CN213127596U

CN213127596U - 一种犊牛主要体征信息采集系统

Info

Publication number: CN213127596U
Application number: CN202021701582.3U
Authority: CN
Inventors: 赵文文; 戚江涛; 李亚萍; 蒙贺伟; 赵旭洋
Original assignee: Shihezi University
Current assignee: Shihezi University
Priority date: 2020-08-16
Filing date: 2020-08-16
Publication date: 2021-05-07
Anticipated expiration: 2030-08-16

Abstract

本实用新型提供一种犊牛主要体征信息采集系统，包括下位机模块、传输模块、上位机模块，所述的下位机模块与传输模块相连，所述的传输模块与上位机模块相连。所述的下位机模块包括体征信息采集模块和控制模块，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、体重和体温采集模块，实现犊牛位置和身份的识别、体重和体温的采集；所述的控制模块根据采集信息自动执行指令的单片机；所述传输模块以RS‑232为总线，以Modbus协议进行通信；所述的上位机模块为组态王搭建的人机交互界面。本实用新型可解决体征检测单一的问题，实现犊牛位置、身份、体重、体温的自动采集，通过上位机对采集信息进行显示、保存，为犊牛的精细化、自动化养殖奠定了基础。

Description

一种犊牛主要体征信息采集系统

技术领域

本实用新型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

本实用新型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。

本实用新型所采取的技术方案如下：

一种犊牛主要体征信息采集系统，包括下位机模块（1000）、上位机模块（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；

所述的下位机模块（1000），包括以STC89C52RC单片机为核心的控制模块（1200）和体征信息采集模块（1100），所述的控制模块（1200）外接位置检测模块（1110）、身份识别模块（1120）、体重采集模块（1130）、体温采集模块（1140）。

所述的上位机模块（3000），为在PC机（3100）Windows运行环境下利用组态王（3110）搭建的人机交互界面，可实现采集信息的显示等功能。

所述的传输模块（2000），按照上位机模块（1000）和下位机模块（3000）之间的Modbus通信协议，将下位机模块（1000）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），包括称重传感器（1131）、四合一接线盒（1132）、Hx711芯片（1133）；

所述的称重传感器（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芯片（1133）相连接，所述的Hx711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（1111）安装在犊牛体征信息采集平台（6）的围栏B（2）和围栏D（4）上，所述的身份识别模块（1120）安装在犊牛体征信息采集平台（6）的围栏A（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，所述的温度传感器（1141）安装在围栏C（3）上，所述的控制柜（5）安装在围栏D（4）上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本实用新型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为本实用新型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为本实用新型提供一种犊牛主要体征信息采集系统装置正视图；

图3为本实用新型提供一种犊牛主要体征信息采集系统原理示意图；

图4为本实用新型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A（1）、围栏B（2）、围栏C（3）、围栏D（4）、控制柜（5）、犊牛体征信息采集平台（6）、上位机模块（1000）、传输模块（2000）、下位机模块（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

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加明确，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的详细说明：

本实用新型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；

本实用新型在使用时，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采集平台（6）时，所述的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RS-232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）RS-232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。

本实用新型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

1.一种犊牛主要体征信息采集系统，其特征是，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），所述的位置检测模块（1110）包括两组对射式光电开关（1111），所述的身份识别模块（1120）包括3.3V电源模块（1121），RFID-RC522芯片（1122），所述的体重采集模块（1130）包括称重传感器（1131）、四合一接线盒（1132）、Hx711芯片（1133），所述的体温采集模块（1140）包括温度传感器（1141）。

2.根据权利要求1所述的一种犊牛主要体征信息采集系统，其特征在于，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。

3.根据权利要求1所述的一种犊牛主要体征信息采集系统，其特征在于，位置检测模块(1110)包含的对射式光电开关（1111）型号为E3F-5D，分别与控制模块（1200）的输入端相连。

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，所述的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。

5.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，所述的称重传感器（1131），型号为中航传感器-L6E3，将其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。

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，体温采集模块（1140）由温度传感器（1141）组成，型号为MLX90614ESF，与控制模块（1200）的输入端相连。

7.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。