CN206594479U - 一种饲料检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种饲料检测装置，安装于饲料盆上方，该检测装置包括：超声波探测器、连接该超声波探测器的主控单元以及对该主控单元进行数据设置的人机交互单元，该超声波探测器包括至少一个信号发射传感器和至少一个信号接收传感器，所述信号发射传感器向饲料盆内发出超声波检测信号并返回接收信号至信号接收传感器，该信号接收传感器转化为电信号后发送给主控单元，主控单元接收该电信号与设定的基准信号值进行比对，从而判定饲料的有无以及饲料的高度。本实用新型实现了家禽的智能化、精确化饲喂，提高饲料利用率，降低资源浪费和污染物排出量，进而减轻家禽饲喂过程的劳动强度。

Description

一种饲料检测装置

技术领域

本实用新型属于畜牧养殖装备技术领域，具体涉及一种饲料检测装置。

背景技术

近年来，随着规模化养殖行业的高速发展，畜禽出栏率大大提高，畜禽养殖的技术水平也得到了快速提升。但是，由于规模化养殖场的大量建设且呈现出区域化的趋势，大量积聚的畜禽粪便因无法合理消耗而对生态环境带来了很大的压力和破坏。预计到2020年，我国畜禽粪便产生量将达到41亿吨，畜禽粪便化学耗氧量的排放量将达7118万吨，远远超过我国工业废水和生活废水的排放量之和，成为农村地区水源污染的重要因素。

研究表明，随着动物体重的增加，维持减少，沉积内容改变(脂肪沉积增加，瘦肉组织沉积减少)，而且采食量增加，因而日粮所需营养浓度逐渐降低，若采取阶段精确饲养则可以满足动物不同生长阶段的不同营养需要，避免出现营养过剩或不足。据报道，多阶段精确饲喂可使饲料转化率提高7％，尿氮降低14.2％，氨气排出量降低16.8％。现阶段的生猪养殖实情来看，饲喂方式基本为人工添加饲料，需要频繁投料喂养的家禽饲养，需要大量劳动力，即便在规模化的养殖场中也不例外。同时人工粗放型养殖，达不到精细化要求，做不到定时，定量，动态调整工作模式的要求，使得养殖效率低下。传统干料的喂养，容易造成养殖业过度的使用抗生素，造成养殖户的成本及风险加大。

因此，精确饲喂装置及相应的智能管理技术是现阶段规模化生猪养殖中尤须开发的关键技术。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种饲料检测装置，以实现家禽的智能化、精确化饲喂，提高饲料利用率，降低资源浪费和污染物排出量，进而减轻家禽饲喂过程的劳动强度。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种饲料检测装置，安装于饲料盆上方，该检测装置包括：超声波探测器、连接该超声波探测器的主控单元以及对该主控单元进行数据设置的人机交互单元，该超声波探测器包括至少一个信号发射传感器和至少一个信号接收传感器，所述信号发射传感器向饲料盆内发出超声波检测信号并返回接收信号至信号接收传感器，该信号接收传感器转化为电信号后发送给主控单元，主控单元接收该电信号与设定的基准信号值进行比对，从而判定饲料的有无以及饲料的高度；其中，所述基准信号值由所述人机交互单元进行设置；所述主控单元在检测到无饲料信号时控制下料箱自动向饲料盆下料。

进一步地，在上述一个优选的方案中，该检测装置还包括时序控制电路，连接所述主控单元，所述时序控制电路给所述主控单元发出时序控制命令，所述主控单元接收该时序控制命令控制该超声波探测器按照一定的时序和频率在预设的时间内依序向饲料盆内发出超声波检测信号，所述主控单元多次接受该电信号进行数据取样和处理，以获取准确有效的信号。

进一步地，在上述一个优选的方案中，所述人机交互单元包括触控显示屏，所述主控单元接收的从超声波探测器发送的信号在该触控显示屏上予以显示；所述触控显示屏可操作界面对主控单元的基准信号值进行设置。

进一步地，在上述一个优选的方案中，所述饲料盆内设有高、低位刻度线。

进一步地，在上述一个优选的方案中，还包括报警单元，连接所述主控单元，所述主控单元在检测到饲料的高度低于设定的基准值或者高于设定的基准值时启动该报警单元报警。

进一步地，在上述一个优选的方案中，所述报警单元包括LED灯和蜂鸣器。

进一步地，在上述一个优选的方案中，在超声波探测前，主控单元内部的寄存器事先存储有：超声波的余振波的宽度、有效返回波的时间，有效返回波的宽度，有效返回波的总时间，一个周期内有效波形的总时间五个基准参数，作为无料的基准信号值。

进一步地，在上述一个优选的方案中，所述超声波探头采用双探头设计，该双探头根据其有效检测信号的组合逻辑，实现机器的动态工作状态调整。

相比现有技术，本实用新型所公开的一种饲料检测装置，能够自动检测饲料的有无及高度，并实现家禽的智能化、精确化饲喂，提高饲料利用率，降低资源浪费和污染物排出量，进而减轻家禽饲喂过程的劳动强度。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的饲料检测装置的结构原理图。

图2为本实用新型实施例所述的超声波探测器检测的原理图。

具体实施方式

参照图1、图2所示，本实用新型实施例公开了一种饲料检测装置，安装于饲料盆上方，该检测装置包括：超声波探测器10、连接该超声波探测器10的主控单元20以及对该主控单元20进行数据设置的人机交互单元30，该超声波探测器10包括至少一个信号发射传感器和至少一个信号接收传感器，所述信号发射传感器向饲料盆内发出超声波检测信号，并返回接收信号至信号接收传感器，该信号接收传感器转化为电信号后以有线或无线的方式发送给主控单元20，主控单元20接收该电信号后与设定的基准信号值进行比对，从而判定饲料的有无以及饲料的高度；其中，所述基准信号值事先存入主控单元20内部并可通过所述人机交互单元30进行设置；所述主控单元20在检测到无饲料信号时控制下料箱自动向饲料盆下料。超声波测距的原理为：超声波定期发送超声波信号，遇到障碍物时发生反射，发射波经由接收器接收并转换为电信号，这样只要测出发送和接收的时间差即可得出超声波探头到反射物之间的距离，进而判断饲料盆内是否存在饲料及饲料的大致高度。主控单元20可以为单片机、数字信号处理器、微处理器或者其他具有信号处理功能的元器件。其中，该设定的基准信号值事先存入主控单元20内部。

图2为采用本实用新型的超声波探测器进行检测的原理图。

该超声波探测器的判定参数或者基准参数设定如下：

1:t＝n1，t是一个周期有效波形的总时间

2:a＝n2，a是超声波的余振波形的宽度，也可以理解为波形的时间。

3:b＝n3，b是有效返回波的时间。

4:c＝n4，c是有效返回波的宽度，也可以理解为有效波形的时间，

5:b+c＝n5，b+c是有效返回波的总时间。

6:t/a/b/c＝n6(维持稳定波形时间)

判定方法为：设备具备校正功能按键，在生产调试时，在所述超声波探测器进行实现检测之前，通过校正事先将盆底处理成物理无料状态，主控MCU将此时记录的5个基准参数存入主控MCU内部的寄存器，获得无料基准值，作为机器工作时喂饲的判定条件。

当料盆里有饲料时5个参数会发生变化，从面判定料盆里是有料还是无料；当料盆里有物料时，可以通过数学的算法，算出饲料与探头的高度，从而判定饲料的高度。其中a,b,c,b+c,t保持稳定的时间也是一个判定条件。当料盆底部有了饲料，其中b,c，t及a,b,c,b+c,t稳定的总时间都会发生变化，从而可以判定是饲料盆里是饲料的状态；当料盆底部无饲料，其中以上6个参数与校正取样的数值对比是相同的，从而判定饲料盆里是无饲料的状态。其中b,b+c的参数做为饲料盆里饲料高度的主要判定参数。是采用数学的算法，平均计算得出的值。其中若出现只有a且a的宽度与校正取样的数值对比出现较大的差值，同时无c或c的宽度发生变化,b变小，并维持一定的时间，则认为饲料盆里是满盆的状态，从而不会引起抛料的情况发生。

所述超声波探测器10产生超声波信号，并将超声检测信号处理好，通过数据端口与主控MCU通讯，有效检测料盆中饲料有无及高度值，并将探测的信号提供给主控MCU做逻辑判定，该超声波探测器采用收发一体，通过对比超声波发出的信号与接收返回的信号差别，以及与基准设定值的差别，作出饲料有无及高度的判定，为了准确采集到饲料盆饲里饲料的有无及高度值，超声波探测器10与主控MCU，会针对在一定时间内，多次取样的数据做分析与计算，从而获得准确有效的信号。数据的采集采用动态取样与静态取样相结合的办法，并设置错误数值过滤的措施，从而提高所获得数据的稳定性。

该检测装置还包括时序控制电路40，连接所述主控单元20，所述时序控制电路40给所述主控单元20发出时序控制命令，所述主控单元20接收该时序控制命令控制该超声波探测器10按照一定的时序和频率在预设的时间内依序向饲料盆内发出超声波检测信号，也即在一定的时间内进行多次的数据采样，比如每一分钟进行一次探测采样，所述主控单元20多次接受该电信号进行数据处理，分析和计算，以获取准确有效的信号。数据的采集采用动态取样与静态取样相结合的办法，并设置错误数值过滤的措施，从而提高所获得数据的稳定性。比如，所述时序控制电路给主控单元的MCU写入时间控制信号，进而控制该超声波探测器10在设定的时间，比如控制晚上一点到早上五点为机器的休眠状态，机器不工作，控制早上6点到8点工作，9点到10点为休眠状态，机器处于清盆模式。机器10点到12点工作，13点到14点为机器的休眠状态，机器处于清盆模式等等。科学的定餐喂饲可以在一定程度上养成家禽的采食生物钟，有利于家禽的生长。同时制定科学的机器休息时间，可以减少饲料的过度供给，以免造成家禽过度采食而发生营养性疾病，减少了饲料浪费，减少了喂饲过程中饲料发生霉变，引起肠道疾病的发生。所述超声波探头优选可采用双探头设计，可以根据其有效检测信号的组合逻辑，实现机器的动态工作状态调整(如：从工作状态转为休息状态，从休息状态转为工作状态。)。配合本检测装置的时序控制电路，从而可以科学的定餐喂饲，可以在一定程度上养成家禽的采食生物钟，有利于家禽的生长。当然，所述超声波探头可以采用双探头设计，也可以工作在单探头工作模式。

所述人机交互单元30包括触控显示屏，所述主控单元20接收的从超声波探测器10发送的信号在该触控显示屏上予以显示，也即探测到饲料距离超声波探测器10的高度值可在该触控显示屏上予以显示；所述触控显示屏可操作界面对主控单元20的基准信号值进行设置，针对不同的家禽的喂养量，可设置不同的基准信号值。此外，该主控单元20具有多个通信传输端口，可同时与多个超声波探测器10进行数据交互，同时检测不同的饲料盆内的饲料情况。

所述饲料盆内设有高、低位刻度线，以便通过人工来判断饲料的情况。

所述检测装置还包括报警单元50，连接所述主控单元20，所述主控单元20在检测到饲料的高度低于设定的基准值或者高于设定的基准值时启动该报警单元50报警。其中，所述报警单元50包括LED灯和蜂鸣器，通过声音或光来进行报警。

相比现有技术，本实用新型所公开的一种饲料检测装置，能够自动检测饲料的有无及高度，并实现家禽的智能化、精确化饲喂，提高饲料利用率，降低资源浪费和污染物排出量，进而减轻家禽饲喂过程的劳动强度。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种饲料检测装置，安装于饲料盆上方，其特征在于，该检测装置包括：超声波探测器、连接该超声波探测器的主控单元以及对该主控单元进行数据设置的人机交互单元，该超声波探测器包括至少一个信号发射传感器和至少一个信号接收传感器，所述信号发射传感器向饲料盆内发出超声波检测信号并返回接收信号至信号接收传感器，该信号接收传感器转化为电信号后发送给主控单元，主控单元接收该电信号与设定的基准信号值进行比对，从而判定饲料的有无以及饲料的高度；其中，所述基准信号值存储于该主控单元内部的寄存器中；所述主控单元在检测到无饲料信号时控制下料箱自动向饲料盆下料。

2.如权利要求1所述的饲料检测装置，其特征在于，该检测装置还包括时序控制电路，连接所述主控单元，所述时序控制电路给所述主控单元发出时序控制命令，所述主控单元接收该时序控制命令控制该超声波探测器按照一定的时序和频率在预设的时间内依序向饲料盆内发出超声波检测信号，所述主控单元多次接受该电信号进行数据取样和处理，以获取准确有效的信号。

3.如权利要求1所述的饲料检测装置，其特征在于，所述人机交互单元包括触控显示屏，所述主控单元接收的从超声波探测器发送的信号在该触控显示屏上予以显示；所述触控显示屏可操作界面对主控单元的基准信号值进行设置。

4.如权利要求1所述的饲料检测装置，其特征在于，所述饲料盆内设有高、低位刻度线。

5.如权利要求1所述的饲料检测装置，其特征在于，还包括报警单元，连接所述主控单元，所述主控单元在检测到饲料的高度低于设定的基准值或者高于设定的基准值时启动该报警单元报警。

6.如权利要求5所述的饲料检测装置，其特征在于，所述报警单元包括LED灯和蜂鸣器。

7.如权利要求1所述的饲料检测装置，其特征在于，在超声波探测前，主控单元内部的寄存器事先存储有：超声波的余振波的宽度、有效返回波的时间、有效返回波的宽度、有效返回波的总时间、一个周期内有效波形的总时间五个基准参数，作为无料的基准信号值。

8.如权利要求1所述的饲料检测装置，其特征在于，所述超声波探头采用双探头设计，该双探头根据其有效检测信号的组合逻辑，实现机器的动态工作状态调整。