CN104198023B - 一种奶牛自动测量体重装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种奶牛自动测量体重装置,包括称重单元、奶牛状态感应单元、称重处理单元、射频读取单元、无线发射单元和便携式仪表接收器，所述称重单元包括称面板、称重底板及设置在二者之间的称重传感器；所述奶牛状态感应单元设置柔性薄膜网格状触觉压力传感器并放置在称重面板上；所述称重处理单元设置微处理器，所述称重传感器、柔性薄膜网格状触觉压力传感器、射频读取单元信息输出端连接到微处理器的输入端口；所述微处理器的输出端口和无线发射单元输入端连接；所述无线发射单元与便携式仪表接收器上设置的无线接收单元进行无线通讯。本发明操作简单、维护方便、可节省大量的人力资源，实现对奶牛体重的实时监测。

Description

一种奶牛自动测量体重装置

技术领域

本发明涉及一种电子监测设备，具体涉及一种奶牛自动测量体重装置。

背景技术

奶牛的体重变化是反映奶牛能量平衡和健康状况的重要参数:1通过查看牛的体重曲线可以发现牛只的能量平衡情况；2通过查看牛的体重曲线，可以确定合适时间将牛从产后牛群转入低能量日粮牛群；3通过监控牛只体重变化，可以及时发现病牛；4在能量正平衡时输精能够提高妊娠率，所以通过查看体重曲线可以找到最佳的输精时机；5干奶期体重的变化说明干奶牛饲养出现问题。

传统称量奶牛体重的方法是，人工将奶牛逐头驱赶到地磅上称取，这种方法的缺点是工作量大不易操作，所以很多牧场从不或极少称量体重，因而无法对奶牛营养和健康状况作出及时评估，而且驱赶会引发奶牛应激，减少产奶量或增加流产。近年发展的一种较先进的方法是，将普通静态电子地磅安装在奶牛每天必经道路上，自动称取奶牛动态体重，这种方法虽然克服了上述问题，但由于是简单地将静态磅用于动态称重，故存在误差很大的问题，有时误差会达到20％以上，因而称量结果失去了基本的参考意义。

公告号为CN202614345U的实用新型公开了一种奶牛体重动态称量装置，通过称重传感器和两个红外光电开关的结合，将得到的称重数据进行分析和计算，实现奶牛在自然行进中的体重。但这种方法是对奶牛活动时的动态数据进行分析和计算得到的体重，与奶牛的真实体重存在一定误差。

发明内容

为了解决上述实际问题，本发明通过在称重台上放置柔性薄膜网格状触觉压力传感器来感应奶牛的活动状态，众所周知，奶牛静止时称得的体重才是最真实的体重，由于柔性薄膜网格状触觉压力传感器可以感应到奶牛四只腿的压力，当只感应到一只腿、两只腿或三只腿的压力时，说明奶牛还没有完全在称重台上或奶牛处于运动状态，只有感应到四只腿的压力而且保持一定时间(3S)以上才说明奶牛处于静止状态，所以对奶牛四只腿压力保持时间最长(且超过3S)时段内称重传感器传输的信号进行处理得到奶牛最精确的体重，同时射频读取单元获取当前称重牛只的射频识别标签。

本发明技术方案如下：一种奶牛自动测量体重装置，包括称重单元、奶牛状态感应单元、称重处理单元、射频读取单元、无线发射单元和便携式仪表接收器，所述称重单元包括称重面板、称重底板及设置在二者之间的称重传感器；所述奶牛状态感应单元设置柔性薄膜网格状触觉压力传感器并放置在称重面板上；所述称重处理单元设置微处理器，所述称重传感器、柔性薄膜网格状触觉压力传感器、射频读取单元信息输出端连接到微处理器的输入端口；所述微处理器的输出端口和无线发射单元输入端连接；所述无线发射单元与便携式仪表接收器上设置的无线接收单元进行无线通讯。

所述柔性薄膜网格状触觉压力传感器由两片很薄的聚酯薄膜组成，其中一片薄膜内表面铺设若干横向、另一片薄膜内表面铺设若干纵向的带状导体。导体本身的宽度以及导体之间距离可以根据不同的测量需要而设计，导体外表涂有特殊的压敏半导体材料涂层，当两片薄膜合为一体时形成传感区，这些横向导体和纵向导体的交叉点就形成了压力传感点阵列，呈网格状；当外力作用到传感点上时，半导体的阻值会随外力成比例变化，压力为零时，阻值最大，压力越大，阻值越小。传感器内导体的宽度、间距决定了每单位面积内传感点的数量，即空间分辨率。

所述微处理器连接有电源模块、时钟模块和存储模块；

所述称重处理单元、射频读取单元、无线发射单元集成设置在一个防水盒内设置在称重台侧面；

所述各单元之间的连接采用防水接插件；

所述奶牛状态感应单元设置上塑胶层和下塑胶层对柔性薄膜网格状触觉压力传感器予以保护；

所述射频读取单元用于获取当前称重牛只的射频识别标签；所述射频读取单元与佩戴在牛只身上的射频识别器配合使用；

所述便携式仪表接收器包括中央处理单元、仪表供电单元、输入单元、显示屏、网络接口单元和无线接收单元；

所述微处理器分析处理后得到每头奶牛最精确的体重后再通过无线发射单元将牛只身份信息及体重信息进行无线传输到手持式仪表接收器无线接收单元并出现在显示屏上，同时进行存储；

所述中央处理单元分别设置控制接收端与输入单元连接，电源端与仪表供电单元连接，网络端与网络接口单元连接，显示驱动端与显示屏连接，信号接收端与无线接收电路单元输出端连接；

所述输入单元设置键盘，通过键盘输入牛只的身份信息就可以查询牛只每次称取的体重，并且可以获得由牛只每次的体重及称重时间构成的体重曲线；

通过所述的网络接口单元可以将手持式仪表接收器中存储的信息传输到计算机中并存储，从而对牛只体重信息和对牛只采集的其他信息进行综合分析处理；

所述称重面板两侧设置护栏；

进一步的，为了能有效获取奶牛静止状态，可在称重面板末端设置后置栏杆机让奶牛停留；当微处理器获取了奶牛有效静止时的体重，会发送信号给栏杆机抬起栏杆；

所述称重底板设置滚轮，可使本发明装置便于移动；

更进一步的，可在称重面板前端设置前置栏杆机，防止其它奶牛和称重奶牛同时进入称重装置，当微处理器获取了奶牛有效静止时的体重，会发送信号给栏杆机抬起栏杆。

有益效果：(1)本发明利用柔性薄膜网格状触觉压力传感器来感应奶牛的活动状态，获取奶牛静止时的体重，比动态分析得到的体重更精确；而且柔性薄膜网格状触觉压力传感器可以感应奶牛是否完全进入称重单元，不用通过设置红外光电开关来感应奶牛是否进入称重单元。(2)本发明整个称重过程是自动化过程，不需要人工干预，提高了称重的效率，节省大量的人力资源，实现对奶牛体重的实时监测。(3)本发明模块化程度高、操作简单、维护方便。(4)本发明检测数据的误差不超过3％，完全满足实际需要。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为称重处理单元原理图；

图3为便携式仪表接收器原理图；

图4为柔性薄膜网格状触觉压力传感器结构示意图；

图5为便携式仪表接收器结构示意图。

其中1-称重单元 11-称重面板 12-称重传感单元 13-称重底板 14-护栏 2-奶牛状态感应单元 21-柔性薄膜网格状触觉压力传感器 3-称重处理单元 31-微处理器 32-时钟模块 33-存储模块 34-电源模块 4-射频读取单元 5-无线发射单元 6-便携式仪表接收器 61-中央处理单元 62-无线接收单元 63-输入单元 64-显示屏 65-网络接口单元 66-仪表供电单元 7-防水盒 211-聚酯层薄膜 212-带状导线 213-压敏半导体材料 214-传感区

具体实施方式

实施例1

一种奶牛自动测量体重装置，包括称重单元1、奶牛状态感应单元2、称重处理单元3、射频读取单元4、无线发射单元5和便携式仪表接收器6，所述称重单元1包括称重面板11、称重底板13及设置在二者之间的称重传感器12；所述奶牛状态感应单元2设置柔性薄膜网格状触觉压力传感器21并放置在称重面板11上；所述称重处理单元3设置微处理器31，所述称重传感器12、柔性薄膜网格状触觉压力传感器21、射频读取单元4的信息输出端连接到微处理器31的输入端口；所述微处理器31的输出端口和无线发射单元5输入端连接；所述无线发射单元5与便携式仪表接收器6上设置的无线接收单元62进行无线通讯。

所述柔性薄膜网格状触觉压力传感器21由两片很薄的聚酯薄膜211组成，其中一片薄膜内表面铺设若干横向、另一片薄膜内表面铺设若干纵向的带状导体212；导体外表涂有特殊的压敏半导体材料213涂层，当两片薄膜合为一体时形成传感区214，这些横向导体和纵向导体的交叉点就形成了压力传感点阵列，呈网格状；当外力作用到传感点上时，半导体的阻值会随外力成比例变化，压力为零时，阻值最大，压力越大，阻值越小。

所述微处理器31连接有电源模块34、时钟模块32和存储模块33；

所述称重处理单元3、射频读取单元4、无线发射单元5集成设置在一个防水盒7内设置在称重面板11侧面；

所述各单元之间的连接采用防水接插件；

所述奶牛状态感应单元2设置上塑胶层和下塑胶层对柔性薄膜网格状触觉压力传感器21予以保护；

所述射频读取单元4用于获取当前称重牛只的射频识别标签；所述射频读取单元4与佩戴在牛只身上的射频识别器配合使用；

所述便携式仪表接收器6包括中央处理单元61、仪表供电单元66、输入单元63、显示屏64、网络接口单元65和无线接收单元62；

所述微处理器31分析处理后得到每头奶牛最精确的体重后再通过无线发射单元5将牛只身份信息及体重信息进行无线传输到便携式仪表接收器无线接收单元62并出现在显示屏64上，同时进行存储；

所述中央处理单元61分别设置控制接收端与输入单元63连接，电源端与仪表供电单元66连接，网络端与网络接口单元65连接，显示驱动端与显示屏64连接，信号接收端与无线接收电路单元62输出端连接；

所述输入单元63设置键盘，通过键盘输入牛只的身份信息就可以查询牛只每次称取的体重，并且可以获得由牛只每次的体重及称重时间构成的体重曲线；

通过所述的网络接口单元65可以将手持式仪表接收器中存储的信息传输到计算机中并存储，从而对牛只体重信息和对牛只采集的其他信息进行综合分析处理；

所述称重面板两侧设置护栏14。

实施例2

一种奶牛自动测量体重装置，包括称重单元1、奶牛状态感应单元2、称重处理单元3、射频读取单元4、无线发射单元5和便携式仪表接收器6，所述称重单元1包括称重面板11、称重底板13及设置在二者之间的称重传感器12；所述奶牛状态感应单元2设置柔性薄膜网格状触觉压力传感器21并放置在称重面板上；所述称重处理单元3设置微处理器31，所述称重传感器12、柔性薄膜网格状触觉压力传感器21、射频读取单元4的信息输出端连接到微处理器31的输入端口；所述微处理器31的输出端口和无线发射单元5输入端连接；所述无线发射单元5与便携式仪表接收器6上设置的无线接收单元62进行无线通讯。

所述装置增加了以下技术特征，其余均与实施例1相同：

所述称重面板11末端设置后置栏杆机让奶牛停留；当微处理器获取了奶牛有效静止时的体重，会发送信号给栏杆机抬起栏杆；

称重面板11前端设置前置栏杆机，防止其它奶牛和称重奶牛同时进入称重装置，当微处理器31获取了奶牛有效静止时的体重，会发送信号给栏杆机抬起栏杆。

所述称重底板13设置滚轮，可使本发明装置便于移动。

Claims (10)

1.一种奶牛自动测量体重装置，其特征在于，包括称重单元(1)、奶牛状态感应单元(2)、称重处理单元(3)、射频读取单元(4)、无线发射单元(5)和便携式仪表接收器(6)，所述称重单元(1)包括称重面板(11)、称重底板(13)及设置在二者之间的称重传感器(12)；所述奶牛状态感应单元(2)设置柔性薄膜网格状触觉压力传感器(21)并放置在称重面板(11)上；所述称重处理单元(3)设置微处理器(31)，所述称重传感器(12)、柔性薄膜网格状触觉压力传感器(21)、射频读取单元(4)的信息输出端连接到微处理器(31)的输入端口；所述微处理器(31)的输出端口和无线发射单元(5)输入端连接；所述无线发射单元(5)与便携式仪表接收器(6)上设置的无线接收单元(62)进行无线通讯。

2.根据权利要求1所述的一种奶牛自动测量体重装置，其特征在于，所述柔性薄膜网格状触觉压力传感器(21)由两片很薄的聚酯薄膜(211)组成，其中一片薄膜内表面铺设横向、另一片薄膜内表面铺设纵向的带状导体(212)；导体外表涂有特殊的压敏半导体材料(213)涂层，当两片薄膜合为一体时形成传感区(214)，这些横向导体和纵向导体的交叉点就形成了压力传感点阵列，呈网格状。

3.根据权利要求1所述的一种奶牛自动测量体重装置，其特征在于，所述微处理器(31)连接有电源模块(34)、时钟模块(32)和存储模块(33)。

4.根据权利要求1所述的一种奶牛自动测量体重装置，其特征在于，所述称重处理单元(3)、射频读取单元(4)、无线发射单元(5)集成设置在一个防水盒(7)内设置在称重面板(11)侧面。

5.根据权利要求1所述的一种奶牛自动测量体重装置，其特征在于，所述便携式仪表接收器(6)包括中央处理单元(61)、仪表供电单元(66)、输入单元(63)、显示屏(64)、网络接口单元(65)和无线接收单元(62)；所述中央处理单元(61)分别设置控制接收端与输入单元(63)连接，电源端与仪表供电单元(66)连接，网络端与网络接口单元(65)连接，显示驱动端与显示屏(64)连接，信号接收端与无线接收单元(62)输出端连接。

6.根据权利要求1所述的一种奶牛自动测量体重装置，其特征在于，所述微处理器(31)分析处理后得到每头奶牛最精确的体重后再通过无线发射单元(5)将牛只身份信息及体重信息进行无线传输到便携式仪表接收器无线接收单元(62)并出现在显示屏(64)上，同时进行存储。

7.根据权利要求1所述的一种奶牛自动测量体重装置，其特征在于，所述称重面板(11)两侧设置护栏(14)。

8.根据权利要求1所述的一种奶牛自动测量体重装置，其特征在于，所述称重底板(13)设置滚轮。

9.根据权利要求7或8所述的一种奶牛自动测量体重装置，其特征在于，所述称重面板(11)末端设置后置栏杆机让奶牛停留；当微处理器获取了奶牛有效静止时的体重，会发送信号给栏杆机抬起栏杆。

10.根据权利要求9所述的一种奶牛自动测量体重装置，其特征在于，所述称重面板(11)前端设置前置栏杆机，防止其它奶牛和称重奶牛同时进入称重装置，当微处理器(31)获取了奶牛有效静止时的体重，会发送信号给栏杆机抬起栏杆。