在奶牛養(yǎng)殖過程中,飼養(yǎng)員對奶牛的發(fā)情判斷以及健康狀況檢測是奶牛養(yǎng)殖過程中的重要環(huán)節(jié)。奶牛發(fā)情伴隨著活動量增加,體溫升高等狀況。及時發(fā)現(xiàn)發(fā)情奶牛并進行配種可以延長奶牛泌乳期提升經(jīng)濟效益。同時,奶牛的健康狀況檢測也十分重要,生病的奶牛趴臥時長要明顯高于正常時期。奶牛生病不但會危及奶牛生命而且會影響原奶質量。飼養(yǎng)員需要及時發(fā)現(xiàn)生病奶牛并進行醫(yī)治。應用于大規(guī)模牧場,現(xiàn)有的同類奶牛計步系統(tǒng)在硬件設計上存在功耗大,傳輸距離近等問題。在軟件設計上存在功能單一,計步算法精確度低等問題。本文針對這些問題,提出了一套新的解決方案。在硬件設計上,本系統(tǒng)選用低功耗的主控芯片以及高靈敏度的傳感器。應用低功耗廣域網(wǎng)的LoRa技術進行遠距離的數(shù)據(jù)傳輸,使本系統(tǒng)滿足應用于大規(guī)模牧場對于長距離的需求。在軟件設計上對加速度波形采用FIR帶通濾波以及斜率檢測步伐算法進行步數(shù)識別。經(jīng)過多次測試,修改參數(shù),提高計步精度,為判斷奶牛發(fā)情提供準確信息。利用實時氣壓數(shù)據(jù)設計一套姿態(tài)檢測算法,可識別出奶牛趴臥姿態(tài),記錄趴臥時長。為奶牛健康狀況檢測提供更加多元而又準確的依據(jù)。經(jīng)過實際測驗,奶牛計步精度能夠保證在95%以上。姿態(tài)檢測算法可... 

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 奶牛計步器的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 奶牛計步及姿態(tài)檢測系統(tǒng)簡介
        1.2.2 現(xiàn)有同類系統(tǒng)及其功能
        1.2.3 現(xiàn)有同類系統(tǒng)的優(yōu)缺點分析
    1.3 論文的主要內(nèi)容與創(chuàng)新點
    1.4 論文的結構安排
第二章 系統(tǒng)的理論基礎
    2.1 牛只運動分析
    2.2 MEMS三軸加速度傳感器工作原理
    2.3 MEMS氣壓傳感器工作原理
    2.4 LoRa介紹
        2.4.1 LoRaWAN協(xié)議
        2.4.2 LoRa技術要點
        2.4.3 幾種常用通信技術比較
    2.5 本章小結
第三章 硬件電路的設計與調試
    3.1 硬件結構
        3.1.1 系統(tǒng)整體結構
        3.1.2 計步及姿態(tài)檢測系統(tǒng)結構
    3.2 芯片的選型
        3.2.1 STM32L151C8T6微控制器
        3.2.2 三軸加速度傳感器MMA7455
        3.2.3 氣壓傳感器MS5611
        3.2.4 LoRa模塊E19(433M20SC)
    3.3 硬件電路的調試
        3.3.1 LoRa的調試
        3.3.2 MMA7455的調試
        3.3.3 MS5611的調試
        3.3.4 GPRS模塊的調試
    3.4 本章小結
第四章 算法設計與實現(xiàn)
    4.1 算法調試平臺介紹
    4.2 計步算法研究
        4.2.1 加速度處理及濾波
        4.2.2 斜率檢測步伐算法
        4.2.3 奶牛計步算法的參數(shù)確定
        4.2.4 人計步參數(shù)確定
    4.3 姿態(tài)檢測算法
    4.4 上位機軟件的設計
    4.5 本章小結
第五章 計步及姿態(tài)檢測模塊功耗測定
    5.1 LabVIEW及NI數(shù)據(jù)采集卡介紹
    5.2 計步及姿態(tài)檢測模塊功耗測量
    5.3 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 論文總結
    6.2 課題的后續(xù)研究與展望
參考文獻
附錄
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3711795