《基于射频识别技术的奶牛自动放料系统毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于射频识别技术的奶牛自动放料系统毕业论文（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、南京林业大学2009年毕业论文摘要RFID (Radio Frequency Identification，射频识别)是一种非接触式自动识别技术，在动物的饲养、运输、屠宰及产品的加工和流通等环节可以实施全过程、全位的有序管理和监控，因而得到了广泛使用。本研究运用RFID射频技术实现奶牛身份的自动识别，提出了一套较为完整的适用于规模化养牛场的奶牛自动、准确料量投放的饲喂控制系统（Automatic Cow Feeding Control System）。奶牛自动喂料系统主要是由奶牛识别模块、PIC单片机控制模块、电机驱动模块和显示与人工设定模块等四个控制部分构成。 奶牛识别模块是基于MF1 IC
2、 S50的高频读写器，用于读写电子耳标信息，识别奶牛的身份。控制模块是通过pic16F873单片机输出的脉冲数控制电机转动从而达到准确投料的目的。本文主要从这几个模块着手，简要介绍它们的主要特点和工作原理，全面阐述了该技术在今后的奶牛养殖中方便之处和发展趋势。试验结果表明：MF1 IC S50射频读写器灵敏度高，识别时间短，识别距离达到6cm,误读率低。软、硬件系统能够长期稳定的运行，具有较高的使用价值。关键词： RFID PIC单片机控制 电机驱动 ABSTRACT RFID (Radio Frequency Identification) is an untouched automatic
3、 identification technique, which was widely used because it can manage monitor efficiently in the whole process of breeding, transportation and slaughtering of animals and the manufacture and circulation. RFID technique was selected to implement of cow identification according to the comparison of s
4、everal automated identification techniques. An intact automated cow feeding control system (ACFCS) applied in the scale cow was proposed in this study. Automatic Cow Feeding System is composed of four parts，such as cow identification- module , PIC MCU control module, the motor-driving module and dis
5、play and artificial setting module. Cow identification module is built by MF1 IC S50 high frequency reader was used to read the information of ear tag and identify the cow ID. PIC MCU control module control motor turning by MCU pic16F873. From the four major parts, this article outlines the main fea
6、tures and principles of the work，expounded the trend of the development and the convenience of the farming and techniques in the future. Experiments result indicted that MF1 IC S50 was high sensitive and radio of error was low. The operation of both hardware and software were stable，it has a great a
7、pplied value. Keywords：RFID PIC MCU-control motor-driving 目录摘要1ABSTRACT2目录31 前言41.1选题的背景及意义41.2 研究目标和研究内容51.2.1 研究目标51.2.2 研究内容62 RFID技术简介72.1 RFID系统的组成72.2 RFID系统的原理72.3 RFID系统方案选型82.4 RFID特点83 ACFCS系统总体设计103.1概述103.2 ACFCS 工作流程103.3 ACFCS总体方案设计103.4 ACFCS 基本功能114 ACFCS 系统硬件电路设计124.1 元件选择124.1.1 单片
8、机的选择124.1.2 串口EEPROM的选择144.2 显示与人工设定模块设计154.2.1 HD7279A芯片选择154.2.2 模块的电路设计174.3 单片机控制模块184.4 电机驱动模块194.4.1 步进电机的选择195 ACFCS系统软件设计225.1 程序的主循环流程225.2 软件开发环境225.3 RS232串行通信225.3.1 通信协议225.3.2 串行通信程序设计225.4 步进电机位置控制程序设计225.5 中断程序设计226 总结与讨论227 致谢22参考文献22附录 控制系统的程序清单221 前言1.1选题的背景及意义 近几年来，我国奶业持续健康发展，饲养规
9、模不断扩大，加工能力明显增强，奶类产品持续增长，乳品消费稳步提高，对丰富城乡市场、优化农业结构、增加农民收入做出了重要贡献。为促进奶业持续健康发展, 2007年9月30日，国务院发布国务院关于促进奶业持续健康发展的意见。意见强调，促进奶业持续健康，是优化农业结构，建设现代农业的需要；是促进产业进步，增加农民收入的需要；是改善居民膳食结构，增强国民体质的需要。国内外实践证明，奶牛养殖规模化、集约化、标准化是发展现代奶牛养殖业的必由之路。规模化是基础，只有推行奶牛养殖规模化，才能广泛运用先进技术，规模化奶牛场是推广先进技术的载体。集约化是核心，其本质就是提高科技含量，在规模化的基础上，集成各项先进
10、实用技术，开展集约化经营。标准化是关键，通过标准化生产，把集成的科学技术落在实处。通过发展规模化奶牛场提高规模养殖的比重。奶牛业是畜牧业的重要组成部分，是世界公认的节粮、经济、高效型产业。促进奶业持续健康发展，是当前及今后一个时期农业和农村经济发展中一项紧迫的战略任务。促进养殖方式由粗放向集约转变，市场秩序由无序竞争向规范有序转变，增长方式由数量向质量转变，奶业由传统向现代转变。从2008年三聚氰胺事件中也看出规模化、集约化、标准化养殖奶牛的重要性，由于众多乳品加工企业为节约成本，忽视奶源建设的重要性，在产业链上游，抛开奶牛这项低投资回报率的重资产，把控制力和波动风险转嫁给奶站，从而导致悲剧的
11、发生。随着事件的发展，乳品加工企业已经意识到上游奶源之于产品质量非比寻常的重要性，加快奶场的建设已经成为当务之急。而奶场的规模化必然是大势所趋，也为本课题研究的份量增添了砝码。国内传统的奶牛养殖，对于饲料投放这一块都是采用人工放料，即工人根据肉眼观察牛棚里每头奶牛上方的标牌，获知奶牛的性别、年龄、牛的编号和饲料量等信息，然后手工将对应重量的饲料投放到食槽中，这样的方法简单易于实现。但是由于饲料的重量是靠人工把握的，不可避免会出现误差，当料量偏少时奶牛吃不饱，会导致产奶量减少，当料量偏多时奶牛长膘过多，也会导致产奶量减少，使奶农遭受经济损失。而且对整个牛场中所有奶牛投喂需要相当长的时间，采用人工
12、放料的方式必然会使工人疲劳，体力消耗也很大，对于规模较大的牛场，这样的喂养方法不利于高效迅捷的管理。欧美等国所采用的TMR混合性日粮（Total Mixed Ration）技术，是一种能够提供足够的营养以满足奶牛需要的饲养技术。 它是根据奶牛在各个不同阶段的营养需要，按营养专家设计的配方用特制搅拌机对粗料、精料等进行充分混合的一种先进的饲养工艺。但因其成本高，初期投入巨大，目前国内采用这种工艺的牛场较少，一般都是存栏量在数千头以上的大型牛场。所以开发能够代替人工并且符合中国奶农所要追求的高效率低成本的自动放料系统已经是刻不容缓。1.2 研究目标和研究内容1.2.1 研究目标 无线射频识别技术解
13、决方案可确保任何供应链的高质量数据交流，该项目的实施可以实现两个最重要的目标。第一，实现了整个喂养过程的高度自动化控制。第二，彻底实现奶牛个性化管理。建设目标具体如下：1、实现了整个生产过程的高度自动化控制自动供料: 整个系统采用自动下料+自动识别的自动饲喂装置，实现了完全的自动供料。个性化管理: 准确控制每头奶牛的饲料量，真正实现个性化管理。数据传输: 所有数据都可以实时传输显示在显示器上。2、实现了数据管理的高度智能化系统可以自动完成奶牛的自动识别，并能实时显示奶牛的饲料量，从而了解奶牛的成长情况。当发生如因奶牛生长需要修改数据或者因读卡故障需要人工驱动放料电机等问题，还可以通过键盘进行输
14、入操作，真正实现了方便快捷高效。3、有利于奶场规模化、简约化、标准化建设该系统将成为奶场建设中里程碑式的成就，在日益追求效率的现在，该系统的作用不可估量。当规模化养殖成为主流，自动喂养的方式必然是其中不可或缺的环节。1.2.2 研究内容 本文以射频识别技术的实际应用为背景，以奶牛自动饲喂控制系统的设计为例，阐述了使用一种Philips公司生产的工作于13.56MHz的典型的射频CL RC632 IC卡进行系统开发的方法，所做的工作主要有以下几方面:(1)系统的总体方案设计，研究奶牛自动识别的实现原理，确定系统的具体实现过程与工艺流程，完成硬件系统结构框图，实现控制参数的检测，完成硬件各部分元器
15、件的选择，选取软件语言等。(2)采用公司MIFARE的MF1 IC S50射频芯片，设计了基于51单片机的13.56MHz的射频读写器，对读写器作了重点研究。(3)设计了基于PIC单片机的控制电路，并采用Protel99绘制了电路原理图。(4)根据所要实现的功能，利用汇编语言进行了程序设计，并进行调试，真正实现所要求的结果。 (5)对整个系统作了模拟试验，验证系统的可靠性。2 RFID技术简介2.1 RFID系统的组成最简单的RFID系统由电子标识(Tag)、读写器(Reader)和天线(Antenna)三部分组成。电子标识由集成电路(IC)和连接天线组成，天线通常为一组线圈。存储在集成电路里的数据可以通过天线来发送。电子标识芯片有的比米粒还小，有的则像砖块一样大。数据发送速度和范围将根据使用的频率、天线尺寸、功率输出和干扰的不同而异。读写器是读写电子标识中数据的装置，由RF模块、控制电路、接口电路以及天线等组成。读写器的基本功能就是提供与标识进行数据传输的途径。读写器还提供相当复杂的信号状态控制、奇偶错误校验与更正等功能。读写器通常
