專利名稱：一種奶量集中采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于養(yǎng)殖小區(qū)的一種奶量集中采集系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)企業(yè)提出的“以信息化帶動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化”理念的推動(dòng)下，以及國(guó) 夕卜"精確農(nóng)業(yè)"在畜牧業(yè)當(dāng)中實(shí)踐并取得巨大成功的基礎(chǔ)上，可以肯定國(guó)內(nèi)奶業(yè)發(fā)展的當(dāng) 務(wù)之急必然是實(shí)現(xiàn)奶業(yè)的信息化、自動(dòng)化和智能化。結(jié)合目前我國(guó)奶業(yè)的實(shí)情，主要有以 下三點(diǎn)原因制約奶業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展其一，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的奶業(yè)器械大部分為進(jìn)口設(shè)備， 進(jìn)口設(shè)備存在價(jià)格昂貴、漢化問題和維護(hù)不方便等缺點(diǎn)，同時(shí)其設(shè)備中計(jì)量裝置所占成本 比例較高，嚴(yán)重制約其在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的進(jìn)一步推廣；其二，結(jié)合我國(guó)奶業(yè)實(shí)情，行業(yè)中養(yǎng)殖戶 普遍以養(yǎng)殖小區(qū)形式存在，而養(yǎng)殖小區(qū)大都經(jīng)濟(jì)實(shí)力薄弱，致使其在擠奶廳建設(shè)過程中僅 僅安裝了自動(dòng)擠奶設(shè)備而未安裝計(jì)量系統(tǒng)，從而導(dǎo)致奶量的計(jì)量仍采用傳統(tǒng)的人工讀取方 式，而人工讀取存在精度低，操作性差，工作量大等缺點(diǎn)；其三，奶量信息作為DHI測(cè)定的主 要組成部分，是判定牛只產(chǎn)奶性能的主要依據(jù)，目前的計(jì)量系統(tǒng)均未實(shí)現(xiàn)對(duì)奶量信息的系 統(tǒng)加工處理，運(yùn)用所得結(jié)果指導(dǎo)奶場(chǎng)經(jīng)營(yíng)管理，這樣不利于提高工作效率，不利于提高奶廠 經(jīng)營(yíng)管理水平，不利于整個(gè)奶業(yè)的科學(xué)化發(fā)展
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種奶量集中采集系統(tǒng)，其具有測(cè)量精度高、成本低、實(shí)用性 強(qiáng)、易于推廣、可在線維護(hù)、且能實(shí)現(xiàn)對(duì)奶量信息的系統(tǒng)加工處理，進(jìn)而用于指導(dǎo)奶廠經(jīng)營(yíng)管理。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種奶量集中采集系統(tǒng)，其特別之處在于，包括通過無線方式連接的用于計(jì)量單 個(gè)擠奶臺(tái)位信息的至少1個(gè)采集終端和用于集中采集本小區(qū)所有擠奶臺(tái)位信息的小區(qū)集 中器，其中小區(qū)集中器包括小區(qū)集中處理單元，該小區(qū)集中處理單元與無線單元連接，而采 集終端包括與無線單元連接的終端處理單元，該終端處理單元的輸入端分別與流量傳感器 和液位開關(guān)連接從而獲取液位及流量信息，該終端處理單元的輸出端分別與進(jìn)氣閥、真空 閥、和回奶閥的控制端連接從而控制閥門開、閉。其中小區(qū)集中處理單元為上位計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)通過電平轉(zhuǎn)換電路與無線單元連接。其中終端處理單元為單片機(jī)。其中終端處理單元還與人機(jī)交互單元通過SPI串行總線連接。其中小區(qū)集中器和采集終端之間通過基于無線RF通信的RS485總線進(jìn)行連接。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、系統(tǒng)充分考慮擠奶廳在運(yùn)作過程當(dāng)中極其復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，所以采用無線方式 進(jìn)行信息的傳輸，這樣不僅大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)布線，而且很好的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；
2、系統(tǒng)軟硬件結(jié)合，具備一定的自我監(jiān)測(cè)功能，可以動(dòng)態(tài)的對(duì)采集終端工作狀態(tài) 進(jìn)行檢查，以及對(duì)自身硬件系統(tǒng)進(jìn)行在線檢查，便于維護(hù)；3、系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸過程中采用多種方式進(jìn)行校驗(yàn)以保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性， 減小傳輸誤差；4、系統(tǒng)設(shè)計(jì)從我國(guó)奶業(yè)實(shí)際國(guó)情出發(fā)，采用奶量小區(qū)集中采集的方式，有效降低 了系統(tǒng)成本，便于大范圍推廣；5、系統(tǒng)中采集終端通過對(duì)擠奶工作過程中的標(biāo)志時(shí)間點(diǎn)的把握，盡可能多的把原 本奶廳工作人員的工作取代，進(jìn)一步減少工作人員的工作量，提高擠奶工作效率。


附圖1為本發(fā)明中采集終端在擠奶臺(tái)安裝原理示意圖；附圖2為本發(fā)明的原理框圖；附圖3為本發(fā)明中小區(qū)集中器的主控制流程圖；附圖4為本發(fā)明中采集終端的主控制流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一種奶量集中采集系統(tǒng)，包括小區(qū)集中器和采集終端，其中小區(qū)集中器 由集中處理單元，電平轉(zhuǎn)換電路和無線單元組成，而采集終端由終端處理單元，無線單元， 人機(jī)交互單元，回奶閥，真空閥，進(jìn)氣閥，液位開關(guān)，光電隔離單元和流量傳感器組成。所述小區(qū)集中器，其集中處理單元是上位計(jì)算機(jī)，其上安裝上位機(jī)處理軟件，軟件 具有對(duì)采集終端實(shí)現(xiàn)控制和對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理的功能，同時(shí)軟件通過與實(shí)際擠 奶操作過程相結(jié)合進(jìn)而具備一定的自糾錯(cuò)功能，其輸入輸出端通過電平轉(zhuǎn)換電路分別和無 線單元的輸出輸入端相連接，二者之間通過RS232串行接口連接，其和各個(gè)終端通過建立 RS485總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，其通信方式為無線RF通信。所述上位機(jī)軟件基于.NET平臺(tái)開發(fā)，采用SQL2005數(shù)據(jù)庫(kù)，包括奶量采集、清洗模 式、設(shè)備檢測(cè)、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、產(chǎn)奶信息和系統(tǒng)設(shè)置六部分。所述采集終端的工作原理為采集終端通過人機(jī)交互單元錄入牛只的編號(hào)信息， 同時(shí)通過上位計(jì)算機(jī)傳來的工作狀態(tài)標(biāo)志和液位開關(guān)的狀態(tài)，來判斷后控制回奶閥，真空 閥和進(jìn)氣閥的打開和閉合，配合實(shí)現(xiàn)奶量的計(jì)量，在計(jì)量過程中，終端處理單元通過對(duì)流量 傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)處理得到奶量，并將奶量送人機(jī)交換單元顯示，最終在得到小 區(qū)集中器傳來的控制信息后，采集終端再將奶量傳送到小區(qū)集中器。所述采集終端用于計(jì)量每個(gè)臺(tái)位的奶量，小區(qū)集中器用于集中采集本小區(qū)所有終 端奶量信息，一個(gè)養(yǎng)殖小區(qū)內(nèi)應(yīng)該包含一臺(tái)小區(qū)集中器和多臺(tái)采集終端，每個(gè)采集終端對(duì) 應(yīng)擠奶廳當(dāng)中的一個(gè)擠奶臺(tái)位，小區(qū)集中器最多可以控制128個(gè)采集終端，完全能夠滿足 奶廳建設(shè)的需要，其中小區(qū)集中器與采集終端之間的通信是主從式一對(duì)多通信，其中小區(qū) 集中器處理單元通過無線單元連接向采集終端傳輸控制信息，同時(shí)采集終端通過無線單元 連接小區(qū)集中器向其傳輸數(shù)據(jù)信息和狀態(tài)信息。所述主從式一對(duì)多通信的實(shí)現(xiàn)方法為首先把各個(gè)采集終端統(tǒng)一編址，每個(gè)采集 終端的地址唯一，然后把小區(qū)集中器和各個(gè)終端的數(shù)據(jù)幀格式和對(duì)應(yīng)終端的地址相關(guān)聯(lián)，建立一一映射關(guān)系，這樣小區(qū)集中器便可以通過發(fā)送不同格式的數(shù)據(jù)幀對(duì)不同的采集終端 進(jìn)行控制，也就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)小區(qū)集中器集中采集小區(qū)內(nèi)的多個(gè)采集終端的信息的目標(biāo)。所述采集終端處理單元是8052系列單片機(jī)，其中采集終端的處理單元的輸入輸 出端分別與無線單元的輸出輸入端連接，二者通過串行通信接口連接，其中采集終端的處 理單元的輸出端和回奶閥的控制端連接，其中采集終端的處理單元的輸出端和進(jìn)氣閥的控 制端連接，其中采集終端的處理單元的輸出端和真空閥的控制端連接，其中采集終端的處 理單元的輸入輸出端分別和人機(jī)交互單元的輸出輸入端相連接，二者之間通過SPI串行總 線進(jìn)行連接，其中采集終端的處理單元的輸入端和液位開關(guān)的輸出端連接，其中采集終端 的處理單元的輸入端和流量傳感器的輸出端連接，該流量傳感器為渦輪流量傳感器，其中 流量傳感器需要接光電隔離單元后和采集終端的處理單元相連接，采集終端的工作過程緊 密結(jié)合擠奶設(shè)備操作流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)奶量的準(zhǔn)確計(jì)量。所述采集終端通過人機(jī)交互單元實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能，其中人機(jī)交互單元包括按鍵 輸入和數(shù)碼顯示兩部分，其主要功能包括以下幾點(diǎn)查詢采集終端各部件工作狀態(tài)并顯示、 輸入命令控制終端使其各部件按要求動(dòng)作、通過特殊通信規(guī)約修改終端運(yùn)行參數(shù)、錄入牛 只編號(hào)信息、檢測(cè)輸入確定擠奶過程當(dāng)中的標(biāo)志時(shí)間點(diǎn)、實(shí)時(shí)顯示奶量信息等。并且，所述系統(tǒng)的工作流程是建立在實(shí)際擠奶流程基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)二者的高度結(jié) 合，從而達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目標(biāo)。這需要所述整個(gè)系統(tǒng)的工作需要考慮以下幾方面的內(nèi) 容第一，在整個(gè)擠奶過程當(dāng)中，每一批次奶牛進(jìn)入擠奶廳花費(fèi)的時(shí)間大概為1分鐘到2分 鐘，每一批次 的奶牛的擠奶過程花費(fèi)時(shí)間大概為10分鐘到15分鐘，每一批次奶牛走出擠奶 廳花費(fèi)的時(shí)間大概為1分鐘到2分鐘，也就是說在每?jī)膳文膛Ｖg有2分鐘到4分鐘的 時(shí)間，這也就要求系統(tǒng)必須在一批次的奶牛擠完奶后的2分鐘內(nèi)完成所有臺(tái)位奶量的計(jì)量 和數(shù)據(jù)的收集；第二，在擠奶過程中，會(huì)有空氣進(jìn)入擠奶管道，致使牛奶中產(chǎn)生相當(dāng)一部分 的泡沫，所產(chǎn)生泡沫將會(huì)直接影響系統(tǒng)的計(jì)量結(jié)果，需要在計(jì)量過程中消去牛奶中的泡沫； 第三，系統(tǒng)工作過程和擠奶過程實(shí)現(xiàn)高度結(jié)合的同時(shí)，二者之間也具有了高度的依賴性，這 就要求所述系統(tǒng)在控制流程設(shè)計(jì)上要具備高度的穩(wěn)定性。本發(fā)明中一種奶量集中采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其包括以下步驟1.打開小區(qū)內(nèi)所有采集終端。 2.打開上位機(jī)軟件，進(jìn)入軟件的“系統(tǒng)設(shè)置”功能，設(shè)置通信參數(shù)，如果不是第一次 使用上位機(jī)軟件，同時(shí)上位機(jī)硬件設(shè)備無改動(dòng)，則可跳過這一步。3.進(jìn)入“奶量采集”界面，點(diǎn)擊開始采集按鈕，上位機(jī)進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)。4.牛只開始進(jìn)入擠奶廳，此時(shí)操作人員需在一特定采集終端輸入牛只開始進(jìn)入奶 廳標(biāo)志所對(duì)應(yīng)命令，之后，這一采集終端會(huì)將這一事件經(jīng)過無線信道告知小區(qū)集中器。5.小區(qū)集中器在收到牛只開始進(jìn)場(chǎng)標(biāo)志后，上位機(jī)軟件系統(tǒng)延時(shí)8分鐘，之后，上 位機(jī)軟件系統(tǒng)開始循環(huán)呼叫所有未上傳奶量數(shù)據(jù)的采集終端，此呼叫過程每10秒鐘重復(fù) 一次，直到軟件系統(tǒng)采集到了所有采集終端的奶量數(shù)據(jù)。6.在步驟5過程當(dāng)中，對(duì)于各個(gè)采集終端，其計(jì)量奶量的工作流程為操作人員 按照正常操作流程進(jìn)行擠奶操作，在牛只進(jìn)場(chǎng)后在人機(jī)交互單元上輸入此次擠奶的牛只編 號(hào)，在牛只完成擠奶過程后，點(diǎn)擊采集終端面板上的“開始”按鍵，通過回奶閥和進(jìn)氣閥的規(guī) 律動(dòng)作消除牛奶當(dāng)中的泡沫，然后采集終端自行完成奶量計(jì)量。
7.在小區(qū)集中器收到牛只開始離開奶廳標(biāo)志后，軟件系統(tǒng)將本次采集的奶量數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫(kù)，并判斷所得數(shù)據(jù)的完整性和正確性。8.小區(qū)集中器回到步驟3當(dāng)中的監(jiān)聽狀態(tài)，如此循環(huán)，直至一班次擠完奶。
權(quán)利要求
1.一種奶量集中采集系統(tǒng)，其特征在于包括通過無線方式連接的用于計(jì)量單個(gè)擠奶 臺(tái)位信息的至少1個(gè)采集終端和用于集中采集本小區(qū)所有擠奶臺(tái)位信息的小區(qū)集中器，其 中小區(qū)集中器包括小區(qū)集中處理單元，該小區(qū)集中處理單元與無線單元連接，而采集終端 包括與無線單元連接的終端處理單元，該終端處理單元的輸入端分別與流量傳感器和液位 開關(guān)連接從而獲取液位及流量信息，該終端處理單元的輸出端分別與進(jìn)氣閥、真空閥、和回 奶閥的控制端連接從而控制閥門開、閉。
2.如權(quán)利要求1所述的一種奶量集中采集系統(tǒng)，其特征在于其中小區(qū)集中處理單元 為上位計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)通過電平轉(zhuǎn)換電路與無線單元連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種奶量集中采集系統(tǒng)，其特征在于其中終端處理單元 為單片機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種奶量集中采集系統(tǒng)，其特征在于其中終端處理單元還與 人機(jī)交互單元通過SPI串行總線連接。
5.如權(quán)利要求1所述的一種奶量集中采集系統(tǒng)，其特征在于其中小區(qū)集中器和采集 終端之間通過基于無線RF通信的RS485總線進(jìn)行連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及適用于養(yǎng)殖小區(qū)的一種奶量集中采集系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，包括通過無線方式連接的用于計(jì)量單個(gè)擠奶臺(tái)位信息的至少1個(gè)采集終端和用于集中采集本小區(qū)所有擠奶臺(tái)位信息的小區(qū)集中器，其中小區(qū)集中器包括小區(qū)集中處理單元，該小區(qū)集中處理單元與無線單元連接，而采集終端包括與無線單元連接的終端處理單元，該終端處理單元的輸入端分別與流量傳感器和液位開關(guān)連接從而獲取液位及流量信息，該終端處理單元的輸出端分別與進(jìn)氣閥、真空閥、和回奶閥的控制端連接從而控制閥門開、閉。本發(fā)明系統(tǒng)充分考慮擠奶廳在運(yùn)作過程當(dāng)中極其復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，所以采用無線方式進(jìn)行信息的傳輸，這樣不僅大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)布線，而且很好的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)G08C17/02GK102096993SQ20101059434
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者保文星, 史梁, 楊永生, 雷冰冰, 韓強(qiáng) 申請(qǐng)人:北方民族大學(xué)