CN202565911U - 一种奶牛产奶量自动计量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的目的是，建立一套奶牛产奶量自动计量装置。现有的挤奶装置，是采用人工方式计量，给牛奶的掺假提供了可能，本装置可以有效地解决这一问题。产奶量自动计量装置采用了先进的微处理器、传感器、图像处理和数据库技术，从硬件角度包括：上位机，下位机，通信模块三部分。下位机采集自动挤奶机奶罐的刻度值的图像信号，通过wifi通信模块将图像发送到上位机，上位机通过matlab图像处理软件分析，确定奶牛的产奶量，将数据存入数据库，同时上位机发送奶量数据给下位机，在下位机上显示数值。
Description
技术领域
本实用新型属于图像采集与处理领域，是一种奶牛产奶量自动计量装置。
背景技术
图像采集是获取客观世界信息的重要手段，也是图像处理的基础工作，是获取图像的技术和过程。采集涉及到两方面的内容：几何学，辐射度学，数字图像的处理需要经过采样量化的过程。
微处理器控制图像传感器采集图像，人机I/O接口，便携式设备的电池供电。
自动计量装置采用wifi无线通信方式，wifi采用2.4GHz的免费频段，可支持11Mbps的共享接入速率，覆盖范围100米。wifi具有组网简单，可以不受布线条件的限制，应用灵活，丰富的终端支持，成本低廉的特点。
牛奶液位的识别和刻度值的匹配，基于数字图像处理的液位自动检测技术，图像处理的模块包括图像增强，图像锐化，图像分割，边缘检测，匹配识别，粗定位和精确定位的技术。
发明内容
本实用新型的目的是，建立一套奶牛产奶量的自动计量装置，特别是通过微处理器采集图像，wifi通信模块传输图像，上位机识别牛奶液位和刻度匹配，实现奶牛产奶量的自动识别的计量装置。
本实用新型是一种奶牛产奶量自动计量装置，所述装置包括下位机、通信模块和上位机，各模块如图2所示，所述下位机包括：
串口摄像头：采集自动挤奶机奶罐的图像信号，输出标准的JPEG图像。
单片机控制系统：控制摄像头采集图像，人机接口控制，控制图像数据输出。
人机接口：用于控制摄像头的键盘，显示产奶量的LCD显示屏。
电池系统：为便携式和小型化的下位机提供电源。
所述通信模块包括：串口wifi转换模块：单片机控制摄像头产生的数据是串口信号，转换成适合wifi发送的数据。
wifi路由器：实现多个wifi模块组网。
所述上位机包括：服务器：安装系统软件、matlab图像处理软件、SQLserver数据库软件、前台软件。
matlab图像处理软件：识别自动挤奶机奶罐的刻度，包括图像增强，图像锐化，图像分割，边缘检测，匹配识别，粗定位和精确定位。
数据库软件：用于存储各头奶牛产奶量的数据，具有信息存储、检索、修改、共享和保护的功能。
本实用新型的有益效果在于：通过单片机系统控制CMOS摄像头采集奶罐的刻度图像信号，将图像信号通过wifi无线网络传送，到达服务器端对图像信号进行处理、识别，以达到产奶量的自动识别，从总量上对产奶量控制，避免人为掺假的发生。
附图说明
图1本实用新型系统结构图。
图2本实用新型系统模块图。
图3本实用新型图像处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图具体阐述本实用新型的技术方案。
本实用新型包括下位机、通信模块和上位机部分。所述下位机部分包括：
串口摄像头：摄像头与单片机串口相连，采集自动挤奶机奶罐的图像信号，输出标准的JPEG图像。
单片机控制系统：控制摄像头采集图像，人机接口控制，控制图像数据输出。
人机接口：用于控制摄像头的键盘，显示产奶量的LCD显示屏，键盘及LCD显示屏与单片机I/O口相连。
电池系统：为便携式和小型化的下位机提供电源。
所述通信模块包括串口wifi转换模块，将单片机控制摄像头产生的数据是串口信号，转换成适合wifi发送的数据。
wifi路由器：实现多个wifi模块组网。
所述上位机包括：服务器（安装系统软件）、matlab图像处理软件、SQLserver数据库软件、前台软件。
matlab图像处理软件：识别自动挤奶机奶罐的刻度，包括图像增强，图像锐化，图像分割，边缘检测，匹配识别，粗定位和精确定位。
数据库软件：用于存储各头奶牛产奶量的数据，具有信息存储、检索、修改、共享和保护的功能。
本实用新型在牛奶奶量的自动计量时具体通过如下方法：实用新型的单片机控制系统选用8位的ATmega128作为核心处理器件，用其发送控制命令，控制串口摄像头采集图像信号；采集到的图像信号通过串口送到串口转wifi模块上，通过wifi网络，发送到上位机上，并将接收到的图像数据恢复成JPEG图像，上位机通过图像处理软件，识别出牛奶的液位，和刻度值相匹配，本实用新型的工作原理如图1所示。
本实用新型图像处理的工作过程如图3所示，具体包括，图像增强：采用频域的方法，利用低通滤波器平滑图像和滤除噪声。
图像分割：把目标图像从背景中提取出来，方便后续处理，采用灰度阈值分割技术。
边缘检测：利用Prewitt和Robinson算子检测出图像的边缘点，较好的抑制噪声。
图像匹配：采用模板匹配和目标匹配两种方法，模板匹配是用模块与图像求相关，使值最大的点即最佳匹配点，目标匹配是实现字符串的匹配和特征点的匹配。
定位液面：利用图像中亮度差别来提取奶牛分界面的位置，利用刻度图像模板在图像中搜索，达到最佳匹配，实现刻度精确读取。
Claims (3)
1.一种奶牛产奶量自动计量装置，所述装置包括下位机、通信模块、上位机和图像处理部分，所述下位机包括，串口摄像头：采集自动挤奶机奶罐的图像信号，输出标准的JPEG图像；单片机控制系统：控制摄像头采集图像，人机接口控制，控制图像数据输出；人机接口：用于控制摄像头的按键，显示产奶量的LCD显示屏；电池系统：为便携式和小型化的下位机提供电源； 所述通信模块包括，串口wifi转换模块：单片机控制摄像头产生的数据是串口信号，转换成适合wifi发送的数据； wifi路由器：实现多个wifi模块组网。
2.根据权利要求1所述的一种奶牛产奶量自动计量装置，其特征在于：单片机控制系统选用8位的ATmega128作为核心处理器件，用其发送控制命令，控制串口摄像头采集图像信号。
3.根据权利要求1所述的一种奶牛产奶量自动计量装置，其特征在于：摄像头与单片机的串口相连，键盘及LCD显示屏与单片机的I/O口相连。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
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