CN109662040A - 犊牛饲喂管理系统 - Google Patents
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Abstract
一种犊牛饲喂管理系统包括信息采集模块、信息处理模块、执行模块、RFID读写模块，所述信息采集模块信号输出端与信息处理模块的信号输入端电性连接，信号处理模块的信号输出端与执行模块和显示模块的信号输入端电性连接，信息处理模块还与RFID读写模块双向信号传输，信息采集模块包括温度传感器、奶量检测装置、体重检测装置，所述温度传感器和奶量检测装置设置在奶罐中，以对奶罐中的牛奶的温度和奶罐的奶量进行检测，所述体重检测装置位于犊牛岛的犊牛饮奶口处，以检测犊牛的体重，所述执行模块包括加热装置、电磁阀，加热装置、电磁阀与信息处理模块电性连接RFID读写模块存储犊牛的识别信息以及犊牛的生长信息，以便于工作人员调看、参阅。
Description
技术领域
本发明涉及技术领域，尤其涉及一种犊牛饲喂管理系统。
背景技术
犊牛是指3～6月龄之内以乳汁为主要营养来源的初生小牛。犊牛是农场的未来，犊牛的发育状况将直接影响农场未来的发展。为了给犊牛健康的生长环境，此阶段的小牛被安放在犊牛岛“一圈一牛”进行标准化管理。由于犊牛的胃没有发育完全，对于饮食比较敏感，如果饮食不当，就会生病或者发生一些别的影响犊牛生长的问题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够对犊牛进行管理的犊牛饲喂管理系统。
一种犊牛饲喂管理系统包括信息采集模块、信息处理模块、执行模块、RFID读写模块，所述信息采集模块信号输出端与信息处理模块的信号输入端电性连接，信号处理模块的信号输出端与执行模块和显示模块的信号输入端电性连接，信息处理模块还与RFID读写模块双向信号传输，信息采集模块包括温度传感器、奶量检测装置、体重检测装置，所述温度传感器和奶量检测装置设置在奶罐中，以对奶罐中的牛奶的温度和奶罐的奶量进行检测，所述体重检测装置位于犊牛岛的犊牛饮奶口处，以检测犊牛的体重，所述执行模块包括加热装置、电磁阀，加热装置、电磁阀与信息处理模块电性连接，所述加热装置设置在奶罐中，以对奶罐中的牛奶加热，电磁阀设置在奶罐的出口处，以控制牛奶的流出，RFID读写模块存储犊牛的识别信息以及犊牛的生长信息，以便于工作人员调看、参阅。
有益效果：本发明的犊牛饲喂管理系统包括信息采集模块、信息处理模块、执行模块、RFID读写模块，信息采集模块包括温度传感器、奶量检测装置、体重检测装置，所述温度传感器和奶量检测装置设置在奶罐中，以对奶罐中的牛奶的温度和奶罐的奶量进行检测，所述体重检测装置位于犊牛岛的犊牛饮奶口处，以检测犊牛的体重，所述执行模块包括加热装置、电磁阀，加热装置、电磁阀与信息处理模块电性连接，所述加热装置设置在奶罐中，以对奶罐中的牛奶加热，电磁阀设置在奶罐的出口处，以控制牛奶的流出，RFID读写模块读取犊牛的识别信息以及犊牛的生长信息。从而能够对犊牛的饲喂进行自动化管理。同时，通过与上位机的配合能够便于工作人员调看、参阅犊牛的生长信息，能够精准科学地为犊牛及时提供适温、适量的牛奶；同时能够采集犊牛日常数据，建立数据库，为工作人员科学管理提供依据。
附图说明
图1为本发明的犊牛饲喂管理系统的功能模块图。
图中：犊牛饲喂管理系统10、信息采集模块20、温度传感器201、奶量检测装置202、体重检测装置203、压力传感器2031、控制器2032、显示仪表2033、蓝牙通讯单元2034、信息处理模块30、执行模块40、加热装置401、电磁阀402、RFID读写模块50、电子标签501、标签读写器502、紫外线消毒灯60、上位机70。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
一种犊牛饲喂管理系统10包括信息采集模块20、信息处理模块30、执行模块40、RFID读写模块50，所述信息采集模块20信号输出端与信息处理模块30的信号输入端电性连接，信号处理模块的信号输出端与执行模块40和显示模块的信号输入端电性连接，信息处理模块30还与RFID读写模块50双向信号传输，信息采集模块20包括温度传感器201、奶量检测装置202、体重检测装置203，所述温度传感器201和奶量检测装置202设置在奶罐中，以对奶罐中的牛奶的温度和奶罐的奶量进行检测，所述体重检测装置203位于犊牛岛的犊牛饮奶口处，以检测犊牛的体重，所述执行模块40包括加热装置401、电磁阀402，加热装置401、电磁阀402与信息处理模块30电性连接，所述加热装置401设置在奶罐中，以对奶罐中的牛奶加热，电磁阀402设置在奶罐的出口处，以控制牛奶的流出，RFID读写模块50存储犊牛的识别信息以及犊牛的生长信息，以便于工作人员调看、参阅。
进一步的，所述加热装置401包括水浴层、保温层、加热器、发电机，所述水浴层位于奶罐的侧壁上，以对奶罐中的牛奶进行水浴加热，保温层位于水浴层的外侧，以便于对水浴层进行保温，加热器设有若干加热管，若干加热管均匀设置在水浴层中，以对水浴层中的水进行加热，发电机与加热器电性连接，加热器还与信息处理模块30电性连接，以控制加热器的运行，温度传感器201设置在水浴层中，信息处理模块30设有基础低温温度值和基础高温温度值，温度传感器201采集水浴层的实时温度信息并以电信号的形式传输至信息处理模块30，信息处理模块30将该电信号生成实时温度值并与基础低温温度值和基础高温温度值进行对比，当实时温度值低于基础低温温度值时，信息处理模块30控制加热器对水进行加热，当实时温度值高于基础高温温度值时，信息处理模块30控制加热器停止对水加热。
进一步的，所述犊牛饲喂管理系统10还包括紫外线消毒灯60，以对空奶罐进行杀菌，紫外线消毒灯60与信息处理模块30电性连接，以控制紫外线消毒灯60的开启或关闭。
进一步的，所述奶量检测装置202为红外线测距传感器，以防止污染奶源，红外线测距传感器包括发射器和接收器，发射器和接收器设置在奶罐的顶部，接收器与信息处理模块30电性连接，所述发射器发射红外信号，当红外信号遇到牛奶液面时，红外信号发生反射被接收器接收并生成电信号传输至信息处理模块30，信息处理模块30根据该电信号计算出液面与接收器的竖直距离值，并计算出奶罐中的实时奶量值。
进一步的，所述电磁阀402为常闭型电磁阀402，电磁阀402与发电机电性连接，以对电磁阀402进行供电，电磁阀402还与信息处理模块30电性连接，以控制电磁阀402的运行，当信息处理模块30接收到RFID读写模块50的信息时，信息处理模块30控制电磁阀402打开，以放出牛奶，信息处理模块30还设有基础加奶量值，信息处理模块30还根据奶罐中的实时奶量值的连续变化生成实时加奶量值，当实时加奶量值大于基础加奶量值时，信息处理模块30控制电磁阀402关闭，以停止放出牛奶。
进一步的，所述体重检测装置203包括秤体、压力传感器2031、控制器2032、显示仪表2033、蓝牙通讯单元2034，秤体位于犊牛饮奶口处，压力传感器2031设置在秤体的下方，以采集奶牛站到秤体上的压力信息并传输至控制器2032，控制器2032将该压力信息生成压力值并在显示仪表2033上显示，以便于工作人员观察犊牛的体重信息，控制器2032还与蓝牙通讯单元2034电性连接，以通过蓝牙通讯单元2034将压力值传输至信息处理模块30，当奶罐车运动到距离相应犊牛岛预定距离时，蓝牙通讯单元2034自动连接通讯，当奶罐车填奶结束，远离犊牛岛超过预定范围时蓝牙通讯单元2034自动断开。
进一步的，所述信息处理模块30包括A/D转换器、单片机、控制面板、显示屏，所述A/D转换器的信号输入端与温度传感器201、红外线测距传感器电性连接，以将温度传感器201、红外线测距传感器的模拟信号转化为数字信号，A/D转换器的信号输出端与单片机的信号输入端电性连接，以将转换后的数字信号传输至单片机，单片机的信号输入端还与控制面板电性连接，控制面板设有设置键、加键、减键、清零键，以通过设置键切换实时温度值、基础低温温度值、基础高温温度值，通过加键、减键对基础高温温度值、基础低温温度值进行设置，所述显示屏设置在控制面板上，以显示实时温度值、基础低温温度值、基础高温温度值。
进一步的，所述RFID读写模块50包括电子标签501、标签读写器502，所述电子标签501设置在犊牛的耳朵上，电子标签501录入有犊牛的识别信息和生长信息，标签读写器502读取电子标签501上的犊牛的识别信息和生长信息并添加和更新犊牛的生长信息，犊牛的识别信息包括出生日期、父母、体质，生长信息包括进食时间、进食量、体重、牛龄、生病情况及用药情况，标签读写器502与信息处理模块30双向信号传输，以使犊牛的识别信息和生长信息进行双向传输。
某些犊牛比较胆小，看到奶罐车来了后不敢靠近，从而使犊牛饲喂管理系统10的标签读写器502无法识别犊牛耳朵上的电子标签501，造成系统无法工作，无法向犊牛供奶，因此，进一步的，所述RFID读写模块50还包括牛栏标签，牛栏标签设置在犊牛岛的围栏上，牛栏标签设有犊牛的识别信息，标签读写器502读取牛栏标签上的信息并传输至信息处理模块30，以通过牛栏标签的识别信息对犊牛进行加奶量的控制。
如此，无论是否犊牛出来，都可以通过牛栏标签控制犊牛的加奶量。
进一步的，所述信息处理模块30还包括上位机70，上位机70与单片机无线通讯连接，标签读写器502将犊牛的识别信息和生长信息传输至单片机，单片机将该犊牛的识别信息和生长信息传输至上位机70，上位机70存储、统计犊牛的识别信息和生长信息，单片机接收红外测距传感器的电信号并生成竖直距离值，上位机70根据该竖直距离值计算出实时奶量值，并通过实时奶量值的连续变化生成实时加奶量值，上位机70还设有基础加奶量值，当实时加奶量值大于基础加奶量值时，上位机70对单片机发出停止加奶的指令，单片机关闭电磁阀402停止对犊牛供奶。
因为单片机自身能够存储的信息较少。当需要大量的存储信息以利用大数据分析判断犊牛的生长情况时，就无能为力。同时由于犊牛每日的饮奶量是变动的，单片机也不太容易编写程序来自动生成每日犊牛的饮奶量。而上位机70的存储量理论上完全可以满足犊牛每日生长信息的存储，以及犊牛长期的生长信息统计，从而便于对犊牛进行大数据分析，可以更加精准的对犊牛进行定时、定量的饲喂。
所述上位机70通过内设软件能够进行数据计算、数据统计、数据存储等，例如存储每日每头牛的喂奶量、喂奶时间、一个月内饲喂情况、身体情况等等，每头牛在上位机70里都有一个资料库，以便于工作人员查阅，上位机70在进行数据计算时，通过在上位机70内编程计算公式，通过输入变量，以获得需求值。例如编程公式输入有奶罐的奶量的计算公式，当奶罐的液位发生变化时，红外测距传感器能够及时将液面信息传输至上位机70，上位机70通过该液面信息得出液面高度值，再通过计算公式算出奶罐的奶量。再例如，根据犊牛的体重、年龄、每日的饮奶量等数据信息，得出一个计算奶量的计算公式，上位机70通过体重、年龄、每日的饮奶量的数据信息，计算出犊牛当日所需的饮奶量，即基础加奶量值，再根据奶罐的液位变化信息通过控制电磁阀402控制牛奶的输出，使犊牛能够按照基础加奶量值进食，避免浪费或者避免牛奶饲喂不足。
当奶罐车到达某一犊牛岛时，犊牛站到体重检测装置203上准备进食，标签读写器502读取犊牛耳朵上的电子标签501的信息，并将电子标签501的信息传输至信息处理模块30，信息处理模块30根据电子标签501的信息通过控制阀控制奶罐车的倒奶量，同时信息处理模块30还将体重检测装置203检测的犊牛的体重信息、倒奶量、倒奶时间通过标签读写器502在电子标签501内更新。由于一般情况下，犊牛会将牛奶全部喝完，倒奶量为犊牛的进食量。
本发明的犊牛饲喂管理系统10在奶罐内设有温度传感器201和水浴加热装置401，能够控制奶罐中的加热温度，不会破坏牛奶中的营养物质，同时能够防止牛奶温度过低，使犊牛肠胃出现问题。在给犊牛倒牛奶时，根据电子标签501的信息通过控制电磁阀402能够根据对应犊牛的生长情况定量倒牛奶，保证犊牛生长所需，同时不产生浪费。
在一较佳实施方式中，RFID读写模块50的电子标签501芯片采用NXP公司生产的MIFARE Standard射频卡，简称MIFARE1卡或者M1卡。它的核心是MIFARE1 IC S50系列的芯片，优点是具备高的可靠性、强的防碰撞能力、一卡多用、安全性能好等。M1卡的工作频率是13.56MHz，读写距离可达150mm，M1卡与阅读器之间采用双向验证机制。M1芯片由射频接口单元、数字控制单元以及EEPROM构成，其中防冲突单元、认证单元、控制与算术运算单元、EEPROM接口、加密单元构成了数字控制单元。当该芯片构成非接触式IC卡的时候，卡内只需要附加一个天线（线圈），目的是发送与接收信号。
电子标签501壳体由母扣和公扣组合而成，他的制作材料选择的是强树脂材料，母扣上装有射频卡。其中耐摩擦、防腐蚀、防静电、抗冲击性等都是电子标签501所具备的性能。电子标签501安装不受现场条限制，现场安装无需布线，用耳钉钳将耳标直接扣在犊牛的耳朵即可。
RFID读写模块50的标签读写器502为MFRC522芯片，其由Philips公司生产的一款符合ISO/IEC14443协议的非接触读卡芯片，它是一款体积小、功耗低、集成度高的TYPEA阅读器芯片。它的主要性能有：2.5～3.3V芯片的工作电压，13.56MHz为芯片的载波频率，启程了编码调整和解调解码的收/发电路，如果要实现天线驱动电路只需要很少的外围电路就能满足要求，读取距离能够达到10cm，SPI、I2C和UART三种通信方式都可以由MFRC522芯片来支持它们传输数据。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种犊牛饲喂管理系统，其特征在于：包括信息采集模块、信息处理模块、执行模块、RFID读写模块，所述信息采集模块信号输出端与信息处理模块的信号输入端电性连接，信号处理模块的信号输出端与执行模块和显示模块的信号输入端电性连接，信息处理模块还与RFID读写模块双向信号传输，信息采集模块包括温度传感器、奶量检测装置、体重检测装置，所述温度传感器和奶量检测装置设置在奶罐中，以对奶罐中的牛奶的温度和奶罐的奶量进行检测，所述体重检测装置位于犊牛岛的犊牛饮奶口处，以检测犊牛的体重，所述执行模块包括加热装置、电磁阀，加热装置、电磁阀与信息处理模块电性连接，所述加热装置设置在奶罐中，以对奶罐中的牛奶加热，电磁阀设置在奶罐的出口处，以控制牛奶的流出，RFID读写模块存储犊牛的识别信息以及犊牛的生长信息，以便于工作人员调看、参阅。
2.如权利要求1所述的犊牛饲喂管理系统，其特征在于：所述加热装置包括水浴层、保温层、加热器、发电机，所述水浴层位于奶罐的侧壁上，以对奶罐中的牛奶进行水浴加热，保温层位于水浴层的外侧，以便于对水浴层进行保温，加热器设有若干加热管，若干加热管均匀设置在水浴层中，以对水浴层中的水进行加热，发电机与加热器电性连接，加热器还与信息处理模块电性连接，以控制加热器的运行，温度传感器设置在水浴层中，信息处理模块设有基础低温温度值和基础高温温度值，温度传感器采集水浴层的实时温度信息并以电信号的形式传输至信息处理模块，信息处理模块将该电信号生成实时温度值并与基础低温温度值和基础高温温度值进行对比，当实时温度值低于基础低温温度值时，信息处理模块控制加热器对水进行加热，当实时温度值高于基础高温温度值时，信息处理模块控制加热器停止对水加热。
3.如权利要求2所述的犊牛饲喂管理系统，其特征在于：所述犊牛饲喂管理系统还包括紫外线消毒灯，以对空奶罐进行杀菌，紫外线消毒灯与信息处理模块电性连接，以控制紫外线消毒灯的开启或关闭。
4.如权利要求1所述的犊牛饲喂管理系统，其特征在于：所述奶量检测装置为红外线测距传感器，以防止污染奶源，红外线测距传感器包括发射器和接收器，发射器和接收器设置在奶罐的顶部，接收器与信息处理模块电性连接，所述发射器发射红外信号，当红外信号遇到牛奶液面时，红外信号发生反射被接收器接收并生成电信号传输至信息处理模块，信息处理模块根据该电信号计算出液面与接收器的竖直距离值，并计算出奶罐中的实时奶量值。
5.如权利要求4所述的犊牛饲喂管理系统，其特征在于：所述电磁阀为常闭型电磁阀，电磁阀与发电机电性连接，以对电磁阀进行供电，电磁阀还与信息处理模块电性连接，以控制电磁阀的运行，当信息处理模块接收到RFID读写模块的信息时，信息处理模块控制电磁阀打开，以放出牛奶，信息处理模块还设有基础加奶量值，信息处理模块还根据奶罐中的实时奶量值的连续变化生成实时加奶量值，当实时加奶量值大于基础加奶量值时，信息处理模块控制电磁阀关闭，以停止放出牛奶。
6.如权利要求1所述的犊牛饲喂管理系统，其特征在于：所述体重检测装置包括秤体、压力传感器、控制器、显示仪表、蓝牙通讯单元，秤体位于犊牛饮奶口处，压力传感器设置在秤体的下方，以采集奶牛站到秤体上的压力信息并传输至控制器，控制器将该压力信息生成压力值并在显示仪表上显示，以便于工作人员观察犊牛的体重信息，控制器还与蓝牙通讯单元电性连接，以通过蓝牙通讯单元将压力值传输至信息处理模块，当奶罐车运动到距离相应犊牛岛预定距离时，蓝牙通讯单元自动连接通讯，当奶罐车填奶结束，远离犊牛岛超过预定范围时蓝牙通讯单元自动断开。
7.如权利要求2或4所述的犊牛饲喂管理系统，其特征在于：所述信息处理模块包括A/D转换器、单片机、控制面板、显示屏，所述A/D转换器的信号输入端与温度传感器、红外线测距传感器电性连接，以将温度传感器、红外线测距传感器的模拟信号转化为数字信号，A/D转换器的信号输出端与单片机的信号输入端电性连接，以将转换后的数字信号传输至单片机，单片机的信号输入端还与控制面板电性连接，控制面板设有设置键、加键、减键、清零键，以通过设置键切换实时温度值、基础低温温度值、基础高温温度值，通过加键、减键对基础高温温度值、基础低温温度值进行设置，所述显示屏设置在控制面板上，以显示实时温度值、基础低温温度值、基础高温温度值。
8.如权利要求7所述的犊牛饲喂管理系统，其特征在于：所述RFID读写模块包括电子标签、标签读写器，所述电子标签设置在犊牛的耳朵上，电子标签录入有犊牛的识别信息和生长信息，标签读写器读取电子标签上的犊牛的识别信息和生长信息并添加和更新犊牛的生长信息，犊牛的识别信息包括出生日期、父母、体质，生长信息包括进食时间、进食量、体重、牛龄、生病情况及用药情况，标签读写器与信息处理模块双向信号传输，以使犊牛的识别信息和生长信息进行双向传输。
9.如权利要求8所述的犊牛饲喂管理系统，其特征在于：所述RFID读写模块还包括牛栏标签，牛栏标签设置在犊牛岛的围栏上，牛栏标签设有犊牛的识别信息，标签读写器读取牛栏标签上的信息并传输至信息处理模块，以通过牛栏标签的识别信息对犊牛进行加奶量的控制。
10.如权利要求9所述的犊牛饲喂管理系统，其特征在于：所述信息处理模块还包括上位机，上位机与单片机无线通讯连接，标签读写器将犊牛的识别信息和生长信息传输至单片机，单片机将该犊牛的识别信息和生长信息传输至上位机，上位机存储、统计犊牛的识别信息和生长信息，单片机接收红外测距传感器的电信号并生成竖直距离值，上位机根据该竖直距离值计算出实时奶量值，并通过实时奶量值的连续变化生成实时加奶量值，上位机还设有基础加奶量值，当实时加奶量值大于基础加奶量值时，上位机对单片机发出停止加奶的指令，单片机关闭电磁阀停止对犊牛供奶。
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