输过程中提高了抗干扰能力，实现了数据的无线远距离传输。并且建立了通信协议防止被传输的数据信号产生畸变并具有自动剔除错误信号的能力，使其成为稳定性可靠性的系统。该系统对多只蛋鸡的体温进行了测量，试验表明系统能够对蛋鸡的体温进行实时、连续、精确地记录，该系统结构简单，易于实现，可靠性较高，应用广泛且有良好的扩展性。
本发明采用NRF905 无线收发模块，结合高性能的Atmega 16单片机技术，设计了家禽翼下温度无线数据采集系统，实现了家禽体温变化的实时采集、存储、显示以及历史数据查询等多种功能，并极大地减小了家禽群应激。
下面通过附图和具体实施方式对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。
附图说明
图1为本发明的家禽体温动态监测系统的结构示意图。
图2为本发明系统中数据转发器的程序流程图。
图3为本发明系统中数据采集器的程序流程图。
图4为本发明实施例中鸡翼下温度与直肠温度对比曲线。
具体实施方式
如图1所示，一种家禽体温动态监测系统，包括黏贴在鸡翅膀下面的无毛区的DS18B20温度传感器1，和安装到鸡背部的数据采集器2，该数据采集器2选用低功耗、高性能的AVR系列微处理器Atmega16单片机，该Atmega16单片机采用电池供电，Atmega16单片机与无线发送模块3相连接，该无线发送模块为nRF905 无线发送模块。
无线接收模块4与数据转发器5相连接，该无线接收模块为NRF905 无线接收模块，该数据转发器5也选用低功耗、高性能的AVR系列微处理器Atmega16单片机，与基于C#的数据采集系统6（该系统6与上位机相连接）的通信使用的是RS485通信方式。数据转发器5按照基于C#的数据采集系统6的指令要求指定数据采集器2（即从机）上传数据，则数据转发器5与该指定数据采集器2通信，接到数据采集器2的数据后，并将数据传给基于C#的数据采集系统6。系统采用主从式的多机通信方式，数据转发器5采用查询方式定时循环检查从机（下位机），将数据采集器2上传的信息传给基于C#的数据采集系统6。
PC终端采用基于C#的数据采集系统，控制着整个系统的运行，通过RS485串行接口进行通信，向数据转发器5发送控制命令和接收数据转发器5转发的指定下位从机采集的信息数据。PC机7将采集到的数据进行存储，分析，显示等。
无线射频收发芯片的选择：本发明系统选择nRF905无线收发模块。
如图2所示，为本发明系统中数据转发器的程序流程图。串口，将无线接收模块初始化，从串口接收数据，如果是“否”，则回到初始化状态；如果是“是”，再测试串口通信命令，如果是“是”，则向串口发送字符Y，如果是“否”，则测试无线通信命令；如果是“是”，则测试无线模块，通信正常后返回，如果是“否”，则采集数据命令，如果是“是”，则启动从机进行数据采集，通信正常后返回，如果是“否”，则返回最初状态，重新运行。
如图3所示，为本发明系统中数据采集器的程序流程图。将无线发送模块初始化，从串口接收到数据，如果是“否”，则回到初始化状态；如果是“是”，则测试无线通信命令，如果是“是”，则通过无线模块发送字符Y，如果是“否”，则采集数据命令；如果是“是”，则采集传感器数据并用无线模块发送，如果是“否”，则返回最初状态，重新运行。
如图4所示，是河北省某鸡厂采用本发明系统测试后得到的鸡翼下温度与直肠温度对比曲线。可以看出，采用本发明系统测试所得的鸡的体表温度和直肠温度具有高度相关性。说明本发明系统实现了蛋鸡体温变化的实时采集、存储、显示以及历史数据查询等多种功能，并极大地减小了鸡群应激。
由于本发明系统的应用对象是蛋鸡，特别是下位机数据采集器要安装到蛋鸡背部，系统的采集器采用电池供电；为了降低功耗，尽可能的延长电池的使用寿命和减少电池的更换频率，本发明系统的低功耗设计，主要是对于下位机的硬件低功耗设计要遵循一些原则，并采取一系列措施，比如硬件上选择合理的集成度高，功耗低的元器件，选择具有休眠模式的元器件等。
本发明系统硬件低功耗设计原则：
(1)采用低功耗的电子元器件。
(2)采用低功耗的通讯接口和外围部件。
(3)采用高速和低频的工作方式。元器件的静态功耗几乎为零。
(4)采用的AVR系列Atmega16单片机，nRF905无线收发模块，工作模式都选择低功耗配置和模式，从而大大降低了系统的功耗。
（5）采用电池供电，为了降低功耗延长电池电源的使用寿命，本系统的设计采了低功耗硬件设计原则的基础上，包括微处理器在内的所有器件均是选择的3V低源电压器件。
本发明系统可以适用于除鸡以外的其它家禽。
Claims (10)
1.一种家禽体温动态监测系统，其特征在于：包括数据采集模块、无线传输模块和PC终端，所述数据采集模块通过所述无线传输模块与所述PC终端相连接。
2.根据权利要求1所述的家禽体温动态监测系统，其特征在于：所述的数据采集模块包括温度传感器和与之相连接的数据采集器，所述的数据采集器为AVR系列微处理器Atmega16单片机。
3.根据权利要求1所述的家禽体温动态监测系统，其特征在于：所述的无线传输模块包括无线发送模块、无线接收模块和数据转发器，无线发送模块与数据采集器相连接，无线接收模块与数据转发器相连接，数据转发器为AVR系列微处理器Atmega16单片机。
4.根据权利要求1所述的家禽体温动态监测系统，其特征在于：所述的PC终端包括PC机和基于C#的数据采集系统，基于C#的数据采集系统与数据转发器之间采用RS485通信方式。
5.根据权利要求1所述的家禽体温动态监测系统，其特征在于：所述的无线接收模块和无线发送模块分别为nRF905无线收模块和nRF905无线发送模块。
6.根据权利要求1所述的家禽体温动态监测系统，其特征在于：所述的数据采集器采用电池供电。
7.一种家禽体温动态监测方法，包括如下步骤：
（1）将温度传感器黏贴在家禽翅膀下面的无毛区，数据采集器安装到家禽背部；
（2）数据采集器进行家禽体温的数据采集并控制无线传输模块将数据发送给无线接收模块；
（3）无线接收模块再将数据传输到PC终端，PC终端对数据进行分析、存储和其它相应操作。
8.根据权利要求7所述的家禽体温动态监测方法，其特征在于：所述的数据采集器为AVR系列微处理器Atmega16单片机。
9.根据权利要求7所述的家禽体温动态监测方法，其特征在于：所述的无线传输模块包括无线发送模块、无线接收模块和数据转发器，无线发送模块与数据采集器相连接，无线接收模块与数据转发器相连接，数据转发器为AVR系列微处理器Atmega16单片机。
10.根据权利要求7所述的家禽体温动态监测方法，其特征在于：所述的PC终端包括PC机和基于C#的数据采集系统，基于C#的数据采集系统与数据转发器之间采用RS485通信方式；所述的无线接收模块和无线发送模块分别为nRF905无线收模块和nRF905无线发送模块。
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