奶牛信息采集系统设计与开发

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1、河北农业大学硕士学位论文奶牛信息采集系统设计与开发姓名：陈广华申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：钱东平2009-06-07摘要随着我国奶牛养殖业的快速发展，如何提高牛奶的产量和质量、增加效益是奶业持续发展所面临的重要课题。促进奶牛养殖的标准化、集约化和科学化建设，实现从传统生产管理向现代管理方式转变，以规模经营为载体，不断提高科技含量，对于我国奶业的持续健康发展是至关重要的。在规模养殖场中，对奶牛个体及相关信息的获取和处理是一项及其重要而又繁琐的工作。依靠人工采集的数据有时候会有很大的误差

2、，实时性也不高，给管理带来了很大的难度。计算机技术的发展和在养殖业中的应用，使得对奶牛的管理和监控变得更科学、严谨和便捷。本课题在虚拟仪器及其软件开发平台LabVIEW的基础上，采用了超低功耗的无线收发模块NRF24E1，结合高性能的Atmega32单片机技术，设计了一种一对多点的低功耗的无线数据采集系统，可以准确、快速、可靠地实现对奶牛生活的环境信息、活动量、产奶量等数据的实时采集、存储、显示以及历史数据查询等多种功能，并极大地降低了系统的开发周期和成本，达到了经济实用的目的。本文主要介绍了系统的总体

3、方案设计、数据采集终端的软硬件构成、低功耗无线通讯模块的硬件电路和软件编程、RS232串口通信以及上位机对采集数据的接收、显示和管理。在数据采集端，温湿度和活动量的测量选用了数字型的传感器SHT11和Z02，把输出的数字信号直接送到Atmega32单片机进行处理，只需极少的外围器件就可以工作，简化了电路设计。称重传感器输出的模拟信号经过仪用放大器AD620的调理后，接到Atmega32的PA口进行A/D转换和处理，实现了对产奶量数据的采集。在无线通讯部分，选用了2.4GHz低功耗的nRF24E1收发芯片

4、，待机状态最大电流小于2μA，工作时的在软件中通过设定不同的地址就可以方便地实现一点对多点的通讯模式。上下位机间简单的串口通讯和上位机图形化的Labview编程，使得整个系统模块化程度高、结构清晰、调试方便、运行稳定可靠。实验结果表明，本课题开发的奶牛信息采集系统用户界面友好，功能比较完备，操作简单方便，能满足奶牛养殖场对基本数据的采集需要，有着良好的应用前景。关键词：奶牛信息；虚拟仪器；单片机；无线传输TheDesignandDevelopmentofDairyCattleInformationAcq

5、uisitionSystemAuthor:ChenGuang-huaSuPervisor:QianDong-pingMajor:AgriculturalMeehanizationAbstractWiththerapiddevelopmentofdairyaquacultureinourcountry,howtoincreasetheproductionofmilk,improvethequalityandmakemoreprofitbenefitsisanimportantsubject.Topromo

6、tethestandardizationofdairyfarming,intensiveandscientific,realizetheproductionmanagementfromthetraditionaltothemodernmanagementmode,tothescaleoperationasthecarrierandcontinuouslyimprovethescientificandtechnologicalcontent,isvitalforChina'sdairyindustryto

7、developmentsustainedandhealthyItisanimportantandcomplicatedworktoacquireandprocessthedairyandrelatedindividualinformationinscalefarmsfarms.Therewillbealotoferrorssometimesandnotreal-timerelyonmanualdatacollection,itwillbebringalotofdifficulttothemanageme

8、nt.Thedevelopmentofcomputertechnologyandapplicationsintheaquacultureindustrymakingthemanagementandmonitordairycowsmorescientific,rigorousandconvenient.Thispaperdesignedaone-to-manypointsofthelow-powerwirelessdataacquisitio