基于STM32的羊群智能化養(yǎng)殖裝置的設(shè)計(jì)

董桂菊,劉斯達(dá),陳海霞,呂信超,馮 江

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 電氣與信息學(xué)院,哈爾濱 150030)

0 引言

我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó),隨著人民生活水平的提高,對(duì)動(dòng)物性食品的需求增加,推動(dòng)了我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大,畜產(chǎn)品總量大幅增加,使得養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)生積極轉(zhuǎn)變。倘若繼續(xù)沿用人工管理養(yǎng)殖場(chǎng)的方式,已難以適應(yīng)現(xiàn)代化養(yǎng)殖的需求。我國(guó)在養(yǎng)殖智能化設(shè)備方面起步較晚,技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)仍有不足,國(guó)外許多大中型養(yǎng)殖場(chǎng)都已使用大量高度自動(dòng)化與機(jī)械化結(jié)合的養(yǎng)殖設(shè)備,如智能化禽舍環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、智能一體化有機(jī)畜牧管理系統(tǒng)及畜牧自動(dòng)稱(chēng)重分群管理控制系統(tǒng)等[1]。智能化的養(yǎng)殖設(shè)備是今后畜牧業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)和重要標(biāo)志。

電子秤因其準(zhǔn)確可靠的特點(diǎn)在各行業(yè)中廣為應(yīng)用,早期的稱(chēng)重系統(tǒng)基于模糊量稱(chēng)重傳感器,稱(chēng)重過(guò)程完全由人工控制和讀取,易受人為因素的影響,導(dǎo)致準(zhǔn)確度和效率都很低。自從周祖濂提出數(shù)字稱(chēng)重系統(tǒng)的概念以來(lái),各種稱(chēng)重系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用于各種行業(yè)的稱(chēng)重,人們對(duì)稱(chēng)重提出新的要求,自動(dòng)稱(chēng)重(或稱(chēng)智能稱(chēng)重)應(yīng)運(yùn)而生[2-3]。目前,我國(guó)許多養(yǎng)殖場(chǎng)在養(yǎng)殖過(guò)程中仍采用人工稱(chēng)重的方法對(duì)牲畜進(jìn)行稱(chēng)重,不僅耗費(fèi)大量的人力資源,而且在稱(chēng)重效率及精度上都十分低下。針對(duì)上述問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種智能化養(yǎng)殖裝置,以單片機(jī)為核心控制器,通過(guò)硬件搭配實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)殖的畜牧進(jìn)行身份識(shí)別、自動(dòng)稱(chēng)重、自動(dòng)分欄等功能,不僅解放了人力資源,而且效率及精度相比于人工稱(chēng)重有非常大的提高。

1 系統(tǒng)工作原理及總體結(jié)構(gòu)

1.1 工作原理

本文設(shè)計(jì)的羊群智能化養(yǎng)殖裝置,主要包括以下3個(gè)功能,即羊只稱(chēng)重、自動(dòng)分群及羊只身份識(shí)別。

系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行后,通過(guò)稱(chēng)重臺(tái)入口門(mén)的紅外識(shí)別傳感器,檢測(cè)到羊只進(jìn)入稱(chēng)重臺(tái),稱(chēng)重臺(tái)底部的壓力變化器開(kāi)始工作,采集羊只質(zhì)量,并將采集的羊只質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸給主控制器進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)處理與保存。

在稱(chēng)重臺(tái)內(nèi)部?jī)蓚?cè),分別安裝射頻識(shí)別傳感器,每只羊的耳朵上都有記錄羊只身份信息的耳標(biāo)。在羊只進(jìn)入稱(chēng)重臺(tái)稱(chēng)重時(shí),射頻識(shí)別傳感器自動(dòng)讀取羊只耳標(biāo)中的信息,主控制器將羊只質(zhì)量數(shù)據(jù)處理后,通過(guò)射頻識(shí)別傳感器將本次測(cè)量的羊只質(zhì)量數(shù)據(jù)及羊只進(jìn)入的分欄信息等全部刷新到羊只的耳標(biāo)中,進(jìn)行保存。

用戶在系統(tǒng)開(kāi)始工作前,通過(guò)顯示與操作單元,預(yù)先設(shè)定將羊只分群的質(zhì)量參數(shù),在LCD中將參數(shù)設(shè)定并保存;對(duì)稱(chēng)重臺(tái)內(nèi)的羊只進(jìn)行稱(chēng)重后,主控制器將測(cè)量的羊只質(zhì)量與預(yù)先設(shè)定的分群參數(shù)進(jìn)行比較,確定該質(zhì)量的羊只應(yīng)進(jìn)入的分欄;通過(guò)485總線將控制信號(hào)傳輸給對(duì)應(yīng)分欄的氣閥門(mén)控制器,控制對(duì)應(yīng)分欄門(mén)的開(kāi)關(guān),使該質(zhì)量的羊只進(jìn)入相應(yīng)質(zhì)量的分欄,完成羊只自動(dòng)分群操作。

通過(guò)傳感器和控制器之間的密切配合,裝置可以自動(dòng)完成對(duì)羊只的稱(chēng)重、身份識(shí)別及自動(dòng)分群等操作,并將測(cè)量的羊只質(zhì)量數(shù)據(jù)及羊只身份的相關(guān)信息全部顯示在LCD屏幕上,以便工作人員進(jìn)行查看,同時(shí)傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)都會(huì)存儲(chǔ)到SD卡中。

1.2 總體結(jié)構(gòu)

整個(gè)控制系統(tǒng)根據(jù)功能,可以分為主控與存儲(chǔ)單元、稱(chēng)重單元、羊只身份信息識(shí)別單元、顯示與操作單元、氣閥門(mén)控制單元及遙控單元。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖Fig.1 The system structure diagram

遙控器具有系統(tǒng)的最高控制權(quán)限,可以在系統(tǒng)運(yùn)行前進(jìn)行故障檢測(cè),在運(yùn)行中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。工作人員通過(guò)操作與顯示單元對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作,并通過(guò)LCD屏幕實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。羊只身份識(shí)別單元讀取羊只耳標(biāo)信息及羊只質(zhì)量信息;氣閥門(mén)控制單元控制裝置各個(gè)門(mén)的開(kāi)關(guān),使羊只進(jìn)入相應(yīng)的門(mén);主控制器處理傳感器采集的各部分?jǐn)?shù)據(jù),控制系統(tǒng)按照設(shè)定的要求運(yùn)行,并將測(cè)量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到SD卡中。

2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

穩(wěn)定的電源是整個(gè)系統(tǒng)正常工作的前提,由于系統(tǒng)電路較為復(fù)雜,用到的元器件較多,會(huì)產(chǎn)生不同的電壓等級(jí)需要。在遙控器部分,采用12V鋰電池,通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路,將電壓降為5V為控制器,為數(shù)傳模塊等器件供電,并留出充電接口。主控部分、氣閥門(mén)控制部分、羊只身份識(shí)別部分采用線性穩(wěn)壓電源為控制器和液晶顯示屏供電,同樣通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路,降壓后供電。在為氣閥和壓力傳感器供電時(shí),選用開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行供電。在系統(tǒng)各部分電路中,選用不同的轉(zhuǎn)壓穩(wěn)壓芯片,將電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換后對(duì)不同電壓等級(jí)的元器件進(jìn)行供電[4]。

2.1 主控與存儲(chǔ)單元

主控與存儲(chǔ)單元包括主控制器、SD存儲(chǔ)卡及紅外傳感器。主控制器是系統(tǒng)的核心控制器,負(fù)責(zé)處理系統(tǒng)各部分反饋的指令及各傳感器采集的數(shù)據(jù),并且根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行狀況,向系統(tǒng)各個(gè)部分發(fā)送相應(yīng)的控制指令,控制系統(tǒng)各部分按照要求運(yùn)行。

系統(tǒng)運(yùn)行前,工作人員通過(guò)顯示與操作單元,設(shè)定羊只分群的質(zhì)量參數(shù),保存到主控制器中;在后續(xù)羊只稱(chēng)重及分群中,通過(guò)傳感器反饋的羊只質(zhì)量信息,與設(shè)定的分群參數(shù)進(jìn)行比較,確定羊只應(yīng)進(jìn)入的分欄,發(fā)送相應(yīng)的控制信號(hào)給該分欄對(duì)應(yīng)的氣閥門(mén)控制器,控制相應(yīng)的分欄門(mén)打開(kāi),使羊只準(zhǔn)確的進(jìn)入對(duì)應(yīng)重量的分欄,完成分群操作。SD卡與主控制器通過(guò)SPI總線的方式進(jìn)行通信,傳感器測(cè)量的羊只質(zhì)量、羊只身份信息等數(shù)據(jù),主控制器在處理后,會(huì)保存到SD卡中。系統(tǒng)的主控制器選用STM32F103ZET6芯片[5-6],采用自主設(shè)計(jì)集成電路板,并對(duì)控制電路進(jìn)行封裝。

2.2 氣閥門(mén)控制單元

氣閥門(mén)控制單元包括氣閥門(mén)控制器、電磁閥氣閥及氣缸。氣閥門(mén)控制器的芯片選用STM32F103RBT6芯片,自主設(shè)計(jì)電路板。

整個(gè)裝置共有5個(gè)門(mén)需要控制,包括稱(chēng)重臺(tái)入口門(mén)、出口門(mén)及羊只分群的3個(gè)分欄門(mén),每個(gè)門(mén)上均安裝有氣缸,通過(guò)氣缸的伸縮控制門(mén)的開(kāi)關(guān)。設(shè)計(jì)時(shí),將電磁閥氣閥分別與每個(gè)門(mén)的氣缸進(jìn)行連接,并利用繼電器設(shè)計(jì)控制開(kāi)關(guān)電路,通過(guò)控制繼電器的開(kāi)關(guān),達(dá)到控制電磁閥氣閥開(kāi)關(guān)的目的。由于每個(gè)門(mén)均安裝了電磁閥氣閥和氣缸,為了使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,分別對(duì)電磁閥氣閥和氣缸配置氣閥門(mén)控制器;為了防止因?yàn)榫€長(zhǎng)及電磁閥氣閥的干擾,氣閥門(mén)控制器與主控制器之間采用485通訊的方式進(jìn)行連接[7]。主控制器處理完羊只質(zhì)量和身份信息等數(shù)據(jù)后,將控制信號(hào)通過(guò)485總線發(fā)送給相應(yīng)的氣閥門(mén)控制器,信號(hào)經(jīng)過(guò)光耦隔離送到繼電器,控制與該氣閥門(mén)控制器相連接的電磁閥氣閥和氣缸動(dòng)作,確保羊只進(jìn)入其應(yīng)進(jìn)入的分欄門(mén),保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3 稱(chēng)重單元

稱(chēng)重單元由壓力變換器與濾波放大電路組成,與主控制器相連,將測(cè)量的羊只質(zhì)量數(shù)據(jù)反饋給主控制器進(jìn)行處理。壓力信號(hào)是稱(chēng)重的重要信號(hào),在設(shè)計(jì)中選用懸臂梁壓力傳感器測(cè)量羊只質(zhì)量。在稱(chēng)重臺(tái)下方四角位置,分別安裝懸臂梁壓力傳感器,通過(guò)電橋電路將懸臂梁壓力傳感器進(jìn)行連接,提取出總的輸出信號(hào)[8]。在對(duì)羊只質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣的過(guò)程中,會(huì)夾雜著部分干擾信號(hào),故要先對(duì)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的硬件處理。在壓力傳感器的輸出端,設(shè)計(jì)一個(gè)綜合轉(zhuǎn)換電路,將輸出的四路電流信號(hào)進(jìn)行濾波、I-U變換、差動(dòng)放大和反相放大,最后對(duì)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)發(fā)送給控制器進(jìn)行處理。信號(hào)處理流程如圖2所示。

圖2 信號(hào)處理流程Fig.2 Signal processing flow

羊只在稱(chēng)重臺(tái)進(jìn)行稱(chēng)重時(shí),由于羊只的跑動(dòng)、電磁閥和分欄門(mén)開(kāi)合時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng),會(huì)以高頻的形式夾雜在有效信號(hào)中,所以第1步的處理是加入低通濾波電路,設(shè)計(jì)時(shí)采用二階壓控電壓源型低通濾波器,濾除振動(dòng)干擾。在信號(hào)檢測(cè)電路中,會(huì)混有由于電源產(chǎn)生的50Hz工頻干擾,在進(jìn)行低通濾波后,需要用陷波器,對(duì)工頻50Hz干擾信號(hào)進(jìn)行濾除。在工頻干擾濾除后,還要對(duì)共模干擾進(jìn)行處理。所謂的共模干擾,就是在輸出的正負(fù)兩端都產(chǎn)生的干擾,設(shè)計(jì)時(shí)采用由三極管直接搭建的差動(dòng)放大電路,對(duì)共模信號(hào)進(jìn)行濾除。經(jīng)過(guò)上述硬件濾波電路處理后,各干擾信號(hào)已被濾除,且差動(dòng)放大電路已對(duì)信號(hào)進(jìn)行了一定程度的放大,但輸出的信號(hào)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到被ADC采樣的程度,需要進(jìn)行2～3級(jí)的放大,才能得到所需要的信號(hào)。采用儀用放大器電路,對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行放大,在放大信號(hào)的同時(shí)能夠提高共模抑制比。

將上述濾波和放大電路,搭建在壓力傳感器的輸出端,由于羊只的體重范圍較大,在滿足稱(chēng)重精度的要求下,采用芯片內(nèi)部的12位A/D轉(zhuǎn)換器。由于壓力傳感器輸出的信號(hào)為電流信號(hào),故要將濾波和放大后的信號(hào)進(jìn)行I-U轉(zhuǎn)換,將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成芯片引腳能夠識(shí)別的電壓信號(hào),發(fā)送給主控制器,對(duì)輸出的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。

2.4 羊只身份信息識(shí)別單元

羊只身份信息識(shí)別單元由控制器、射頻識(shí)別器及安裝在羊只耳朵上的耳標(biāo)組成,控制器芯片選用STM32F103RBT6芯片,自主設(shè)計(jì)電路板。

羊只耳標(biāo)中的信息包括羊只編號(hào)和質(zhì)量,稱(chēng)重臺(tái)內(nèi)部?jī)蓚?cè)均安裝射頻識(shí)別器。羊只進(jìn)入稱(chēng)重臺(tái)后,壓力傳感器采集羊只質(zhì)量數(shù)據(jù),同時(shí)射頻識(shí)別器讀取羊只耳標(biāo)中的信息,控制器將讀取的羊只信息通過(guò)485總線發(fā)送給主控制器;主控制器處理完數(shù)據(jù)后,通過(guò)LCD顯示屏顯示羊只編號(hào)和稱(chēng)量的質(zhì)量信息,并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絊D卡中進(jìn)行存儲(chǔ),以便工作人員調(diào)用;同時(shí),最新測(cè)量的羊只質(zhì)量數(shù)據(jù)會(huì)通過(guò)射頻識(shí)別器更新到羊只耳標(biāo)中。

2.5 顯示與操作單元

顯示與操作單元包括LCD顯示屏及用于操作的矩陣鍵盤(pán)。LCD顯示屏通過(guò)串口與主控制器進(jìn)行通訊,工作人員通過(guò)此部分對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作,在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行之前,工作人員要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分群重量參數(shù)的設(shè)定。系統(tǒng)有3個(gè)分欄,需要設(shè)定兩個(gè)分群質(zhì)量參數(shù),通過(guò)顯示與操作單元輸入要設(shè)定的分群質(zhì)量參數(shù);主控制器對(duì)分群質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行保存,在后續(xù)的羊只稱(chēng)重中與測(cè)量的羊只質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比,確定羊只應(yīng)進(jìn)入的分欄,控制系統(tǒng)各部分作出相應(yīng)動(dòng)作;主控制器在處理各傳感器采集的數(shù)據(jù)后,會(huì)在LCD顯示屏上顯示出羊只的質(zhì)量、羊只編號(hào)及系統(tǒng)各部分的運(yùn)行情況,以便工作人員查看,隨時(shí)掌握系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

2.6 遙控單元

遙控單元包括控制器、矩陣按鍵、無(wú)線通訊模塊及鋰電池,控制器芯片選用STM32F103RBT6芯片,自主設(shè)計(jì)電路板。由于系統(tǒng)較為復(fù)雜,需要控制的部分較多,為了防止系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障燈原因,設(shè)計(jì)了遙控單元。遙控器具有系統(tǒng)最高的控制權(quán)限,在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行前工作人員可以通過(guò)手持遙控器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn),查看系統(tǒng)是否能正常運(yùn)行。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,若出現(xiàn)故障或運(yùn)行錯(cuò)誤,可以用遙控器控制系統(tǒng)運(yùn)行狀況,排出故障和糾正錯(cuò)誤。遙控器與主控制器之間,通過(guò)無(wú)線通訊模塊進(jìn)行通訊,與主控制器之間時(shí)刻進(jìn)行一個(gè)字節(jié)的傳輸,不同的按鍵代表不同的字節(jié),對(duì)應(yīng)著相應(yīng)要執(zhí)行的功能。

3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

整個(gè)控制系統(tǒng)中單片機(jī)的軟件部分都是通過(guò)Keil軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行編譯,用C語(yǔ)言編寫(xiě)程序后下載到單片機(jī)中進(jìn)行調(diào)試[9]。系統(tǒng)的軟件流程如圖3所示。

整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行前,系統(tǒng)內(nèi)部各單元會(huì)進(jìn)行初始化設(shè)定,包括各個(gè)控制器內(nèi)部時(shí)鐘、串口初始化及各傳感器的初始化;初始化完成后,工作人員通過(guò)顯示與操作單元,設(shè)定羊只分群的質(zhì)量參數(shù),保存到主控制器中;整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行,稱(chēng)重臺(tái)入口門(mén)打開(kāi),處于可稱(chēng)重狀態(tài),等待羊只進(jìn)入稱(chēng)重臺(tái)。

當(dāng)稱(chēng)重臺(tái)入口門(mén)的紅外傳感器檢測(cè)到有羊只進(jìn)入稱(chēng)重臺(tái)后,主控制器向稱(chēng)重臺(tái)入口門(mén)的氣閥門(mén)控制器發(fā)送指令,關(guān)閉稱(chēng)重臺(tái)入口門(mén),壓力傳感器開(kāi)始采集羊只質(zhì)量數(shù)據(jù)。由于羊只上下稱(chēng)重臺(tái)時(shí)會(huì)發(fā)生跑動(dòng)、顛簸等動(dòng)作,壓力傳感器采集的數(shù)據(jù)并不平穩(wěn),在軟件設(shè)計(jì)中只采集信號(hào)相對(duì)平穩(wěn)的中間時(shí)段信號(hào)作為有用的質(zhì)量數(shù)據(jù),且采用取均值的方法保留相對(duì)精準(zhǔn)的測(cè)量信號(hào);信號(hào)經(jīng)過(guò)硬件電路濾波、放大、轉(zhuǎn)換等處理后,通過(guò)算法處理將采集的信號(hào)轉(zhuǎn)換成質(zhì)量數(shù)據(jù)。由于壓力傳感器存在非線性度問(wèn)題,導(dǎo)致輸入值與輸出值之間并不是一個(gè)嚴(yán)格的線性關(guān)系,在設(shè)計(jì)中采用曲線擬合法對(duì)壓力傳感器進(jìn)行非線性的校正[10],擬合出壓力傳感器采集的電壓和羊只質(zhì)量之間的回歸方程,將壓力傳感器采集的電壓信號(hào),通過(guò)算法轉(zhuǎn)換成羊只質(zhì)量數(shù)據(jù)。

在壓力傳感器采集羊只質(zhì)量數(shù)據(jù)時(shí),稱(chēng)重臺(tái)內(nèi)部?jī)蓚?cè)的射頻識(shí)別器同時(shí)開(kāi)始工作,讀取羊只耳標(biāo)中的信息,通過(guò)控制器將羊只信息發(fā)送給主控制器;待壓力傳感器采集完羊只重量數(shù)據(jù)后,通過(guò)射頻識(shí)別器在將本次測(cè)量的羊只質(zhì)量數(shù)據(jù)更新到羊只的耳標(biāo)中。

在羊只稱(chēng)重和羊只身份信息讀取操作完成后,主控制器將測(cè)量的羊只質(zhì)量數(shù)據(jù),與預(yù)先設(shè)定的羊只分群參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,確定出該羊只應(yīng)進(jìn)入的分欄,并發(fā)送控制信號(hào)給該分欄對(duì)應(yīng)的氣閥門(mén)控制器及稱(chēng)重臺(tái)出口門(mén)的氣閥門(mén)控制器;控制稱(chēng)重臺(tái)出口門(mén)和羊只應(yīng)進(jìn)入的分欄門(mén)打開(kāi),通過(guò)該分欄門(mén)上安裝的紅外傳感器確認(rèn)羊只是否離開(kāi)稱(chēng)重臺(tái)進(jìn)入相應(yīng)分欄。

主控制器在處理傳感器采集的信號(hào)時(shí),會(huì)將測(cè)量的羊只質(zhì)量、羊只身份信息及羊只進(jìn)入的分欄等相關(guān)信息顯示到LCD顯示屏上,以便工作人員查看。

4 試驗(yàn)與結(jié)果分析

為了檢驗(yàn)裝置的功能性及系統(tǒng)的準(zhǔn)確性,將控制系統(tǒng)連接后進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)前先用較為精準(zhǔn)的電子秤提前稱(chēng)量羊群中每只羊的質(zhì)量,做為羊只的實(shí)際質(zhì)量,與裝置稱(chēng)量的羊只質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比,判斷裝置稱(chēng)重和羊只分群的準(zhǔn)確性。系統(tǒng)運(yùn)行前,設(shè)定羊只分群的質(zhì)量參數(shù),因本次試驗(yàn)羊只較多,質(zhì)量范圍大,設(shè)定的羊只分群參數(shù)分別為40kg和60kg。由于羊只較多,提取部分?jǐn)?shù)據(jù)作為參考驗(yàn)證本次試驗(yàn),將測(cè)量的數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,如圖4所示。

圖4 稱(chēng)量質(zhì)量與實(shí)際質(zhì)量對(duì)比圖Fig.4 Comparison of weight and actual weight

表1為部分試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總Table 1 Experimental data aggregation

通過(guò)試驗(yàn)分析可知:裝置稱(chēng)量的羊只質(zhì)量與羊只的實(shí)際質(zhì)量基本一致,稱(chēng)量后根據(jù)羊只質(zhì)量將羊只分群準(zhǔn)確,驗(yàn)證了裝置中控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性及裝置稱(chēng)重部分和分群部分的準(zhǔn)確性。

5 結(jié)論

設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種以單片機(jī)為控制器核心對(duì)養(yǎng)殖的羊只進(jìn)行自動(dòng)稱(chēng)重并根據(jù)稱(chēng)量的質(zhì)量實(shí)行分群管理的智能化養(yǎng)殖裝置。所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)安全可靠,裝置運(yùn)行穩(wěn)定。與傳統(tǒng)的人工稱(chēng)重相比,極大地提高了稱(chēng)重效率,降低了人工的勞動(dòng)強(qiáng)度,因此自動(dòng)稱(chēng)重等智能化養(yǎng)殖裝置有著廣闊的發(fā)展與應(yīng)用前景。本裝置中的控制系統(tǒng)作為養(yǎng)殖業(yè)中自動(dòng)稱(chēng)重與分群設(shè)備的研究,證明了自動(dòng)稱(chēng)重與分群設(shè)備的可行性,為后續(xù)相似的智能化養(yǎng)殖裝置的研究提供了借鑒與參考。