CN108593070A - 一种家禽自动称重装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家禽自动称重装置，属于家禽养殖技术领域。其包括底座、称重系统、踏板及喂料系统，所述喂料系统安装在所述底座的顶部，在所述喂料系统的供料口处安装所述踏板，所述称重系统包括信号处理单元及安装在所述底座顶部的称重传感器，所述踏板与所述称重传感器相连并位于所述称重传感器上方，所述信号处理单元与所述称重传感器信号连接。本发明中的家禽自动称重装置，底座为家禽登高提供制高点，安装在底座上的喂料系统为家禽提供食物，踏板设置在供料口处，当觅食的家禽在供料口处吃饲料时，会踩压到踏板，从而使称重传感器在家禽的重力作用下采集到家禽的重量信息并将传递至信号处理单元进行分析处理。

Description

一种家禽自动称重装置

技术领域

本发明涉及家禽养殖技术领域，尤其涉及一种家禽自动称重装置。

背景技术

随着人们对于家禽肉蛋品质要求的不断提高，动物福利化养殖在我国得到广泛推广和应用。相比于传统的笼养养殖，采用散养方式的动物福利化养殖使家禽能够自由采食，获得充足的活动空间和光照。在家禽散养过程中通常需要监控家禽的体重数据，以便全面了解家禽的生长发育状况进行科学饲喂。

目前，针对散养家禽的称重主要有两类，一类是人工采样称重，另一类是借助自动称重系统称重。现有的自动称重系统主要是栖杆式以及过道式。栖杆式是利用家禽栖息习性，在栖息杆上增加称重装置自动采集个体体重。但是，愿意在栖杆上休息的只是群体中的少部分个体，而且这部分个体会长时间待在栖杆上，导致抽样个体少，不能反映种群总体的平均体重。过道式主要是在禽舍出入口安装称重装置，在家禽出入禽舍时采集个体体重数据，从而获取大样本数据，能较为准确地反映种群的体重情况，但是不同的禽舍材质不同，通道标准不同，单一的过道式称重设备无法应对各种不同的养殖环境。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种家禽自动称重装置，能有效提高家禽个体体重抽检效率，并能适应各种不同的养殖环境。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种家禽自动称重装置，包括底座、称重系统、踏板及喂料系统，所述喂料系统安装在所述底座的顶部，在所述喂料系统的供料口处安装所述踏板，所述称重系统包括信号处理单元及安装在所述底座顶部的称重传感器，所述踏板与所述称重传感器相连并位于所述称重传感器上方，所述信号处理单元与所述称重传感器信号连接。

其中，所述喂料系统包括喂食盘、料筒与格栅，所述喂食盘分别与所述料筒和所述格栅相连，所述料筒位于所述喂食盘上方，用于向所述喂食盘提供饲料，所述格栅环绕在所述喂料盘外，所述供料口设置在所述格栅上，并位于所述格栅与所述踏板相对应的位置处。

其中，所述格栅为圆柱状竖向格栅，所述踏板为多个，绕设在所述格栅外，所述供料口与所述踏板一一对应设置。

其中，所述称重系统包括信号采集单元，所述信号采集单元包括所述称重传感器、信号处理模块及信号转化模块，所述信号处理模块和所述信号转化模块均安装在所述称重传感器的下方，所述信号处理模块用于放大和过滤所述称重传感器获取的模拟信号，所述信号转化模块用于将所述信号处理模块内输出的模拟信号转化为数字信号。

其中，所述信号处理单元安装在所述底座上，位于所述称重器下方，其包括防水罩、处理器及传输模块，所述防水罩罩设在所述处理器和所述传输模块外，所述处理器用于分析处理所述称重传感器采集的体重信息，所述传输模块用于向外部传输所述处理器分析处理后的数据。

其中，所述家禽自动称重装置还包括终端存储单元，所述传输模块通过无线传输方式将所述称重传感器采集的信号传递至所述终端存储单元。

其中，所述底座包括底板、伸缩支撑杆及顶板，所述伸缩支撑杆的底部与所述底板相连，顶部与所述顶板相连，所述称重传感器安装在所述顶板的上表面，与所述称重传感器信号连接的所述信号处理单元与所述。

其中，所述伸缩支撑杆为三根，沿所述底板的中心轴周向对称分布，所述伸缩支撑杆包括中空的外套杆和中空的内套杆，所述外套杆上设有弹性卡扣，所述内套杆沿长度方向设有若干个与所述弹性卡扣相适配的卡孔。

其中，所述家禽自动称重装置还包括与所述称重传感器和所述信号处理单元电连接的供电单元，所述供电单元包括太阳能电池板、蓄电池及控制器，所述控制器用于控制所述太阳能电池板对所述蓄电池进行充电及所述蓄电池的对外供电。

其中，所述供电单元还包括罩设在所述太阳能电池板和所述蓄电池外部的防护罩，所述防护罩安装在所述底座上，并位于所述称重传感器的下方。

(三)有益效果

本发明提供的家禽自动称重装置，相比于现有技术存在以下优点：

1、底座为家禽登高提供制高点，安装在底座上的喂料系统为家禽提供食物，踏板设置在供料口处，当觅食的家禽在供料口处吃饲料时，会踩压到踏板，从而使称重传感器在家禽的重力作用下采集到家禽的重量信息并将传递至信号处理单元进行分析处理，由于家禽吃饲料时身体状态相对稳定，可采集静态体重信息，数据精度高。

2、利用家禽登高和觅食的生理特点，无需进行训练即可获取大量的样本数据；登高觅食的家禽流动性大，采集到的数据样本更丰富，从而使最终获取的家禽体重数据更加精确。

3、本发明提供的家禽自动称重装置体积小，方便挪动，组装简单；并且无需考虑禽舍出入口大小、供电条件等外部因素，只需要放置在散养家禽舍外任一活动场所即可，从而有利于使用者能根据需要灵活部署。

附图说明

图1为本发明家禽自动称重装置的结构示意图；

图2为图1中所示的称重系统、供电单元及终端存储单元的组成结构图。

图中：1、底座；11、底板；12、伸缩支撑杆；13、顶板；14、内套杆；15、外套杆；16、卡孔；2、称重系统；21、信号处理单元；211、处理器；212、传输模块；213、电源模块；214、通信接口；22、称重传感器；23、防水罩；24、信号处理模块；25、信号转化模块；3、踏板；4、喂料系统；41、喂料盘；42、料筒；43、料筒盖；44、格栅；45、供料口；5、供电单元；51、太阳能电池板；52、防护罩；53、控制器；54、蓄电池；6、终端存储单元；61、预处理程序；62、数据库；63、应用程序。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-2所示，一种家禽自动称重装置，包括底座1、称重系统2、踏板3及喂料系统4。其中，底座1具有一定高度，起固定和支撑的作用，并且为家禽的跳跃提供栖息地。称重系统2安装在底座1上，其包括信号处理单元21和安装在底座1顶部的称重传感器22。喂料系统4安装在底座1的顶部，用于为家禽提供饲料。踏板3为金属板，位于称重传感器22上，并设置在喂料系统4的供料口45处。当觅食的家禽飞到底座1上，在供料口45处吃饲料时，会踩压到踏板3，使其与下方的称重传感器22抵接，称重传感器22在家禽的重力作用下采集到家禽的重量信息。由于家禽吃饲料时身体状态相对稳定，可采集静态体重信息，数据精度高。称重传感器22获取的信息传递至信息处理单元21进行后续的分析处理转换，得到家禽个体的体重数据，并进行储存。

本发明实施例中的家禽自动称重装置利用家禽登高和觅食的生理特点，无需进行训练即可获取大量的样本数据。由于登高觅食的家禽流动性大，相比于栖杆式的称重装置，本发明实施例中的家禽自动称重装置采集到的数据样本更丰富。综上，本发明实施例中的家禽自动称重装置可以更加准确地反映出家禽种群总体的体重及生长情况。整个称重过程无需人工干预即可自动采集、处理，智能便捷。

由于家禽在不同品种和不同生长周期所能登高的高度存在差异，因此，底座1的高度可以调整。具体地，其包括底板11、伸缩支撑杆12及顶板13。伸缩支撑杆12的数量为三根，呈伞骨状分布。除此之外，伸缩支撑杆12的数量还可以一根、两根、四根等。称重传感器22安装在顶板13的上表面，信号处理单元21安装在底板11与顶板13之间。伸缩支撑杆12包括套接在一起的内套杆14和外套杆15，内套杆14沿长度方向设有若干个卡孔16，在外套杆15上设有弹性卡扣。当弹性卡扣可以卡接在不同的卡孔16内，从而调整伸缩支撑杆12的整体高度。需要说明的时，当伸缩支撑杆12有多个时，每一根伸缩支撑杆12都可以进行调节，确保顶板13处于水平位置或者满足其他特殊方位的需求。

本发明实施例中的喂料系统4为自动化喂料装置，其包括喂料盘41、料筒42、格栅44、采集中心和控制中心。控制中心根据采集中心采集的喂料盘41中饲料的重量信息控制料筒42向喂料盘41供料。当喂料盘41中的饲料不足时，喂料盘41的重量减轻，低于设定值，控制中心控制料筒42向喂料盘41供料。喂料盘41为环形盘，与格栅44和料筒42相连。料筒42位于喂料盘41上方，为空心柱体，内部可以存放饲料。在料筒42顶部设有可以开合的塑料材质的料筒盖43，料筒盖43打开时可以向料筒42内补充饲料，关闭时可以防止家禽从料筒42顶部进食。格栅44呈圆柱状竖向排布，其环绕喂料盘41外，在格栅44上与踏板3相对应的方位处设有供料口45。家禽只能从供料口45处进食，这样可以限定家禽的进食位置。踏板3设置在该位置处，作为家禽栖息吃食踩踏的落脚点，从而利于通过称重传感器22采集进食状态的家禽重量信息。为提高采样的效率，踏板3的数量可以有多个，这样一次同时采集多个家禽的体重信息，降低采集的误差。与此相应的，供料口45的数量也为多个，两者一一对应设置。

具体地，称重系统2包括信号采集单元，该信号采集单元除了包括称重传感器22之外，还包括用于放大和过滤信号的信号处理模块24及用于将电压信号转化为数字信号的信号转化模块25。信号处理模块24和信号转化模块25均安装在称重传感器22下方。称重传感器22包括受力敏感部件和转换电路，其同时与踏板3、信号处理单元21相连，是称重系统2的重要部件。优选的，称重传感器22为精度高、稳定性好的压片式传感器，灵敏度为2mV/V，最大称重为10kg。当家禽踩在踏板3时，由于家禽重力的作用，压片式传感器发生形变，将压力信号转换成电压信号传给信号处理单元21。当然，称重传感器22还可以是其他类型的传感器，只要采集到的信号与家禽的重量之间存在换算关系式即可。信号处理模块24包括放大电路和滤波电路，将称重传感器22输出的微弱信号进行放大处理。信号转化模块25包括HX711芯片和外部电路，用于将模拟电压信号转换成数字信号以便进行后续处理。其中，HX711芯片具有相应速度快、稳定性好的优点，最高具有24位转换精度和128倍放大倍数。另外，HX711芯片内部集成了时钟振荡器和稳压电源，可直接对称重传感器22进行供电。

本发明实施例中的信号处理单元21安装在底座1上，具体位于底板11和顶板13之间。其包括防水罩23、处理器211、传输模块212、电源模块213和软件部分。具体地，防水罩23为长方体，罩设在处理器211、传输模块212和电源模块213外，用于保障信号处理单元在户外及恶劣天气下的正常工作。处理器211采用32位ARM单片机TM4C123GH6PZ进行数据分析和处理，该款芯片采用ARMCortex-M4架构，集成了32位可进行FPU运算的浮点单元处理器，内部Flash为256KB的内存，其时钟最高可达到80MHZ，含有丰富的外围接口。传输模块212采用支持蓝牙通信和WiFi的APM6658芯片，提供蓝牙和WIFI两种无线传输方式，用于将采集数据传输到局域网或互联网上。其中，WiFi传输可以支持IEEE802.11b/g/n标准，室外范围最远可达300m，具有成本低廉、传输速率高、组网灵活等优点。在信号处理单元21上还设有通信接口214，其采用RS232串口与上位机进行通信，以完成数据的读写操作。电源模块213外接220V交流电，包括电压处理子模块、稳压子模块和熔断保护装置，电压处理模块对220V交流电进行整流桥、滤波操作，稳压模块采用LM2576HVT-12稳压芯片，对经过电压处理模块处理后的电流进行稳压操作以得到+12V直流稳压电源，整个电源模块213通过熔断保护装置来保障供电稳定。软件部分包括系统程序和采样程序，系统程序主要来保障系统正常运行和初始化设置，采样程序实现称重算法，是实现精确采样的重要部分，用C语言开发。

除此之外，该家禽自动称重装置还包括终端存储单元6，其通过信号传输与信号处理单元21相连。具体地，终端存储单元6安装在远程终端，通过互联网可以实现远程访问。其包括预处理程序61、数据库62和应用程序63，用于统一处理、分析和展示称重系统2获取的数据，并对传输到服务器端口的数据进行监听、转换和存储。其中，预处理程序61用于监听服务器端口，解析信号处理单元21传输过来的数据信息，将十六进制格式的数据信息转化成十进制的体重数据，并以编号、设备编号、体重数据、日期格式保存到数据库62内进行结构化存储。应用程序63用于梳理数据库62内存储的数据，并通过友好的界面对外进行展示，以便用户能够全面了解家禽的生长状况。

动物福利化养殖多是散养在户外，为充分利用太阳能进行供电，在底座1上安装有与称重传感器22和信号处理单元21电连接的供电单元5。该供电单元5包括太阳太阳能电池板51、防护罩52、控制器53和蓄电池54。其中，太阳能电池板51，安装在底座1的上方，形状为长方形，与控制器53相连，用于将太阳能转化为电能。防护罩52，安装在底座1的底部，出于顶板13和底板11之间，呈长方体状。该防护罩52罩设在控制器53以及蓄电池54外部，用于保护控制器53以及蓄电池54，既可以避免雨雪风沙等恶劣天气的侵蚀，还能阻碍家禽对内部器件的啄咬。安装在防护罩52内的控制器53，与太阳能电池板51、蓄电池54和信号处理单元21相连，用于控制太阳能电池板51对蓄电池54进行充电并控制蓄电池54给信号处理单元21的供电。控制器53对蓄电池54的充电和放电条件加以规定、控制，并按照负载的电源需求控制蓄电池54对负载的电能输出。

相比于现有的过道式称重装置，本发明实施例中的家禽自动称重装置体积小，方便挪动，组装简单；并且无需考虑禽舍出入口大小、供电条件等外部因素，只需要放置在散养家禽舍外任一活动场所即可，从而有利于使用者能根据需要灵活部署。

整个家禽自动称重装置的具体使用流程如下：

第一步，将家禽自动称重装置固定在家禽养殖场地，根据家禽的种类、日龄调整伸缩支撑杆12的高度，打开料筒盖43，向料筒42内放入饲料，盖上料筒盖43，在服务器端部署终端存储单元6。

第二步，接通电源，按下服务器端的主机系统单元启动按钮，设置好各项采集参数，使系统初始化并清零。

第三步，禽类跳上踏板3觅食，由称重传感器22采集体重信息，并通过信号处理模块24、信号转化模块25，将信号转化为数字信号并通过数据线传送至信号处理单元21。数据由信号处理单元21处理后，通过传输模块212传送至终端存储单元6，并将体重信息存储于数据库62实现家禽个体体重信息的采集、存储。

第四步，终端存储单元6中的预处理程序61对监听到的采集数据做进一步处理、分析，并存储到数据库62，由应用程序63对数据库62内数据的梳理，自动算得当前禽舍已测家禽个体的平均体重，方便管理者了解当前家禽群体的整体生长状况。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种家禽自动称重装置，其特征在于，包括底座、称重系统、踏板及喂料系统，所述喂料系统安装在所述底座的顶部，在所述喂料系统的供料口处安装所述踏板，所述称重系统包括信号处理单元及安装在所述底座顶部的称重传感器，所述踏板与所述称重传感器相连并位于所述称重传感器上方，所述信号处理单元与所述称重传感器信号连接。

2.根据权利要求1所述的家禽自动称重装置，其特征在于，所述喂料系统包括喂食盘、料筒与格栅，所述喂食盘分别与所述料筒和所述格栅相连，所述料筒位于所述喂食盘上方，用于向所述喂食盘提供饲料，所述格栅环绕在所述喂料盘外，所述供料口设置在所述格栅上，并位于所述格栅与所述踏板相对应的位置处。

3.根据权利要求2所述的家禽自动称重装置，其特征在于，所述格栅为圆柱状竖向格栅，所述踏板为多个，绕设在所述格栅外，所述供料口与所述踏板一一对应设置。

4.根据权利要求1所述的家禽自动称重装置，其特征在于，所述称重系统包括信号采集单元，所述信号采集单元包括所述称重传感器、信号处理模块及信号转化模块，所述信号处理模块和所述信号转化模块均安装在所述称重传感器的下方，所述信号处理模块用于放大和过滤所述称重传感器获取的模拟信号，所述信号转化模块用于将所述信号处理模块内输出的模拟信号转化为数字信号。

5.根据权利要求1所述的家禽自动称重装置，其特征在于，所述信号处理单元安装在所述底座上，位于所述称重器下方，其包括防水罩、处理器及传输模块，所述防水罩罩设在所述处理器和所述传输模块外，所述处理器用于分析处理所述称重传感器采集的体重信息，所述传输模块用于向外部传输所述处理器分析处理后的数据。

6.根据权利要求5所述的家禽自动称重装置，其特征在于，所述家禽自动称重装置还包括终端存储单元，所述传输模块通过无线传输方式将所述称重传感器采集的信号传递至所述终端存储单元。

7.根据权利要求1所述的家禽自动称重装置，其特征在于，所述底座包括底板、伸缩支撑杆及顶板，所述伸缩支撑杆的底部与所述底板相连，顶部与所述顶板相连，所述称重传感器安装在所述顶板的上表面，与所述称重传感器信号连接的所述信号处理单元与所述。

8.根据权利要求7所述的家禽自动称重装置，其特征在于，所述伸缩支撑杆为三根，沿所述底板的中心轴周向对称分布，所述伸缩支撑杆包括中空的外套杆和中空的内套杆，所述外套杆上设有弹性卡扣，所述内套杆沿长度方向设有若干个与所述弹性卡扣相适配的卡孔。

9.根据权利要求1所述的家禽自动称重装置，其特征在于，所述家禽自动称重装置还包括与所述称重传感器和所述信号处理单元电连接的供电单元，所述供电单元包括太阳能电池板、蓄电池及控制器，所述控制器用于控制所述太阳能电池板对所述蓄电池进行充电及所述蓄电池的对外供电。

10.根据权利要求9所述的家禽自动称重装置，其特征在于，所述供电单元还包括罩设在所述太阳能电池板和所述蓄电池外部的防护罩，所述防护罩安装在所述底座上，并位于所述称重传感器的下方。