CN109349154A - 犊牛饮水器及犊牛饮水供水方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种犊牛饮水器及犊牛饮水供水方法，该犊牛饮水器包括用于盛装犊牛饮用水的饮水槽，饮水槽连通有供水管道，在供水管道上安装有自动供水阀，以用于保持饮水槽中的水位，还包括牛只饮水量监控装置，牛只饮水量监控装置包括主控单元、电源模块、报警器、用于识别犊牛身上安装的电子标签的阅读器和安装在供水管道上的电子流量计，电子流量计、阅读器、报警器和主控单元均与电源模块电连接，电子流量计和报警器均与主控单元电连接，牛只饮水量监控装置能够自动监测犊牛的饮水量，及时掌握该犊牛的健康状况，防止犊牛生病得不到及时治疗。

Description

犊牛饮水器及犊牛饮水供水方法

技术领域

本发明涉及畜牧养殖设备技术领域，具体涉及一种犊牛饮水器及犊牛饮水供水方法。

背景技术

犊牛是指牛初生到断奶这一阶段的初生牛犊，由于初生犊牛从母体内到体外，环境发生了巨大变化，其自身抵抗力较差，但生长发育旺盛，代谢强度大，需切实加强养护管理，规范健康的犊牛饲养工作是牧场可持续发展的强力保障，对提高犊牛成活率、培育健康犊牛有至关重要的作用。

随着国内奶业的高速增长，国内奶牛的存栏量得到了很大的提高，犊牛的饲养也由原来的独家独户的模式转变到规模化、标准化的饲养模式，然而随着养殖数量的增长，对犊牛的管理也提出了更高的要求。在规模化的牧场中，由于犊牛数量过多，导致犊牛的管理处于松懈状态，这样会带来以下几点问题：一是犊牛在冬天容易喝上冷水甚至冰水，造成犊牛腹泻，对犊牛的生长、发育和成活有很大影响；二是犊牛在夏天容易喝上被饲料或者牛奶污染的水，这样很容易导致犊牛出现消化上的疾病，经常见的就是犊牛腹泻，特别是在大群饲养时，犊牛的饮用水更加容易被污染，犊牛腹泻发生率常达90%～100%，死亡率最高可达50 %以上，对奶业的发展威胁很大；三是饲养员不能及时发现有问题的犊牛，生病、天气变化等因素对犊牛的影响会导致犊牛不适，而由于犊牛数量众多，不可能配备大量饲养员逐一进行监控，从而导致不能及时发现有问题的犊牛，造成犊牛存活率下降。

犊牛由于刚刚出生，自身的免疫力还没有完全建立，需要更多的呵护，因此，有必要提供一种能监测犊牛饮水量、供水清洁、供水水温适于犊牛饮用的饮水器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种犊牛饮水器及犊牛饮水供水方法，解决现有技术中对犊牛供水时不能保持合适的水温以及犊牛的饮用水不能保持清洁的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的一方面是：

设计一种犊牛饮水器，包括用于盛装犊牛饮用水的饮水槽，该饮水槽连通有供水管道，在该供水管道的末端安装有自动供水阀，该自动供水阀位于该饮水槽中，以用于保持该饮水槽中的水位，在该供水管道上近饮水槽端安装有即热式电加热器，该供水管道中的水经该即热式电加热器加热后再由该自动供水阀释放到该饮水槽中。

优选的，在该饮水槽底部设有排水管道，该排水管道上设有第一电磁阀，该第一电磁阀通过定时开关控制，以定时开启和关闭。

优选的，该即热式电加热器的型号为FY-185NOX-34H；该自动供水阀为压差自锁式塑料浮球阀；该饮水槽安装有用于二次加热的PTC加热模块。

优选的，该供水管道接近该饮水槽的部分包覆有保温棉；该供水管道在包覆保温棉之前的部分埋设在地面以下1.2-1.8米，以采集地温。

优选的，该犊牛饮水器设置有牛只饮水量监控装置，该牛只饮水量监控装置包括主控单元、电源模块、报警器、用于识别犊牛身上安装的电子标签的阅读器和安装在该供水管道上的电子流量计，该电子流量计、阅读器、报警器和主控单元均与该电源模块电连接，该电子流量计和报警器均与该主控单元电连接。

优选的，该阅读器内部设有定向天线，该饮水槽为单个牛只饮水槽，该定向天线用于感应该单个牛只饮水槽正上方区域，且该定向天线的识别距离为10cm-20cm。

优选的，该饮水槽包括槽体、固定在该槽体后部的安装板和固定在该安装板前表面上的保护罩，该自动供水阀安装在该保护罩内。

优选的，该犊牛饮水器还设置有自清洁装置，该自清洁装置包括位于该保护罩内的第一喷头组和位于该保护罩外的第二喷头组，以及连通到该第一喷头组和第二喷头组的冲洗管道和设置在该冲洗管道上设有第二电磁阀，该供水管道上设有第三电磁阀，该第一电磁阀和第二电磁阀为常闭电磁阀，该第三电磁阀为常开电磁阀，该第二电磁阀、第一电磁阀和第三电磁阀均通过继电器与该主控单元电连接；该冲洗管道上设有增压泵，以对该第一喷头组和第二喷头组喷出的水进行加压，该增压泵与该继电器的输出端电连接，以使得该增压泵与该第二电磁阀连动。

优选的，该主控单元为STC15F2K60S2单片机，该电源模块包括用于为该报警器、阅读器、电子流量计、即热式电加热器及PTC加热模块供电的220VAC-24VDC电源、用于为该主控单元供电的24-5VDC电源。

本发明的另一方面是：

提供一种犊牛饮水供水方法，其利用前述的犊牛饮水器对犊牛进行供水，

（1）使饮水槽中保持一定水位，当饮水槽中的水位同比降低时，饮水槽及时补水；

（2）在犊牛饮水过程中，对相应的犊牛进行监测，若该犊牛在监测时间段内的饮水量与设定值的差异大于设定的阈值，则识别该犊牛并记录其饮水量；

（3）当室外温度低于10℃，对进入饮水槽中的水进行加热，使饮水槽中的水温达到25-35℃；

（4）定期对饮水器进行冲洗清洁。

优选的，在夏天每间隔1-2个小时对饮水器进行一次冲洗，每次冲洗时间持续10-20秒，冲洗时饮水槽停止补水；在冬天每间隔3-5个小时对饮水器进行一次冲洗，每次冲洗时间持续10-20秒，冲洗时饮水槽停止补水。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：

1.能够对进入饮水器的水进行加热，防止犊牛饮入冷水。该犊牛饮水器在供水管道上近饮水槽端安装有即热式电加热器，该供水管道中的水经该即热式电加热器加热后再由自动供水阀释放到饮水槽中，即热式电加热器具有水流大功率大、水流小功率小的特点，能够瞬时加热，且使水保持恒温，能够有效保证供给到犊牛的水温度合适。

2.可以对饮水器进行自动清洁，防止犊牛喝入污染水。该犊牛饮水器设有自动供水阀，该自动供水阀为压差自锁式塑料浮球阀，在对饮水槽上水时瞬时供水量较大，能够对饮水槽内部进行冲洗，而饮水槽底部设有排水管道，排水管道上设有第一电磁阀，该第一电磁阀通过定时开关控制，饮水槽每隔一段时间排一次水，在排水的同时进行供水，所以可以实现对饮水槽定时清洗。

3.能够自动监测犊牛的饮水量，及时掌握该犊牛的健康状况，防止犊牛生病得不到及时治疗。本发明犊牛饮水器包括牛只饮水量监控装置，该牛只饮水量监控装置包括主控单元、电源模块、报警器、用于识别犊牛身上安装的电子标签的阅读器和安装在该供水管道上的电子流量计，当某犊牛在监测时间段内饮水时，饮水槽中的水减少，水经供水管道加入饮水槽中，电子流量计同时进行记录，由于该饮水槽每次只能供一只犊牛饮水，因此，饮水槽中水的减少量即犊牛一次饮水的饮水量，该犊牛在监测时间段内的每一次饮水量的累积与正常值差别较大，则报警器发出警报，饲养人员根据警报识别饮水异常的犊牛，以及获知该犊牛饮水量的多少，由此可以进一步对该犊牛进行观察。

附图说明

图1为本发明犊牛饮水器沿纵向的局部剖视图；

图2为本发明犊牛饮水器的牛只饮水量监控装置的逻辑方框图；

图3为本发明犊牛饮水器的电源模块的逻辑方框图；

图4为本发明犊牛饮水器的电源模块中24-5VDC电源的电路图；

图5为本发明犊牛饮水器的阅读器配套的耳标的结构示意图；

图6为图5中耳标的耳标芯片的逻辑方框图；

图7为本发明犊牛饮水器的阅读器的逻辑方框图；

图8为本发明犊牛饮水器的主控单元的引脚电路图；

图9为本发明犊牛饮水器的主视图；

图10为本发明犊牛饮水器的自清洁装置的电路逻辑方框图；

图11为图9中继电器的电路图。

附图中各标号示意为：饮水槽11、槽体111、安装板112、保护罩113、供水管道12、自动供水阀13、主控单元141、电源模块142、报警器143、阅读器144、电子流量计145、耳标天线1461、耳标芯片1462、第一喷头组151、第二喷头组152、喷头1521、冲洗管道153、排水管道154、第二电磁阀155、第一电磁阀156、第三电磁阀157、继电器158、增压泵159、即热式电加热器161、PTC加热模块162。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。

实施例1：

请一并参阅图1至图11。

如图1所示，本发明实施例提供的犊牛饮水器包括用于盛装犊牛饮用水的饮水槽11，饮水槽11连通有供水管道12，在供水管道12上安装有自动供水阀13，为了保持饮水槽11中的水位维持在恒定高度，当饮水槽中水位降低时，自动供水阀13及时补水，以用于保持饮水槽11中的水位。

进一步的，如图1所示，该饮水器还包括用于对饮水槽11中的水进行加热的恒温控制装置，恒温控制装置包括安装在供水管道12上用于初步加热的即热式电加热器161和安装在饮水槽11外壁面上用于二次加热的PTC加热模块162，即热式电加热器161对水进行加热，使供水管道12中预储存温水，当温水到达饮水槽11后通过PTC加热模块162继续加热，使水温进一步升高，通过两级加热，可以持续提供适宜温度的水，防止由于犊牛饮水过多过快导致的饮水槽11中水温下降。即热式电加热器161的型号为FY-185NOX-34H，其具有水流大功率大、水流小功率小的特点，能够瞬时加热，且使水保持恒温，能够有效保证供给到犊牛的水温度合适。

供水管道12接近饮水槽11的部分包覆有保温棉，并将供水管道12在包覆保温棉之前的部分埋设在地面以下1.5米，以采集地温，实现对地温的利用。

饮水槽11底部设置有排水管道154，排水管道154上设有第一电磁阀156，该第一电磁阀156通过定时开关控制，饮水槽11每隔一段时间排一次水。饮水器中的自动供水阀13为压差自锁式塑料浮球阀，在对饮水槽上水时瞬时供水量较大，能够对饮水槽内部进行冲洗，而饮水槽底部设置的排水管道上的第一电磁阀定时开启和闭合，所以可以实现对饮水槽定时清洗，防止犊牛喝入污染水。

如图2所示，该饮水器还包括牛只饮水量监控装置，牛只饮水量监控装置包括主控单元141、电源模块142、报警器143、用于识别犊牛身上安装的电子标签的阅读器144和安装在供水管道12上的电子流量计145，电子流量计145、阅读器144、报警器143和主控单元141均与电源模块142电连接，电子流量计145和报警器143均与主控单元141电连接。

犊牛出生后，均打上耳标作为识别对应犊牛的电子标签，采用该犊牛饮水器对从刚出生到6月龄以前的小牛供应饮用水，某犊牛在饮水时，阅读器144根据该犊牛佩戴的耳标对其进行识别，并将识别信息发送到主控单元141，饮水器中的水减少的同时自动供水阀13打开进行补水，直至该犊牛饮水完毕，电子流量计145记录该犊牛本次饮水过程中的补水量，该补水量即该犊牛本次饮水量，电子流量计将记录的饮水量数据发送到主控单元141，在每天的上午6点钟至下午6点钟之间的时间段内，主控单元141记录该犊牛每一次的饮水量并进行叠加，如犊牛在该时间段内的饮水量与犊牛通常合理的饮水量偏差超过某阈值，则报警器143报警告知饮水异常的犊牛以及监测到的该犊牛的饮水量，饲养人员根据报警信息识别饮水异常的犊牛，并对犊牛进行进一步检查，判断该犊牛是否生病。

如图3所示，电源模块包括顺次连接的220VAC-24VDC电源和24-5VDC电源，其中，220VAC-24VDC电源，其输入接175～265VAC 50/60Hz市电，输出为24V直流电源，该24V直流电源分为两路输出，一路用于为报警器143、阅读器144、电子流量计145供电，另一路接为24-5VDC电源的输入端。220VAC-24VDC电源和24-5VDC电源之间接一个二极管以防止24-5VDC电源电路接反烧毁电路，并接一个用于储能兼滤波的电容。

如图4所示，24-5VDC电源的输入端接24V直流电源，该24-5VDC电源是一个宽电压工作电路，其输入端可以接受的输入电压的范围在15V-35V之内，输出5V直流电源，用于为主控单元141供电。该电源电路主要由开关电源管理芯片U100、以电压基准芯片U101为核心的稳压电路、以光电耦合器U102为核心的反馈电路及其它器件组成，该电路采用开关电源工作方式，大大提高了电源电压转换的效率。

如图5所示，耳标包括耳标天线1461和耳标芯片1462，该耳标采用低频无源设计，将耳标天线1461和耳标芯片1462封装在一起，并在耳标芯片1462中固化一串ID号，阅读器144通过阅读来识别对应的犊牛。如图6所示，耳标的天线用于接收由阅读器144发送来的信号，并把要求的数据送回给阅读器，电压调节器把由阅读器传来的射频信号转换为直流电流信号，并经大电容存储能量，再通过稳压电路以提供稳定的电源，解调器用于去除载波，取出调制信号传输到逻辑控制单元，逻辑控制单元根据该信号从ROM存储器中调取ID号经调制器调制后加载到天线传送到阅读器，EEPROM存储器作为系统运行临时存放数据用。

阅读器144采用射频识别技术，其通过射频信号自动识别耳标并获取耳标中记录的该犊牛的编号信息，如图7所示，阅读器的射频接口包括发射器、接收器、时钟发生器和电压调节器，发射器用于产生高频发射能量，激活电子标签并为其提供能量，且对发射信号进行调制，将数据传输给电子标签，接收器用于接收并调制来自电子标签的射频信号，时钟发生器和电压调节器相结合将接收到的射频信号转换为电信号并传送到微控制器，然后微控制器通过数据传输接口将识别的ID号发送到主控单元。

该阅读器144的天线为定向天线，该定向天线的最远识别距离为20cm，且饮水槽为单个牛只饮水槽，其大小每次仅仅能够供一只犊牛饮水，阅读器144在安装时，其定向天线用于感应单个牛只饮水槽正上方区域，这样能够保证阅读器144识别的是正在饮水的犊牛。这样设置的目的是由于牛棚中会有多头犊牛，若阅读器144的识别范围太大，则可能会造成所识别的犊牛并不是饮水的犊牛。

主控单元141为STC15F2K60S2单片机，其引脚电路如图8所示。

单片机的第15、16号引脚接时钟电路；第17、18号引脚接复位电路。

第9号引脚命名为L-TEMP，接电子流量计，用于计量所识别的犊牛该次的饮水量。

第26号引脚命名为BJ，用于接报警器，当单片机所统计的某只犊牛在固定时间段内的饮水量与正常饮水量的差值超过某一阈值，则控制报警器发出警报。

第24号引脚命名为YD，用于接阅读器，获取阅读器所识别的ID号。

进一步的，如图1所示，饮水槽11包括槽体111、固定在槽体111后部的安装板112和固定在安装板112前表面上的保护罩113，自动供水阀13为浮球阀，其安装在保护罩113内，当饮水槽11中的水位达到设定的水位L1，自动供水阀13停止供水，当饮水槽11中的水位低于设定的水位L1，自动供水阀13开始供水，达到及时补水的目的。阅读器144、报警器143、电源模块142和主控单元141集成在一起作为安装模块14安装在饮水槽11的保护罩113上方。

进一步的，该犊牛饮水器还包括用于对饮水器进行清洁的自清洁装置，如图1所示，自清洁装置包括位于保护罩113内的第一喷头组151和位于保护罩113外的第二喷头组152，以及连通到第一喷头组151和第二喷头组152的的冲洗管道153，第一喷头组151和第二喷头组152通过水管和三通连通到冲洗管道153，且如图9所示，第二喷头组设有多个喷头1521，同样的，第一喷头组151也设有多个喷头，第一喷头组151用于清洗保护罩113的内壁面、自动供水阀13和槽体111的后半部的内壁面，第二喷头组152用于清洗槽体111的前半部的内壁面，且第二喷头组152的喷头倾斜使其喷口面向槽体111的前半部的内壁面。

在冲洗管道153上设有第二电磁阀155，供水管道12上设有第三电磁阀157，第二电磁阀155和排水管道154上的第一电磁阀156为常闭电磁阀，第三电磁阀157为常开电磁阀，如图10所示，第二电磁阀155、第一电磁阀156和第三电磁阀157均通过继电器158与主控单元141电连接，继电器158、第二电磁阀155、第一电磁阀156和第三电磁阀157均与电源模块142的12V直流电源连接，主控单元141发出信号并通过继电器158控制第二电磁阀155、第一电磁阀156和第三电磁阀157动作，继电器158通电后，第二电磁阀155和第一电磁阀156打开且第三电磁阀157关闭，冲洗管道153和排水管道154均开通而供水管道12关闭，这样，干净的水流通过喷头对饮水器进行冲洗，冲洗的同时排水管道154排水。

进一步的，冲洗管道153上设有增压泵159，以对第一喷头组151和第二喷头组152喷出的水进行加压，增压泵159与继电器158的输出端电连接，以使得增压泵与第二电磁阀155连动，通过增压泵159增压后，喷头喷出的水流有一定的冲击力，利于将净水器洗净。

如图11所示，继电器158的Relay control端子接图8中单片机的第25号引脚，单片机控制三极管Q901导通，继电器的线圈在电磁感应作用下产生吸引力带动继电器的引脚1与引脚3闭合，从而控制自清洁装置开始工作，继电器的线圈并联一二极管D901，用于防止继电器的线圈断电时产生高电压烧毁线圈。

实施例2：一种犊牛饮水供水方法，其利用实施例1中的犊牛饮水器对犊牛进行供水，具体包括：

（1）使饮水槽中保持一定水位，当饮水槽中的水位同比降低时，饮水槽及时补水；

（2）在犊牛饮水过程中，对相应的犊牛进行监测，若该犊牛在监测时间段内的饮水量与设定值的差异大于设定的阈值，则识别该犊牛并记录其饮水量；

（3）当室外温度低于10℃，对进入饮水槽中的水进行加热，使饮水槽中的水温达到25-35℃；

（4）定期对饮水器进行冲洗清洁。其中，在夏天每间隔1-2个小时对饮水器进行一次冲洗，每次冲洗时间持续10-20秒，冲洗时饮水槽停止补水；在冬天每间隔3-5个小时对饮水器进行一次冲洗，每次冲洗时间持续10-20秒，冲洗时饮水槽停止补水。

通过对犊牛提供清洁、温度适宜的饮用水，防止犊牛腹泻，提高犊牛的成活率。通过对犊牛在一定时间段内的饮水量进行监控，及时掌握犊牛的健康状况，防止由于饲养人员没有及时发现生病犊牛而给养牛场带来损失。使用该饮水器代替人工喂水，减少养牛场饲养人员的数量，降低养牛场的用工成本。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (10)

1.一种犊牛饮水器，包括用于盛装犊牛饮用水的饮水槽，所述饮水槽连通有供水管道，其特征在于，在所述供水管道的末端安装有自动供水阀，所述自动供水阀位于所述饮水槽中，以用于保持所述饮水槽中的水位，在所述供水管道上近饮水槽端安装有即热式电加热器，所述供水管道中的水经所述即热式电加热器加热后再由所述自动供水阀释放到所述饮水槽中。

2.根据权利要求1所述的犊牛饮水器，其特征在于，在所述饮水槽底部设有排水管道，所述排水管道上设有第一电磁阀，所述第一电磁阀通过定时开关控制，以定时开启和关闭。

3.根据权利要求1所述的犊牛饮水器，其特征在于，所述即热式电加热器的型号为FY-185NOX-34H；所述自动供水阀为压差自锁式塑料浮球阀；所述饮水槽安装有用于二次加热的PTC加热模块。

4.根据权利要求1所述的犊牛饮水器，其特征在于，所述供水管道接近所述饮水槽的部分包覆有保温棉；所述供水管道在包覆保温棉之前的部分埋设在地面以下1.2-1.8米，以采集地温。

5.根据权利要求1所述的犊牛饮水器，其特征在于，所述犊牛饮水器设置有牛只饮水量监控装置，所述牛只饮水量监控装置包括主控单元、电源模块、报警器、用于识别犊牛身上安装的电子标签的阅读器和安装在所述供水管道上的电子流量计，所述电子流量计、阅读器、报警器和主控单元均与所述电源模块电连接，所述电子流量计和报警器均与所述主控单元电连接。

6.根据权利要求5所述的犊牛饮水器，其特征在于，所述阅读器内部设有定向天线，所述饮水槽为单个牛只饮水槽，所述定向天线用于感应所述单个牛只饮水槽正上方区域，且所述定向天线的识别距离为10cm-20cm。

7.根据权利要求6所述的犊牛饮水器，其特征在于，所述饮水槽包括槽体、固定在所述槽体后部的安装板和固定在所述安装板前表面上的保护罩，所述自动供水阀安装在所述保护罩内。

8.根据权利要求7所述的犊牛饮水器，其特征在于，所述犊牛饮水器还设置有自清洁装置，所述自清洁装置包括位于所述保护罩内的第一喷头组和位于所述保护罩外的第二喷头组，以及连通到所述第一喷头组和第二喷头组的冲洗管道和设置在所述冲洗管道上设有第二电磁阀，所述供水管道上设有第三电磁阀，所述第一电磁阀和第二电磁阀为常闭电磁阀，所述第三电磁阀为常开电磁阀，所述第二电磁阀、第一电磁阀和第三电磁阀均通过继电器与所述主控单元电连接；

所述冲洗管道上设有增压泵，以对所述第一喷头组和第二喷头组喷出的水进行加压，所述增压泵与所述继电器的输出端电连接，以使得所述增压泵与所述第二电磁阀连动。

9.一种犊牛饮水供水方法，其特征在于，其利用权利要求8所述的犊牛饮水器进行供水，

（1）使饮水槽中保持一定水位，当饮水槽中的水位同比降低时，饮水槽及时补水；

（2）在犊牛饮水过程中，对相应的犊牛进行监测，若该犊牛在监测时间段内的饮水量与设定值的差异大于设定的阈值，则识别该犊牛并记录其饮水量；

（3）当室外温度低于10℃，对进入饮水槽中的水进行加热，使饮水槽中的水温达到25-35℃；

（4）定期对饮水器进行冲洗清洁。

10.根据权利要求9所述的犊牛饮水供水方法，其特征在于，在夏天每间隔1-2个小时对饮水器进行一次冲洗，每次冲洗时间持续10-20秒，冲洗时饮水槽停止补水；在冬天每间隔3-5个小时对饮水器进行一次冲洗，每次冲洗时间持续10-20秒，冲洗时饮水槽停止补水。