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奶牛体征检测系统的设计与实现

作　者: 贾北平
导　师: 李亚敏
学　校: 河北农业大学
专　业: 农业电气化与自动化
关键词: 奶牛体征检测无线射频通信控制 MSP430
分类号: S818.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 95次
引　用: 3次
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内容摘要

随着奶牛养殖规模不断扩大,传统的人工饲养已不适应现代奶牛养殖发展的要求,奶牛养殖业要向现代化、科学化的方向发展,这需要技术先进、性能优良的设备来帮助实现。当前我国奶牛养殖存在着各种各样的问题,其中奶牛发情检测难就是其中之一。奶牛发情检测是养好奶牛的重要环节,这项工作做得不好,将直接影响奶牛产犊间隔,增加饲养成本和降低繁殖率,减少奶牛养殖的经济效益。当前我国绝大部分奶牛养殖还是依然采用传统的人工观察加经验判断的方式对奶牛发情进行识别,其劳动强度大、生产效率低下可想而知,且经常会发生漏情和发情时间鉴别不准,直接造成奶牛养殖的经济损失。为促进奶牛养殖业的健康发展,提高奶牛养殖的经济效益。本文在查阅大量文献资料和结合当前我国内生产实际需要的基础上,提出了建立一适用于国内中小规模奶牛养殖的奶牛体征数据采集系统。系统设计参照了国外已相对成熟的技术,通过采集奶牛个体体温和日常活动量的方法来监测奶牛身体状况,为今后的奶牛发情监测系统的建立做出了初步探讨。本文设计并实现了整个数据采集系统。该系统由下位机(数据采集器)、中心机(数据转发器)和上位机(PC机服务器)组成。通过传感器和电子器件检测奶牛体温和身体活动两项生理参数,系统通信采用了无线射频通信技术和有线通信相结合的方式。系统设计依据低成本、低功耗、高可靠性的原则,采用新型超低功耗单片机MSP430为下位机采集装置的核心,极大的降低了系统的功耗,系统数据采集模块选用了先进的传感器,电路设计简单,占用I/O较少,使系统接线简单可靠性提高。系统下位机软件开发使用的C语言是一种结构化程序设计语言,它兼顾了多种高级语言的特点,且具备汇编语言的功能,用C语言编写软件,大大缩短了开发周期,并且增加程序的可读性,便于改进和扩充,从而研制出规模更大,性能更完备的系统。本设计利用现代计算机技术、电子技术和无线通信技术,把现代科学技术运用到奶牛养殖业,适应了当前国内的需要和发展。系统以奶牛个体为监测对象,除可以应用在奶牛外,经过一定改进还可以应用到其它动物或其它方面的监测,有很好的应用前景。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 引言  9-14
  1.1 研究背景和意义  9-11
    1.1.1 研究背景  9-10
    1.1.2 研究意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
    1.2.1 国内研究现状  11-12
    1.2.2 国外研究现状  12-13
  1.3 本文主要研究内容  13-14
2 系统的总体设计方案  14-18
  2.1 系统研究的主要内容  14
  2.2 系统总体设计  14-15
    2.2.1 系统整体结构  14-15
    2.2.2 系统工作过程  15
  2.3 系统通信  15-16
  2.4 系统下位机软硬件配置  16
  2.5 系统的开发方法和开发工具  16-18
3 系统硬件选型与设计  18-36
  3.1 主要元器件的选型  18-26
    3.1.1 微处理器的选择  18-19
    3.1.2 无线射频收发芯片的选择  19-21
    3.1.3 传感器的选择  21-26
  3.2 数据采集模块设计  26-28
    3.2.1 身体活动采集模块设计  26-28
    3.2.2 体温采集电路设计  28
  3.3 系统通信电路设计  28-34
    3.3.1 无线通信设计  28-31
    3.3.2 系统有线通信设计  31-34
  3.4 系统硬件低功耗设计  34-35
    3.4.1 硬件低功耗设计的一般原则  34
    3.4.2 系统低功耗设计方法  34-35
  3.5 系统硬件抗干扰设计  35-36
4 系统下位机和中心机软件设计  36-50
  4.1 软件总体设计方案  36
  4.2 数据采集程序设计  36-42
    4.2.1 数据采集器总体程序设计  36-37
    4.2.2 体温采集模块程序设计  37-41
    4.2.3 振动信息采集程序设计  41-42
  4.3 串行通信中断处理程序设计  42-43
  4.4 无线通信模块程序设计  43-50
    4.4.1 MSP430与nRF905的数据通讯程序设计  43-45
    4.4.2 nRF905收发模块的软件设计  45-48
    4.4.3 无线通信协议  48-50
5 结论与展望  50-51
  5.1 总结  50
  5.2 建议与展望  50-51
参考文献  51-54
在读期间发表的学术论文  54-55
作者简历  55-56
致谢  56

奶牛体征检测系统的设计与实现

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