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基于虚拟仪器的奶牛采食量检测系统的研究

梁素真  
【摘要】:采食是动物摄入营养的基本途径,是保证动物正常生长发育和生产性能充分发挥的关键因素之一。近年来,我国的奶牛养殖业走上了快速发展的轨道。采食量是奶牛生长发育和泌乳性能充分发挥的制约因素之一,检测奶牛的采食量是提高饲料利用率和奶牛生产效率的重要前提,对奶牛养殖业有着重要的意义。只有准确地检测出奶牛的采食量,才能在此基础上合理地提供奶牛饲粮,使其既满足奶牛的营养需要,又可以避免浪费,以取得良好的生产效率和经济效益。 本课题是国家863“奶牛养殖场数字化管理关键技术研究”项目(2006AA10Z252)的子课题。在充分地了解前人的研究基础上,分析了奶牛的采食特点,采用先进的传感器技术和虚拟仪器技术,基于LabWindows/CVI开发了奶牛采食量自动检测系统。研究内容如下: 通过对奶牛采食行为的观察和研究发现,奶牛咀嚼时颞窝位置有肉眼可见的较为明显的鼓动情况,且鼓动频率与奶牛的咀嚼频率有关;奶牛吞咽时停止咀嚼,颞窝位置的振动也会停止,通过对奶牛颞窝位置鼓动情况的检测分析可以得到奶牛的咀嚼和吞咽次数。此外,据初步试验得知成年奶牛每一口吞咽的食团质量大小基本相等。根据奶牛的吞咽次数和食团质量即可得到奶牛的采食量,这是本系统的理论依据。 在综合分析了课题的任务、要求和研究对象的特点后设计了检测系统的整体方案,并进行了硬件选型和电路设计。选用HK-2000系列传感器对奶牛颞窝位置进行实时检测,采用ATmega32单片机对检测系统进行控制,对信号处理和数据传输系统进行了器件选型和电路设计。 基于LabWindows/CVI对检测系统上位机软件部分进行了设计和开发,主要包括三个部分:数据采集处理部分、用户界面部分、数据库部分。每一部分设计都采用模块化、子程序化的设计思路。基于LabWindows/CVI开发的操作系统界面简单易用,各项功能按钮直观形象,操作方便。 总之,基于虚拟仪器的奶牛采食量检测系统实现了对个体奶牛的采食量检测,并能够将采食数据储存、查询以及输出打印等,而且操作界面友好,使用方便,适合在中小规模的奶牛场中应用。


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