CN215376124U - 一种挤奶脉动智能在线监测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及养殖技术领域，目的是提供一种挤奶脉动智能在线监测仪，监测仪包括有中央处理器、气压传感器、导气管和通信单元，所述中央处理器与气压传感器连接和通信单元连接，气压传感器通过导气管获取脉动器的工作参数，所述中央处理器上预存有标准范围值，当气压传感器采集到的脉动器的实时工作参数与标准范围值不匹配时，中央处理器驱动预警单元工作。

Description

一种挤奶脉动智能在线监测仪

技术领域

本实用新型涉及养殖技术领域，具体涉及一种挤奶脉动智能在线监测仪。

背景技术

近年来，国内大型牧场的挤奶机械化程度较高，随着嵌入式开发和人工智能技术的飞速发展，推动了挤奶机和挤奶检测设备的进步。但就挤奶检测设备来说，现有的技术的检测设备全部基于单片机开发，由于运算分析能力有限，人工智能程度不高，仅能显示简单脉动参数，实现简单告警，无人工智能深度学习和精准分析诊断能力，造成牧场用户实际体验程度和监测效果较差。同时由于挤奶检测设备的价格普遍较高，难以实现大面积普及。

脉动器是挤奶机的心脏，各部分要求极其精密，是保证挤奶机正常工作的关键。在挤奶过程中脉动器如果发生故障，将会导致脉动器的脉动频率、脉动比率产生异常变化，从而会影响挤奶过程，对奶牛产生应激，严重的还会导致奶牛乳房炎的大量发生，从而严重影响牧场的生产及导致经济损失。另外在挤奶的同时，如果奶衬老化或损坏，导致真空产生波动，也会对奶牛产生应激，因此在挤奶过程中对脉动器的实时监测尤为重要。

挤奶设备是规模化、标准化养殖的关键设备。挤奶设备部件直接作用于奶牛的乳房并与牛奶直接接触，其性能直接影响奶牛乳房健康和牛奶品质。研发出适合我国国情的挤奶设备实时在线智能监测系统迫在眉睫。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种挤奶脉动智能在线监测仪，当现场任何一台挤奶脉动器出现问题或故障时，显示屏将会进行红色背景闪烁，并显示出现问题的参数和告警诊断结果；

本实用新型所采用的技术方案是：一种挤奶脉动智能在线监测仪，监测仪包括有中央处理器、气压传感器、导气管和通信单元，所述中央处理器与气压传感器连接和通信单元连接，气压传感器通过导气管获取脉动器的工作参数，所述中央处理器上预存有标准范围值，当气压传感器采集到的脉动器的实时工作参数与标准范围值不匹配时，中央处理器驱动预警单元工作。

优选的，还包括有外壳，所述中央处理器、气压传感器和通信单元均设置在外壳内，所述外壳上还固定设置有转接头，转接头的一端连接有导气管，转接头的另一端通过管道与气压传感器的气压采集口连接。

优选的，所述外壳的材质为轻质塑胶壳，所述外壳上靠近所述中央处理器的一侧设置有散热板，所述散热板选用铝合金制成。

优选的，所述监测仪上设置有三个导气管，其中一个导气管与脉动器的前脉动管连接，其中一个导气管与脉动器的后脉动管连接，其中一个导气管与脉动器的真空输入管连接。

优选的，所述导气管的一端还设置有三通管，所述导气管通过三通管与脉动器连接。

优选的，所述通信模块为无线WiFi模块。

优选的，所述外壳上还设置有液晶显示屏，所述中央处理器与液晶显示屏连接，所述液晶显示屏用于显示脉动器的工作状态。

优选的，所述中央处理器为ARM处理器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1.基于ARM核的迷你嵌入式计算机，运算效率处理行业领先水平；

2.除了采集脉动器前后脉动的真空压力数据，还采集脉动器真空输入端真空压力数据，使得检测更加全面。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例中监测仪简图；

图2为本实用新型的外壳示意图；

图3为本实用新型的外壳的透视图。

附图标记说明：1、外壳；2、中央处理器；3、导气管；4、气压传感器；5、散热板；6、变径转接头。

具体实施方式

下面结合本实用新型的附图1～3，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参照图1，一种挤奶脉动智能在线监测仪，包括内部中空的塑料壳体、铝合金导热后盖、固定在壳体侧壁上的传感器集成电路板、固定在壳体侧壁上的3支硅胶管接气变径转接头、壳体侧壁上有1个电源接线孔和1个网线圆孔、一块液晶显示屏幕及安装在屏幕后表面上的ARM。

值得说明的是，铝合金的导热后盖用于覆盖在中央处理器即ARM的底部，用于快速导热降温，本实施例中包括但不限于在导热后盖上设置多个散热通孔、导热栅栏等结构，防尘通风散热。

各部分的作用及改造原理：请参照图2、图3，3个接气变径转接头分别为P1、P2、P3(图1中的变径转接头6)，P1和P2分别通过导气管及三通连接到挤奶脉动器的前后脉动管上，P3通过导气管及三通连接到挤奶脉动器的真空输入管上。P1、P2、P3在壳体内部全部通过导气管连接到传感器集成电路板上的3个气压传感器的气压采集口上。当挤奶脉动器工作时，3个气压传感器将采集到的脉动气压变化数据传输到ARM核心架构AI运算处理电路板上，数据由运算处理电路板分析处理后，将脉动波形和参数传输至液晶显示器进行数据波形显示，同时也将数据通过集成的WIFI模块，传输至现场架设的无线路由器，并通过另外一台脉动智能在线监仪作为服务器，将全场数据通过千兆以太网口上传至云服务器。云服务器再将数据发送至用户手机APP软件和电脑web管理软件。

当现场任何一台挤奶脉动器出现问题或故障时，显示屏将会进行红色背景闪烁，并显示出现问题的参数和告警诊断结果。同时用户手机APP软件也会显示告警和诊断结果，登录电脑web管理软件可以查看详细情况。以便现场挤奶工人及时进行处置，也便于养殖场管理者及时掌握情况。在云服务器端，所有用户将会形成一个大数据网络，后台将对大数据进行智能统计分析，帮助用户找到该型号挤奶脉动器各类故障率，从而精准分析推导出该型号挤奶脉动器易损零部件类型，并将该数据分析结果提供给用户作为重要参考信息。

值得说明的是，采用嵌入式ARM嵌入式开发技术，应用cortex四核64位CPU，一个脉动器智能监测分析单元连接3个高精度气压传感器，实现高速高精度数据实时采集分析；采用先进的气压传感器波形分析技术，通过对脉动器真空输入端真空值连续数据和双路脉动波形的采集，实现对工作真空输入、脉动频率、脉动比率、对称偏差、挤奶持续时间等主要参数进行运算分析并生成结果，将结果数据通过自带WiFi功能通过无线网络传输至无线路由器，并由无线路由器传输至数据中转主机，最后由中转主机将数据通过网线传输到云服务器；采用工业物联网技术，运用各类传感器数据采集、边缘计算分析、机器视觉AI识别判断、云服务器数据库等技术，实现机械挤奶实时自动分析告警诊断、信息互通互联的新阶段；采用机器视觉技术，对奶牛乳房奶头的外观进行视觉监控，通过对各类乳房乳头异常的病例症状进行深度学习训练，实现及时对奶牛乳房乳头状态的监控和预警，确保第一时间隔离异常奶牛；采用手机APP软件和电脑端WEB软件，通过无线wifi功能、无线路由器与云服务器数据进行无线互联，可实现方便快捷的人工控制操作，无需专用显示操作设备和服务器，节省用户成本，使用非常方便。

值得说明的是，变径转接头是本实施例的优选元件，包括但不限于其他类型的转接头，一是用于固定导气管与监测仪，避免奶牛之间的冲撞踩断导气管，进而牵扯到监测仪的内部元件，二是，通过进一步限缩导气管的直径，使得与气压传感器的气压采集口更加适配，获得更加精准的气压数据。

值得说明的是，本实施例并不局限于结构的改进，基于上述结构，结合现有的大数据程序，可以将监测仪经过神经网络训练模型算法、机器视觉AI识别判断、边缘计算分析、云服务器数据库对脉动器采集的数据进行深度学习，通过zigbee、以太网等常用通信方式对数据进行传输，本实施例中预警单元包括但不限于闪烁灯、蜂鸣器等预警装置。

综上所述，本实施例基于ARM架构嵌入式开发技术、先进传感器应用技术、综合实现实时数据监测分析、异常告警、故障诊断、大数据分析判断功能，实现对挤奶设备真空度和脉动系统的检测，对降低挤奶设备故障对挤奶工作的不良影响、维护奶牛乳房健康、统计挤奶设备故障高发零部件、指导挤奶设备生产商及时改进提升问题零部件的耐久性和安全性的意义重大。

Claims (7)

1.一种挤奶脉动智能在线监测仪，其特征在于，监测仪包括有中央处理器(2)、气压传感器(4)、导气管(3)和通信单元，所述中央处理器(2)与气压传感器(4)连接和通信单元连接，气压传感器(4)通过导气管(3)获取脉动器的工作参数，所述中央处理器(2)上预存有标准范围值，当气压传感器(4)采集到的脉动器的实时工作参数与标准范围值不匹配时，中央处理器(2)驱动预警单元工作，

还包括有外壳(1)，所述中央处理器(2)、气压传感器(4)和通信单元均设置在外壳(1)内，所述外壳(1)上还固定设置有变径转接头(6)，变径转接头(6)的一端连接有导气管(3)，变径转接头(6)的另一端通过管道与气压传感器(4)的气压采集口连接，管道的直径小于导气管(3)的直径。

2.根据权利要求1所述的一种挤奶脉动智能在线监测仪，其特征在于，所述外壳(1)的材质为轻质塑胶壳，所述外壳(1)上靠近所述中央处理器(2)的一侧设置有散热板(5)，所述散热板(5)选用铝合金制成。

3.根据权利要求1所述的一种挤奶脉动智能在线监测仪，其特征在于，所述监测仪上设置有三个导气管(3)，其中一个导气管(3)与脉动器的前脉动管连接，其中一个导气管(3)与脉动器的后脉动管连接，其中一个导气管(3)与脉动器的真空输入管连接。

4.根据权利要求3所述的一种挤奶脉动智能在线监测仪，其特征在于，所述导气管(3)的一端还设置有三通管，所述导气管(3)通过三通管与脉动器连接。

5.根据权利要求1所述的一种挤奶脉动智能在线监测仪，其特征在于，所述通信单元为无线WiFi模块。

6.根据权利要求1所述的一种挤奶脉动智能在线监测仪，其特征在于，所述外壳(1)上还设置有液晶显示屏，所述中央处理器(2)与液晶显示屏连接，所述液晶显示屏用于显示脉动器的工作状态。

7.根据权利要求1所述的一种挤奶脉动智能在线监测仪，其特征在于，所述中央处理器（2）为ARM处理器。

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