基于ZigBee技术的养牛场称重系统设计

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通过对牛体重和采食量进行测量,研究人员可以得出牛的每日最佳进食量和不同的饲料配比对牛体重变化的影响,同时也可以体现出牛的健康状况。  本文利用ZigBee技术组建无线传感网络,利用射频识别技术识别牛的身份信息,通过不同末端测量节点,对牛身份信息进行识别,对牛采食量、体重变化进行实时测量,测量数据通过无线网络发送至管理计算机,为管理和科研人员提供基础信息。  系统设计包含硬件和软件两部分。硬件包括供电模块、数据采集模块、RFID功能模块、通讯模块、辅助功能模块。供电模块是对硬件中的所有芯片提供电源;数据采集模块实现了测量牛采食量和牛体重量的功能;RFID功能模块实现了牛身份自动识别的功能,使测量数据与牛身份一一对应;通讯模块实现了协调器将接收到的数据通过USB发送至上位机的功能;辅助功能模块中报警器在节点非正常工作时提醒工作人员。由于牛的体重差异较大,在牛体称重电路设计中,设计可编程放大电路来改变量程,针对不同的牛体重自动选择不同的放大倍数,提高称重精度。软件设计包括ZigBee芯片CC2530的程序设计和上位机软件设计。通过对CC2530芯片编程,实现了协调器组网、路由器和末端测量节点入网、末端节点测量牛体重和牛采食量的功能;上位机采用Visual Basic6.0设计了系统管理软件,实现了将接收到的采集模块所发数据存入数据库,可按不同条件查询牛体重和采食量等功能。  最后进行了模拟实验,实验包括采食量称重系统校准、传输距离测试、组网实验等。采食量称重系统校准后的结果看出,0-60kg较为精准,60-95kg存在误差,最大偏差0.02kg,误差在可接受的范围之内。传输距离模拟测试结果表明在有障碍的环境中本设计两个节点之间的40m内,新的节点能够成功加入网络。模拟实验测试结果表明系统能够满足实际应用要求。
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