本文關鍵詞：犢牛精確飼喂裝備自動控制系統(tǒng)的設計

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【摘要】：隨著奶牛養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模的不斷擴大,犢牛的科學飼喂越來越受到重視,對飼喂裝備及其控制系統(tǒng)功能要求越來越高。犢牛飼喂時牛奶的溫度以及投放量的精確控制關系到犢牛的健康成長。良好的犢牛飼喂控制系統(tǒng)對于提高犢牛成活率,提高畜牧業(yè)的經濟效益等各方面都具有十分重要的意義。本文針對國內外犢牛飼喂控制技術進行了論述,說明了犢牛精確飼喂控制系統(tǒng)的組成結構及工作原理,并對設計完成的裝備進行了試驗研究,可滿足常乳的定溫、定量飼喂要求,解決了當前犢牛飼喂條件控制不精確、自動化程度低等問題。系統(tǒng)主要分為硬件設計和軟件設計兩個部分:硬件部分是整個控制系統(tǒng)的基礎,采用上位機控制下位機的主從模式,主要由上位機模塊、下位機模塊、識別模塊、執(zhí)行機構以及電源模塊五大部分組成。上位機作為系統(tǒng)管理平臺,負責數(shù)據的處理、顯示以及存儲,最后將指令通過基于RS485總線的Modbus協(xié)議與下位機通信,識別模塊通過通訊電路與下位機PIC單片機進行通訊。執(zhí)行機構分為兩部分,一部分由伺服電機驅動器與伺服電機構成,單片機通過控制發(fā)送脈沖數(shù)到驅動器精確驅動電機轉動,完成精確投料功能;另一部分由接觸器與加熱棒構成,完成常乳的恒溫控制。電源模塊負責為系統(tǒng)各部分供電。軟件設計分為上位機觸摸屏軟件設計和下位機單片機程序設計。觸摸屏軟件采用維綸公司的集成開發(fā)環(huán)境Easy Builder8000進行開發(fā),設計了圖形界面和宏指令。下位機程序采用C語言,運用模塊化設計思想,在MPLAB XIDE環(huán)境下進行開發(fā),PIC單片機程序主要設計了下位機與上位機和RFID識別通訊程序以及伺服電機驅動器驅動等程序。在搭建控制系統(tǒng)完成基礎后,在實驗室進行了調試以及性能試驗,結果顯示:常乳恒溫控制階段,溫度幅度變化在±0.2℃范圍內;在識別方面,以識別器為中心,識別區(qū)域呈現(xiàn)橢圓狀,最大有效識別距離為30.5 cm,識別重復率為0;常乳精確供給系統(tǒng)投料精度不小于99%。
【關鍵詞】：犢牛飼喂 精確投料 自動控制 PIC單片機
【學位授予單位】：石河子大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S823;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 選題背景、目的及研究意義10-11
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究目的與意義11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國內研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 研究方案14-17
• 1.3.1 研究目標14
• 1.3.2 研究內容14-15
• 1.3.3 研究方法15-16
• 1.3.4 技術路線16-17
• 第二章 總體方案設計17-21
• 2.1 犢牛發(fā)育初期常乳飼喂要求17
• 2.2 系統(tǒng)設計功能實現(xiàn)17-18
• 2.3 系統(tǒng)構成及工作過程18-20
• 2.3.1 常乳巴氏消毒及恒溫控制18-19
• 2.3.2 RFID識別19-20
• 2.3.3 蠕動泵精確給料20
• 2.4 本章小結20-21
• 第三章 系統(tǒng)硬件設計21-32
• 3.1 主要原件選型21-27
• 3.1.1 單片機選型21-23
• 3.1.2 耳標、閱讀器芯片選型23-24
• 3.1.3 溫度傳感器選型24-25
• 3.1.4 上位機觸屏選型25-26
• 3.1.5 電源模塊選型26-27
• 3.2 主要電路設計27-31
• 3.2.1 電源和濾波電路設計27-28
• 3.2.2 上位機與下位機通訊電路設計28-29
• 3.2.3 溫度控制系統(tǒng)電路設計29
• 3.2.4 蠕動泵驅動電路設計29-30
• 3.2.5 RFID通訊電路設計30-31
• 3.3 本章小結31-32
• 第四章 系統(tǒng)軟件設計32-41
• 4.1 軟件系統(tǒng)總體結構32
• 4.2 軟件系統(tǒng)的設計原則32
• 4.3 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境及語言選擇32-33
• 4.3.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境簡介32-33
• 4.3.2 系統(tǒng)開發(fā)語言33
• 4.4 上位機模塊軟件設計33-35
• 4.4.1 上位機模塊主要功能33
• 4.4.2 圖形界面設計33-34
• 4.4.3 宏指令設計34-35
• 4.5 單片機主控程序設計35-37
• 4.6 單片機通訊程序設計37-40
• 4.6.1 單片機與RFID通訊37-39
• 4.6.2 單片機與上位機通訊39-40
• 4.7 本章小結40-41
• 第五章 試驗研究41-48
• 5.1 識別區(qū)域試驗研究41-42
• 5.1.1 試驗設備材料41
• 5.1.2 試驗安排41
• 5.1.3 試驗步驟41
• 5.1.4 試驗數(shù)據處理與分析41-42
• 5.2 常乳恒溫控制試驗研究42-44
• 5.2.1 試驗材料42
• 5.2.2 儀器與設備42
• 5.2.3 評價指標42-43
• 5.2.4 試驗安排43
• 5.2.5 試驗結果與分析43-44
• 5.3 投料精度試驗研究44-47
• 5.3.1 試驗材料和設備44-45
• 5.3.2 評價指標45
• 5.3.3 試驗安排45-47
• 5.3.4 結果分析47
• 5.4 本章小結47-48
• 第六章 結論與展望48-49
• 6.1 結論48
• 6.2 展望48-49
• 參考文獻49-51
• 附錄51-61
• 附錄一 宏指令51-54
• 附錄二 下位機程序54-59
• 附錄三 電路圖59-61
• 致謝61-62
• 作者簡介62-63
• 導師評閱表63

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