本文關鍵詞：奶牛個體生理參數(shù)多源感知設備設計與實現(xiàn)

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【摘要】：近年來,隨著我國人民生活水平的不斷提高和牛奶需求的迅速增長,使我國奶業(yè)得到了快速發(fā)展,但是仍然十分落后。原料奶品質不高,年產(chǎn)奶量和人均占有量與發(fā)達國家相比仍有較大差距,究其原因,還是由于我國奶牛養(yǎng)殖業(yè)體系不健全,生產(chǎn)科技水平低,奶牛養(yǎng)殖技術落后,養(yǎng)殖方式粗放,現(xiàn)代化管理手段缺乏。針對這些問題,并結合我國奶牛養(yǎng)殖規(guī)�；�、自動化、科技化和信息化的發(fā)展需求,本文研發(fā)了一套性能穩(wěn)定、成本低廉的奶牛個體生理參數(shù)多源感知設備。通過該設備檢測奶牛個體體溫、脈搏和活動量三個關鍵生理參數(shù),為判斷奶牛身體健康狀況和發(fā)情期提供數(shù)據(jù)依據(jù)。首先,對奶牛個體生理參數(shù)多源感知設備進行總體設計,要求該設備具有體積小、質量輕、功耗低、防撞、防水、耐用等特點。該設備整體方案設計是佩戴在奶牛頸部,應用各種傳感器采集奶牛體溫、脈搏和活動量數(shù)據(jù),通過Zig Bee無線網(wǎng)絡將生理參數(shù)數(shù)據(jù)傳送至中心節(jié)點,然后經(jīng)中心節(jié)點的RS485以有線傳輸方式發(fā)送至信息中心。然后,對該設備進行了抗干擾設計,以提高其測量精度。并從技術和經(jīng)濟兩方面對其進行了可行性分析。其次,從主處理器模塊、傳感器模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊三部分對該設備進行了詳細設計與實現(xiàn)。選用MSP430F149單片機作為該設備的主處理器,完成數(shù)據(jù)處理和程序流程控制功能;確定了MLX90614溫度傳感器、Pulse Sensor脈搏傳感器和三軸加速度計ADXL345分別完成奶牛體溫、脈搏和三軸加速度數(shù)據(jù)采集,并詳細介紹了其硬件電路和軟件程序設計;無線通信技術選用具有自組網(wǎng)、低功耗的Zig Bee,應用CC2530完成其數(shù)據(jù)傳輸功能。最后,詳細介紹了本文的兩個關鍵技術:奶牛行為特征分類和低功耗設計。使用基于二叉樹的SVM分類算法對奶牛行為特征進行分類以表征其活動量,主要分為站立、躺臥、慢走、快走、爬跨、慢跑和快跑這七種類別,并建立了六個SVM分類模型,對模型進行評估后表明該模型是可行的。然后從元器件選型、外圍電路設計、電源設計和軟件程序控制這四個方面進行低功耗設計,大大延長了設備的使用時間。綜上所述,本文研制的奶牛個體生理參數(shù)多源感知設備實現(xiàn)了奶牛體溫、脈搏和活動量采集與傳輸功能,該設備測量精度高、成本低、實用性好,具有良好的推廣價值,有助于我國奶牛的精細化飼養(yǎng)和健康養(yǎng)殖。該設備對推進我國奶牛養(yǎng)殖方式的轉變和我國奶牛養(yǎng)殖業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。
【關鍵詞】：奶牛 體征監(jiān)測 體溫 脈搏 活動量
【學位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S823;TN92
【目錄】：

• 摘要8-9
• 英文摘要9-11
• 1 前言11-18
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 研究目的和意義12-13
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 國內研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 主要研究內容與課題來源16-17
• 1.4.1 主要研究內容與技術路線16-17
• 1.4.2 課題來源17
• 1.5 論文主要工作與章節(jié)安排17-18
• 2 設備方案總體設計18-26
• 2.1 設計要求18-19
• 2.2 設計原則19-20
• 2.3 設備整體結構20-22
• 2.3.1 整體結構設計20-22
• 2.3.2 工作流程設計22
• 2.4 抗干擾設計22-23
• 2.5 可行性分析23-25
• 2.6 本章小結25-26
• 3 設備詳細設計與實現(xiàn)26-41
• 3.1 主處理器模塊26-28
• 3.1.1 單片機選型26
• 3.1.2 MSP430F149性能概述26-27
• 3.1.3 主程序設計27-28
• 3.2 傳感器模塊28-37
• 3.2.1 體溫28-32
• 3.2.2 脈搏32-35
• 3.2.3 活動量35-37
• 3.3 數(shù)據(jù)傳輸模塊37-40
• 3.3.1 無線傳輸方式選用37-38
• 3.3.2 Zig Bee技術簡介38-39
• 3.3.3 數(shù)據(jù)傳輸39-40
• 3.4 本章小結40-41
• 4 關鍵技術研究41-52
• 4.1 奶牛行為特征分類41-50
• 4.1.1 分類算法介紹41-43
• 4.1.2 SVM分類算法43-45
• 4.1.3 樣本數(shù)據(jù)采集45-46
• 4.1.4 應用SVM進行分類46-50
• 4.2 低功耗設計50-51
• 4.3 本章小結51-52
• 5 總結與展望52-53
• 5.1 總結52
• 5.2 展望52-53
• 致謝53-55
• 參考文獻55-59
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文59

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 張?zhí)K江;;以色列的奶牛養(yǎng)殖業(yè)[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2006年03期

2 范永存;張喜海;李建澤;;奶牛體溫監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集終端設計[J];東北農(nóng)業(yè)大學學報;2012年08期

3 沈維政;鄭爽;初永良;孔慶明;;基于ADXL345的奶�；顒恿坎杉到y(tǒng)設計[J];東北農(nóng)業(yè)大學學報;2014年10期

4 李勝利;姚琨;曹志軍;王雅春;朱化彬;劉玉滿;劉建新;;發(fā)達國家奶業(yè)發(fā)展趨勢[J];中國畜牧業(yè);2013年18期

5 苗玉濤;王健誠;程志利;孟君麗;李佳;;當前奶業(yè)形勢分析[J];中國畜牧業(yè);2015年03期

6 史源;紀林海;陳春紅;吳文;;基于PVDF薄膜材料的脈搏傳感器的研制[J];山西電子技術;2012年02期

7 奉國和;吳敬學;;KNN分類算法改進研究進展[J];圖書情報工作;2012年21期

8 李勝利;畢研亮;劉玉滿;黃文明;都文;姚琨;曹志軍;楊敦啟;;2011年中國奶業(yè)回顧與展望[J];中國畜牧雜志;2012年02期

9 鄭偉;年景華;李軍;;奶牛計步器的應用效果分析[J];中國奶牛;2014年22期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李棟;中國奶牛養(yǎng)殖模式及其效率研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鄭艷欣;基于NRF24E1奶牛體溫無線收發(fā)系統(tǒng)的設計與研究[D];河北農(nóng)業(yè)大學;2010年

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本文編號：1032469