CN111802275A - 一种犊牛主要体征信息采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种犊牛主要体征信息采集系统，包括体征信息采集模块，控制模块、传输模块、上位机模块，所述的体征信息采集模块与控制模块的输入端相连，所述的控制模的输出端与传输模块的输入端相连，所述的传输模块的输出端与上位机模块相连。所述的体征信息采集模块包括位置检测模块、身份识别模块、体重采集模块、体温采集模块，在位置检测的基础上对犊牛进行身份识别、体重和体温信息的采集；所述的控制模块为根据采集信息自动执行指令的单片机；所述传输模块以RS232为总线，根据Modbus协议进行通信；所述的上位机模块为在PC机上利用组态王软件搭建的人机交互界面。本发明可解决体征检测单一的问题，实现了对犊牛位置、身份、体重、体温的自动采集，并通过上位机对采集信息进行显示、保存，为犊牛的精细化、自动化养殖与科学管理奠定了基础。
Description
技术领域
本发明属于信息采集技术领域，尤其涉及一种犊牛主要体征信息采集系统。
背景技术
畜牧业作为高效高商品率的产业，近年来，我国畜牧业所占的比重逐年上升，2018年底大牲畜数量已达到9625.50万头，其中牛只数量已达到8915.28万头。随着计算机技术的普及，规模化牧场得到了大力发展，进一步提高了国内奶牛养殖水平，也创新与变革了我国奶牛养殖理念与模式。精细养殖作为一种重要的现代牧场管理模式，已成为当今世界农业发展的一种趋势，同时体征信息检测又是实现精细养殖的重要手段和方式。
根据不同生长阶段的饲喂方式，主要分为0-6个月的犊牛，7-18个月的育成牛，19-产犊前的青年牛。犊牛抵抗力弱、难以管理，作为牛场的后备力量，体征信息与成年奶牛相差较大，若不能满足其生长发育所需，不但影响犊牛阶段的生长发育，也影响育成阶段生产性能的发挥。体重和体温是反映犊牛身体健康状况的重要参数，体温变化是机体对病源刺激的应答反映，体温反常是犊牛身体机构被打乱的一种重要症状；体重检测是为随时掌握生长规律、及时调整饲养方案，达到科学饲喂的目的。
因此，亟需建立以犊牛个体为对象的体征信息采集控制系统，利用计算机技术、单片机技术等相结合，搭建犊牛主要体征信息采集平台，在位置检测和身份识别的基础上，实现犊牛体重、体温信息的采集，为犊牛的精细化、自动化养殖与科学管理奠定了基础。
发明内容
本发明的目的在于提供一种犊牛主要体征信息采集系统，以解决依靠人工采集信息劳存在动强度大、实时性差、数据采集精度低，以及现有体征信息检测设备功能单一且实效性低等问题。
本发明所采取的技术方案如下。
一种犊牛主要体征信息采集系统，包括下位机（1000）、上位机（3000）、传输模块（2000），以Keil uVision4为开发环境，C语言为开发语言，采用模块化设计方法，实现了控制系统的模块化管理；
所述的下位机（1000），以STC89C52RC单片机8为控制模块（1200），所述的控制模块（1200）外接位置检测模块（1110）、身份识别模块（1120）、体重信息采集模块（1130）、体温信息采集模块（1140）。
所述的上位机（3000），为PC机（3100）上以组态王（3110）搭建上位机界面。
所述的传输模块（2000），按照上位机和下位机之间的Modbus通信协议，将下位机采集的数据传送到组态王（3110）进行相应功能的实现。
所述的犊牛位置检测模块（1110），包括两组对射式红外光电开关（1111），与控制模块（1200）输入端相连；
所述的身份识别模块（1120），包括3.3V电源模块（1121）、RFID-RC522芯片（1122）；
所述的3.3V电源模块（1121）与RFID-RC522芯片（1122）输入端相连，所述的RFID-RC522芯片（1122）输出端与控制模块（1200）输入端相连；
所述的体重采集模块（1130），包括四个称重传感器（1131）、四合一接线盒（1132）、Hx711A/D转换芯片（1133）；
所述的四个称重传感器（1131）并联通过所述的四合一接线盒（1132），所述的四合一接线盒（1132）与Hx711 A/D转换芯片（1133）相连接，所述的Hx711 A/D转换芯片（1133）与控制模块（1200）输入端相连接；
所述的体温采集模块（1140），包括温度传感器（1141），与控制模块（1200）输入端相连
所述的对射式红外光电开关（1110）安装在体征采集装置的围栏（2）和围栏（4）上，所述的身份识别模块（1120）安装在体征采集装置围栏（1）上，所述的称重传感器（1131）安装在犊牛体征信息采集平台（6）的底部，所述的体温检测模块（1140）装置安装在围栏（3）上，所述的控制柜（5）安装在围栏（4）上；
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明以犊牛作为研究对象进行相应技术的实现,可完成犊牛位置检测、身份识别、体重，体温的实时在线精确采集、显示、优化、查询、保存等功能，具有可靠、操作简便等特点，满足实际牧场所需。
附图说明
图1为本发明提供一种犊牛主要体征信息采集系统装置结构示意图；
图2为本发明提供一种犊牛主要体征信息采集系统装置正视图；
图3为本发明提供一种犊牛主要体征信息采集系统原理示意图；
图4为本发明提供一种犊牛主要体征信息采集系统连接结构示意图；
其中，围栏（1）、围栏（2）、围栏（3） 、围栏（4）、控制柜（5）、犊牛体征信息采集平台（6）、上位机（1000）、传输模块（2000）、下位机（3000）、体征信息采集模块（1100）、控制模块（1200）、MAX232芯片（2100）、PC机（3100）、位置检测模块（1110）、身份识别模块（1120）、体重采集模块（1130）、体温采集模块（1140）、组态王（3110）、对射式光电开关（1111）、3.3V电源模块（1121）、RFID-RC522芯片（1122）、称重传感器（1131）、四合一接线盒（1132）、Hx711芯片（1133）、温度传感器（1141）。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加明确，下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明：
本发明涉及一种犊牛主要体征信息采集系统，安装如图1所示，原理如图3所示，线路连接如图4所示；
本发明在使用时，利用控制模块（1200）和各个模块引脚的连接，实现相应的功能；
犊牛踏上犊牛体征信息平台时，所述的两组对射式红外光电开关（1111），开始判断犊牛是否完全位于犊牛体征信息采集平台（6）上，如果判断结果“N”，则初始化，继续检测犊牛位置，若判断结果为“Y”则开始下一步工作。
进一步的，进行犊牛身份识别，所述的3.3V电源模块（1121）为所述的RFID-RC522芯片（1122）供电，所述的RFID-RC522芯片（1122）在高频段即13.56MHz频率下识别犊牛耳标，读出犊牛的编号，完成身份的识别后开始进行体征信息的采集；
进一步的，进行体重信息采集，为保证采集体重信息的稳定性，将所述的4个称重传感器（1131）并联安装在犊牛体征采集平台（6）的底部，由于现场使用中的环境因素及安装手段的限制，造成给多个传感器并联不平衡等问题，利用所述的四合一接线盒（1132）内的可调电阻进行调整使之打到平衡状态，所述的四合一接线盒（1132）与所述的Hx711芯片（1133），将采集的模拟电信号转换为控制系统可以处理的数字信号，增加了控制系统的稳定性及可靠性，减少电路的干扰 ；
进一步的，进行体温采集，所述的体温采集模块（1140）利用红外温度传感器（1141）非接触式检测被测目标的温度变化，通过输出电压的变化实现温度信号的获取，避免了因接触测量犊牛体温，导致犊牛产生应激反应的问题；
在本实施例中，所述的传输模块（2000），主要为Modbus协议，以RS-232总线为数字通信总线，所述的RS-232总线接口标准用正负电压表示逻辑状态，所述的控制模块（1200）采用TTL标准用高低电平表示逻辑状态。选择MAX232芯片（2100）作为RS232和TTL通信电路之间进行电平与逻辑电路之间的转换芯片，所述的控制模块（1200）与MAX232芯片（2100）的输入端相连，所述的MAX232芯片（2100）的输出端与PC机（3100）RS232接口相连，完成控制模块（1200）与组态王（3110）之间的通信。
进一步的，系统采用组态王（3110）开发上位机界面，在犊牛进行位置、身份、体重、体温测量时，通过驱动程序，引起实时数据库中的变量变化，实现历史数据的保存及查询，可直接在采集界面查看历史数据，也可直接以EXCEL的形式保存到指定的位置，方便用户查看历史数据。
本发明所涉及的犊牛主要体征信息采集系统，布线简单、操作简单，可安装在牛场支持0-6个月的犊牛进行体征信息采集。
Claims (10)
1.一种犊牛主要体征信息采集系统，包括下位机模块（1000）、传输模块（2000）、上位机模块（3000），所述的下位机模块（1000）包括体征信息采集模块（1100）、控制模块（1200），所述的上位机模块（3000），包括PC机（3100）、组态王（3110），所述的体征信息采集模块（1100）包括位置检测模块（1110）、身份识别模块（1120）、体重采集模块（1130）、体温采集模块（1140），所述的体征信息采集模块（1100）与控制模块（1200）相连，所述的控制模块（1200）与传输模块（2000）相连，所述的传输模块（2000）与上位机模块（3000）相连。
2.根据权利要求1所述一种犊牛主要体征信息采集系统，其特征在于，位置检测模（1110）块由两组对射式光电开关（1111）组成。
3.根据权利要求2所述的两组对射式光电开关（1111）型号为E3F-5D，其特征在，分别与控制模块（1200）的输入端相连，安装在犊牛体征信息采集平台的围栏（3）、围栏（2）。
4.根据权利要求1所述一种犊牛主要体征信息采集系统，其特征在于，身份识别模块（1120）由3.3V电源模块（1121）、RFID-RC522芯片（1122）组成。
5.根据权利要求4所述的身份识别模块（1120），其特征在于，安装在围栏（1），3.3V电源模块（1121）与RFID-RC522芯片（1122）的输入端相连， RFID-RC522芯片（1122）的输出端与控制模块（1200）的输入端相连。
6.根据权利要求1所述一种犊牛主要体征信息采集系统，其特征在于，体重采集模块（1130）由4个称重传感器（1131）、四合一接线盒（1132）、Hx711芯片（1133）组成，所述的称重传感器（1131）型号为中航传感器-L6E3。
7.根据权利要求6所述的体重采集模块（1130），其特征在于，包含的4个称重传感器（1131）分别安装在犊牛体征信息采集平台（6）的底部，所述的4个称重传感器（1131）并联通过所述的四合一接线盒（1132）与所述的Hx711芯片（1133）输入端相连， Hx711芯片（1133）输出端与控制模块（1200）的输入端相连。
8.根据权利要求1所述一种犊牛主要体征信息采集系统，其特征在于，体温采集模块（1140）由温度传感器（1140）组成，型号为MLX90614ESF，安装在犊牛体征信息采集平台围栏（3）上，所述的温度传感器（1141）与控制模块（1200）的输入端相连。
9.根据权利要求1所述一种犊牛主要体征信息采集系统，其特征在于，控制模块（1200）放置在控制柜（5）里，所述的控制柜（5）安装在犊牛体征信息采集平台围栏（4）上。
10.根据权利要求1所述一种犊牛主要体征信息采集系统，其特征在于，传输模块（2000）为有线传输模块，上位机模块(3000)为在PC机（3100）上利用组态王（3110）搭建的人机交互界面。
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