一种畜牧养殖用料量检测系统技术方案

一种畜牧养殖用料量检测系统，该系统多点采集用料量高度值，通过高度值间接计算出用料量体积，针对料塔内饲料密度不均衡性，通过三维拟合法估算不同高度对应的饲料密度系数，使用体积乘以密度计算出实时用料量；经实际验证，该系统检测用料量误差在3％以内。该系统还具有安装便、稳定可靠，价格低廉的优点。

A system for measuring the quantity of stock in animal husbandry

A livestock feed detection system, the system of multi point acquisition quantity height value, through the height value calculated indirectly material volume, according to the material feed tower uneven density, through three-dimensional quasi feed density coefficient estimation of different height corresponding to the legitimate use of volume, density multiplied by time is calculated by actual test materials; the system detects the quantity of materials, the error is less than 3%. The system also has the advantages of installation, stability, reliability and low price.

【技术实现步骤摘要】
一种畜牧养殖用料量检测系统所属
本专利技术涉及一种检测系统，尤其涉及一种畜牧养殖用料量检测系统。
技术介绍
近几年来，随着养殖业结构优化与调整，养殖产业发展速度不断加快，涌现出越来越多的规模化养殖场。在养殖环节的整个过程，饲料的用量占总养殖成本的65％～80％，准确的检测出用料量不但可以实时了解饲料使用情况，并通过合理调控达到最优喂食效果，可以有效控制成本，还可以通过数据查询用料量间接了解畜禽的健康状况。目前在国内养殖厂中，计算用料量(下文均指饲料的用量)，通常使用的是称重传感器，由于绝大多数养殖厂料塔体积庞大，根据饲料密度不同一个料塔可以装10～15吨饲料，所以在实际生产中一般选取大吨位的称重传感器，而大吨位称重传感器误差大于5％，不能满足实际需求，且安装不便、安装要求高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了优化低压铸造的控制系统，设计了一种畜牧养殖用料量检测系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：畜牧养殖用料量检测系统由安装在料塔顶盖上的用料量采集单元、用料量数据发送单元和图形用户界面料量管理软件，构建统一的畜牧养殖用料量检测系统对料量进行动态实时监测，实现对整个养殖场料量动态、料塔状态监测。所述的用料量采集单元采集料盖到料面的高度值，并以电压的形式发送给图形用户界面。所述的图形用户界面接受到数据后把电压值转换成高度值，根据料塔尺寸计算出用料量体积，通过体积计算用料量。图形用户界面处理发来的数据，通过数据计算实时用料量，图形用户界面通过接收到的数据还可以自动判断料塔中的饲料是否用完，是否向料塔中加料，便于管理，通过图形用户界面可以实时了解料量动态。所述的电用料量数据发送单元采用低复杂度、低功耗、低传输速率、低成本、自组网的无线通信ZigBee技术。所述的主控器采用CC2530，它是ZigBee新一代的片上系统解决方案，其集成了业界领先的2.4GHz的RF收发器增强工业标准的8051内核在线系统可编程Flash存储器8KB的SRAM和许多其它强大功能，是真正用IEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE应用的片上系统解决方案。所述的无线传感网络采用树形结构，这种结构具有自修复功能，即当网络中一些结点因故障停机时，采集节点会自动寻找正在活动路由并加入路由，这样信息就不会丢失。所述的图形用户界面料量管理软件可以查询以往的用料情况，间接了解畜禽健康状况，还可以用于显示各个料塔内剩余料量和当天已使用的用料量，管理人员通过各料塔内料量的多少及时向料塔内加料，以此保证不影响各舍正常生产。所述的用料量检测系统硬件电路是由微控制器、用料量采集单元、供电部分、发送单元构成。本专利技术的有益效果是：相比较于传统的承重传感器具有安装方便，准确度高等特性；另外本系统专利技术过程中对于饲料在料塔中上下密度不均衡性，使用了三维曲线拟合应用于密度系数拟合，通过分析得出了三维拟合函数，将拟合函数移植到图形用户界面中进行实现，进行验证分析。该系统还具有安装便、稳定可靠，价格低廉的优点。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是畜牧养殖用料量检测系统框图。图2是用料量检测系统硬件结构框图。图3是料量采集传感器布局。图4是用料量采集流程图。图5是图形用户界面软件流程图。其中，1-料量检测节点，2-下料口，3-料塔，4-监控室，5-协调器，6-工作人员，7-上位机。具体实施方式如图1所示，畜牧养殖用料量检测系统由安装在料塔3顶盖上的用料量采集单元、用料量数据发送单元和图形用户界面料量管理软件，构建统一的畜牧养殖用料量检测系统对料量进行动态实时监测，实现对整个养殖场料量动态、料塔3状态监测。用料量采集单元采集料盖到料面的高度值，并以电压的形式发送给图形用户界面;图形用户界面接受到数据后把电压值转换成高度值，根据料塔3尺寸计算出用料量体积，通过体积计算用料量。图形用户界面处理发来的数据，通过数据计算实时用料量，图形用户界面通过接收到的数据还可以自动判断料塔3中的饲料是否用完，是否向料塔3中加料，便于管理，通过图形用户界面可以实时了解料量动态;电用料量数据发送单元采用低复杂度、低功耗、低传输速率、低成本、自组网的无线通信ZigBee技术;主控器采用CC2530，它是ZigBee新一代的片上系统解决方案，其集成了业界领先的2.4GHz的RF收发器增强工业标准的8051内核在线系统可编程Flash存储器8KB的SRAM和许多其它强大功能，是真正用IEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE应用的片上系统解决方案;无线传感网络采用树形结构，这种结构具有自修复功能，即当网络中一些结点因故障停机时，采集节点会自动寻找正在活动路由并加入路由，这样信息就不会丢失;图形用户界面料量管理软件可以查询以往的用料情况，间接了解畜禽健康状况，还可以用于显示各个料塔3内剩余料量和当天已使用的用料量，管理人员通过各料塔3内料量的多少及时向料塔3内加料，以此保证不影响各舍正常生产。如图2所示，用料量检测系统硬件电路是由微控制器、用料量采集单元、供电部分、发送单元构成。微控制器主要作用是控制红外传感器采集高度数据，然后对采集到的数据进行中值滤波。通过串口发给用料量发送单元进行发送，因此对主控单元处理速度要求较高，在此选择的是ST—C15F1K28一AD。与普通51内核单片机相比，它具有高速、高可靠、低功耗、超强抗干扰、处理速度快6～12倍；在满足条件下与ARM和MS—P430相比具有较低的价格。GP2YOA02YKOF和GP2YOA710KOF均为5V供电，单个工作电流为350mA，为保证测距准确性最多有3个红外传感器同时在线工作，常用5V供电芯片有LM7805和LM2576，LM7805最大输出电流1A左右，转换效率为30％～50％，而LM2576输出电流最大为3A左右，转换效率为70％～88％，且具有宽范围的输入电压，因此选用LM2576，微控制器和发送单元为3.3V供电，无特殊要求，因此选用AMSJll7—3.3芯片将，5V电压转换为3.3V给用料量发送单元和微控制器供电。如图3所示，用料量采集单元红外传感器布局；塔内饲料不可能装满，因此2、4号为GP2YOA02YKOF红外传感器测量距离为20～150cm。l、3、5号为GP2Y0一A710KOF红外传感器，100～500cm测量距离；2、4号用于检测料塔3内上锥部分的用料量，当用料量大于100cm时，超出小红外传感器的测量量程时，则使用1、3、5号红外传感器进行检测。1外接GP2YOA710KOF红外传感器，P2接GP2YOA0—2YKOF红外传感器，P1端口输出红外传感器采集到高度值，以电压形式输出。因为该传感器是电压型红外传感器对输入电压要求高，在实际中会从电源部分串扰到传感器一些低频量，而此次检测用料量高度值，采用的两款红外传感器输出均为电压型，GP2YOA02YKOF在有效测量范围内输出电压范围在0.5～3V，GP2YOA710KOF在有效测量范围内输出电压为1.3～3V，因此若输出电压有一个较小变化电压值则测量的高度值就会发生较大的变化，在此设计时对输入供电电压要求较高为此保证传感器可以正常稳定工作，在此给红外传感器输入端外并接两个电解电容，用于保证给红外传感器供电电压，输入电压无本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种畜牧养殖用料量检测系统,由安装在料塔顶盖上的用料量采集单元、用料量数据发送单元和图形用户界面料量管理软件，构建统一的畜牧养殖用料量检测系统对料量进行动态实时监测，实现对整个养殖场料量动态、料塔状态监测。

【技术特征摘要】
1.一种畜牧养殖用料量检测系统,由安装在料塔顶盖上的用料量采集单元、用料量数据发送单元和图形用户界面料量管理软件，构建统一的畜牧养殖用料量检测系统对料量进行动态实时监测，实现对整个养殖场料量动态、料塔状态监测。2.根据权利要求1所述的畜牧养殖用料量检测系统，其特征是所述的用料量采集单元采集料盖到料面的高度值，并以电压的形式发送给图形用户界面。3.根据权利要求1所述的畜牧养殖用料量检测系统，其特征是所述的图形用户界面接受到数据后把电压值转换成高度值，根据料塔尺寸计算出用料量体积，通过体积计算用料量、处理发来的数据，通过数据计算实时用料、通过接收到的数据还可以自动判断料塔中的饲料是否用完，是否向料塔中加料，便于管理，通过图形用户界面可以实时了解料量动态。4.根据权利要求1所述的畜牧养殖用料量检测系统，其特征是所述的电用料量数据发送单元采用低复杂度、低功耗、低传输速率、低成本、自组网的无线通信ZigBee技术。5.根据权利要求1所述的畜牧养殖用料量检测系统，其特征是所述的主控...

【专利技术属性】
技术研发人员：程媛，
申请(专利权)人：程媛，
类型：发明
国别省市：辽宁,21