本文關(guān)鍵詞：奶牛個(gè)體生理參數(shù)多源感知設(shè)備設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 奶牛 體征監(jiān)測(cè) 體溫 脈搏 活動(dòng)量

【摘要】：近年來(lái),隨著我國(guó)人民生活水平的不斷提高和牛奶需求的迅速增長(zhǎng),使我國(guó)奶業(yè)得到了快速發(fā)展,但是仍然十分落后。原料奶品質(zhì)不高,年產(chǎn)奶量和人均占有量與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大差距,究其原因,還是由于我國(guó)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(shù)落后,養(yǎng)殖方式粗放,現(xiàn)代化管理手段缺乏。針對(duì)這些問(wèn)題,并結(jié)合我國(guó)奶牛養(yǎng)殖規(guī)�；�、自動(dòng)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(gè)體生理參數(shù)多源感知設(shè)備。通過(guò)該設(shè)備檢測(cè)奶牛個(gè)體體溫、脈搏和活動(dòng)量三個(gè)關(guān)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(duì)奶牛個(gè)體生理參數(shù)多源感知設(shè)備進(jìn)行總體設(shè)計(jì),要求該設(shè)備具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低、防撞、防水、耐用等特點(diǎn)。該設(shè)備整體方案設(shè)計(jì)是佩戴在奶牛頸部,應(yīng)用各種傳感器采集奶牛體溫、脈搏和活動(dòng)量數(shù)據(jù),通過(guò)Zig Bee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將生理參數(shù)數(shù)據(jù)傳送至中心節(jié)點(diǎn),然后經(jīng)中心節(jié)點(diǎn)的RS485以有線傳輸方式發(fā)送至信息中心。然后,對(duì)該設(shè)備進(jìn)行了抗干擾設(shè)計(jì),以提高其測(cè)量精度。并從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面對(duì)其進(jìn)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(duì)該設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。選用MSP430F149單片機(jī)作為該設(shè)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(jì)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(xì)介紹了其硬件電路和軟件程序設(shè)計(jì);無(wú)線通信技術(shù)選用具有自組網(wǎng)、低功耗的Zig Bee,應(yīng)用CC2530完成其數(shù)據(jù)傳輸功能。最后,詳細(xì)介紹了本文的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù):奶牛行為特征分類(lèi)和低功耗設(shè)計(jì)。使用基于二叉樹(shù)的SVM分類(lèi)算法對(duì)奶牛行為特征進(jìn)行分類(lèi)以表征其活動(dòng)量,主要分為站立、躺臥、慢走、快走、爬跨、慢跑和快跑這七種類(lèi)別,并建立了六個(gè)SVM分類(lèi)模型,對(duì)模型進(jìn)行評(píng)估后表明該模型是可行的。然后從元器件選型、外圍電路設(shè)計(jì)、電源設(shè)計(jì)和軟件程序控制這四個(gè)方面進(jìn)行低功耗設(shè)計(jì),大大延長(zhǎng)了設(shè)備的使用時(shí)間。綜上所述,本文研制的奶牛個(gè)體生理參數(shù)多源感知設(shè)備實(shí)現(xiàn)了奶牛體溫、脈搏和活動(dòng)量采集與傳輸功能,該設(shè)備測(cè)量精度高、成本低、實(shí)用性好,具有良好的推廣價(jià)值,有助于我國(guó)奶牛的精細(xì)化飼養(yǎng)和健康養(yǎng)殖。該設(shè)備對(duì)推進(jìn)我國(guó)奶牛養(yǎng)殖方式的轉(zhuǎn)變和我國(guó)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(guān)鍵詞】：奶牛 體征監(jiān)測(cè) 體溫 脈搏 活動(dòng)量
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容與課題來(lái)源16-17
• 1.4.1 主要研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線16-17
• 1.4.2 課題來(lái)源17
• 1.5 論文主要工作與章節(jié)安排17-18
• 2 設(shè)備方案總體設(shè)計(jì)18-26
• 2.1 設(shè)計(jì)要求18-19
• 2.2 設(shè)計(jì)原則19-20
• 2.3 設(shè)備整體結(jié)構(gòu)20-22
• 2.3.1 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20-22
• 2.3.2 工作流程設(shè)計(jì)22
• 2.4 抗干擾設(shè)計(jì)22-23
• 2.5 可行性分析23-25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 3 設(shè)備詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)26-41
• 3.1 主處理器模塊26-28
• 3.1.1 單片機(jī)選型26
• 3.1.2 MSP430F149性能概述26-27
• 3.1.3 主程序設(shè)計(jì)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(dòng)量35-37
• 3.3 數(shù)據(jù)傳輸模塊37-40
• 3.3.1 無(wú)線傳輸方式選用37-38
• 3.3.2 Zig Bee技術(shù)簡(jiǎn)介38-39
• 3.3.3 數(shù)據(jù)傳輸39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 4 關(guān)鍵技術(shù)研究41-52
• 4.1 奶牛行為特征分類(lèi)41-50
• 4.1.1 分類(lèi)算法介紹41-43
• 4.1.2 SVM分類(lèi)算法43-45
• 4.1.3 樣本數(shù)據(jù)采集45-46
• 4.1.4 應(yīng)用SVM進(jìn)行分類(lèi)46-50
• 4.2 低功耗設(shè)計(jì)50-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 5 總結(jié)與展望52-53
• 5.1 總結(jié)52
• 5.2 展望52-53
• 致謝53-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文59

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1032469