本文選題：RFID　切入點(diǎn)：定量飼喂　出處：《吉林大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：在我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中,奶牛養(yǎng)殖業(yè)是最具有發(fā)展?jié)摿Φ男袠I(yè)之—。但是我國在信息化管理、技術(shù)裝配等與發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距,奶牛養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)自動(dòng)化水平相對(duì)比較落后。隨著我國奶牛規(guī)�；B(yǎng)殖業(yè)迅速的發(fā)展,利用信息技術(shù)針對(duì)奶牛個(gè)體進(jìn)行精細(xì)養(yǎng)殖,是奶牛規(guī)�；B(yǎng)殖取得優(yōu)質(zhì)效益的重要途徑。奶牛在生長過程和泌乳期的各個(gè)階段,奶牛對(duì)營養(yǎng)需求有所不同,在奶牛精細(xì)養(yǎng)殖中有必要針對(duì)奶牛個(gè)體情況適當(dāng)調(diào)控精飼料飼喂量。同時(shí),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)奶牛體溫等的相關(guān)數(shù)據(jù)可以判斷奶牛健康狀況和發(fā)情情況。因此,有必要構(gòu)建奶牛精量飼喂控制系統(tǒng),并對(duì)系統(tǒng)中—些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,以便對(duì)奶�？茖W(xué)養(yǎng)殖工作提供指導(dǎo)性意見。在查閱了大量的國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料,詳細(xì)了解相關(guān)領(lǐng)域研究、應(yīng)用概況以及其發(fā)展趨勢(shì),提出了我國在奶牛精細(xì)養(yǎng)殖中存在的—些具體問題,并且闡述了本文研究中所涉及的相關(guān)理論、概念和技術(shù)。在此基礎(chǔ)上,研究設(shè)計(jì)了奶牛精量飼喂控制系統(tǒng),用于奶牛養(yǎng)殖過程中精飼料的精量調(diào)控和奶牛體溫的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在奶牛精量飼喂控制系統(tǒng)中,確定奶牛個(gè)體身份是系統(tǒng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。研究了RFID識(shí)別系統(tǒng)的工作原理,選取了滿足系統(tǒng)要求的RFID識(shí)別設(shè)備,設(shè)計(jì)了RFID讀寫器的接口電路,實(shí)現(xiàn)了奶牛個(gè)體識(shí)別功能。通過合理布置RFID讀寫器位置和射頻讀寫器工作參數(shù)的合理設(shè)定,避免識(shí)別過程中碰撞現(xiàn)象的產(chǎn)生。研究設(shè)計(jì)了奶牛體溫監(jiān)測(cè)子系統(tǒng),系統(tǒng)基于Zig Bee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)奶牛體溫信息數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)。奶牛體溫監(jiān)測(cè)模塊的硬件結(jié)構(gòu)采用CC2430處理器,可以通過GPRS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)終端實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心終端對(duì)奶牛體溫?cái)?shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)。設(shè)計(jì)了基于集群拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的Zig Bee無線傳感器網(wǎng)絡(luò),并且根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際情況對(duì)網(wǎng)絡(luò)所采用的LEACH路由算法進(jìn)行了改進(jìn),降低網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能耗,延長了網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間。通過對(duì)螺旋下料機(jī)原理、稱重系統(tǒng)原理和相應(yīng)的控制技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)研究,完成了奶牛精量下料裝置及下料稱重控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),通過使用模糊控制與PID控制相結(jié)合的方式,實(shí)現(xiàn)了對(duì)下料稱重過程的自適應(yīng)控制。設(shè)計(jì)采用求取飼料投放量與飼料剩余量差值的方法,獲取奶牛實(shí)際采食量,能夠更真實(shí)準(zhǔn)確的獲取采食量數(shù)據(jù)。采用Visual Basic.Net與SQL server 2005作為程序開發(fā)工具和數(shù)據(jù)庫平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)監(jiān)控中心軟件開發(fā)和數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建。利用ADO.Net和Win Socket技術(shù),實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)處理功能,并根據(jù)專家系統(tǒng)理論編寫了推理機(jī)程序,實(shí)現(xiàn)飼喂量決策功能。在此研究成果基礎(chǔ)上,研制開發(fā)了奶牛精量飼喂實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),并對(duì)其進(jìn)行了定量下料等測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案合理可行。
[Abstract]:In the agricultural structure of our country, dairy cattle farming is one of the most promising industries. However, compared with the developed countries, there is still a big gap between China and the developed countries in information management, technology assembly and so on. The production automation level of dairy cattle breeding industry is relatively backward. With the rapid development of large-scale dairy cattle breeding industry in China, we use information technology to conduct fine farming for dairy cattle individuals. It is an important way to obtain the high quality benefit in the large-scale breeding of dairy cows. In each stage of the growth process and the lactation period, the nutritional requirements of the cows are different. It is necessary to adjust and control the feeding rate of concentrate according to the individual condition of dairy cow. Meanwhile, the relevant data of real-time monitoring of cow body temperature can be used to judge the health and estrus of the cow. It is necessary to construct a precision feeding control system for dairy cows, and to study some key technologies in the system so as to provide guidance for the scientific breeding of cows. This paper introduces the research, application and development trend of the related fields in detail, puts forward some specific problems existing in the fine dairy cattle breeding in China, and expounds the relevant theories, concepts and techniques involved in the research in this paper. A precision feed control system for dairy cows was designed, which was used to control the concentration of concentrate feed and to monitor the body temperature of dairy cows in real time. Determining the individual identity of dairy cow is the basis and key of the system. The working principle of the RFID recognition system is studied, and the RFID identification equipment that meets the requirements of the system is selected, and the interface circuit of the RFID reader is designed. The function of individual identification of dairy cattle is realized. The collision phenomenon is avoided by reasonably arranging the position of RFID reader and the working parameters of radio frequency reader. The monitoring subsystem of cow body temperature is designed and studied. Based on Zig Bee wireless sensor network technology, the system realizes the monitoring of dairy cow body temperature information data. The hardware structure of cow body temperature monitoring module adopts CC2430 processor. The monitoring center terminal can monitor dairy cow temperature data through GPRS network data terminal. A Zig Bee wireless sensor network based on cluster topology is designed. And according to the actual situation of the system, the LEACH routing algorithm used in the network is improved to reduce the energy consumption of the network nodes and prolong the network lifetime. The principle of weighing system, the corresponding control technology and network communication technology are studied. The design of precision feeding device and weighing control system is completed. The fuzzy control is combined with PID control. The adaptive control of the feeding and weighing process is realized, and the method of calculating the difference between the feed quantity and the feed surplus is adopted to obtain the actual feed intake of the cow. Using Visual Basic.Net and SQL server 2005 as program development tools and database platform, the software development and database construction of system monitoring center are realized, and network communication is realized by using ADO.Net and Win Socket technology. Data processing function, and according to the expert system theory, the inference machine program is compiled to realize the feed quantity decision function. On the basis of the research results, a dairy cow precision feeding experiment system is developed. The experiment results show that the system design scheme is reasonable and feasible.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S817.3

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本文編號(hào)：1582776