奶液電導(dǎo)率檢測(cè)與奶量自動(dòng)計(jì)量裝置設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、21世紀(jì)，我國(guó)奶業(yè)及相關(guān)的乳品加工業(yè)取得快速發(fā)展，但同時(shí)也暴露出諸多問(wèn)題。2008年的三聚氰胺事件，2014年我國(guó)部分省市出現(xiàn)的倒奶現(xiàn)象，直接或間接的反映出我國(guó)在奶牛養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)、奶牛養(yǎng)殖體系以及養(yǎng)殖技術(shù)上存在弊端。針對(duì)這些問(wèn)題，結(jié)合我國(guó)奶牛養(yǎng)殖業(yè)的實(shí)際情況以及規(guī)?；⑿畔⒒陌l(fā)展需要，本文研究一種簡(jiǎn)單易用、自動(dòng)化程度較高、實(shí)現(xiàn)成本較低的奶液電導(dǎo)率檢測(cè)與奶量自動(dòng)計(jì)量裝置，應(yīng)用單片機(jī)結(jié)合傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)奶液電導(dǎo)率檢測(cè)與奶量計(jì)量，為判斷奶牛健康情

2、況提供數(shù)據(jù)支持。
　　結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，對(duì)部分中小養(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行相關(guān)調(diào)研，并在2014年6月中旬，前往黑龍江省齊齊哈爾市克東縣飛鶴乳業(yè)公司第一牧場(chǎng)參觀學(xué)習(xí)，確定設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境并提出了設(shè)備的總體設(shè)計(jì)以及實(shí)施方案。
　　首先，對(duì)奶液電導(dǎo)率檢測(cè)與奶量自動(dòng)計(jì)量裝置進(jìn)行硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要包括處理器模塊，數(shù)據(jù)測(cè)量模塊，數(shù)據(jù)傳輸模塊，顯示與輸入模塊四個(gè)部分。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境、后期功能擴(kuò)展等需求，設(shè)備核心處理器選用STM32F103ZET

3、6芯片，使用OF05ZZT-AR流量傳感器與10.0cm-1的電導(dǎo)電極實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，使用AT070TN92液晶屏搭配電容觸摸屏實(shí)現(xiàn)設(shè)備顯示與輸入功能，同時(shí)完成了相關(guān)硬件電路的設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)傳輸選擇基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸解決方案，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸功能。
　　其次，對(duì)奶液電導(dǎo)率檢測(cè)與奶量自動(dòng)計(jì)量裝置進(jìn)行軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。使用Keil MDK作為設(shè)備的嵌入式開(kāi)發(fā)工具，完成設(shè)備軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。根據(jù)設(shè)備功能需要，軟件部分主要包括數(shù)

4、據(jù)處理，數(shù)據(jù)傳輸，顯示與輸入以及通用濾波算法四部分。按照其任務(wù)優(yōu)先級(jí)別完成軟件系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。
　　最后，建立了奶液電導(dǎo)率檢測(cè)與奶量自動(dòng)計(jì)量裝置測(cè)量模型，主要包括流量測(cè)量模型、電導(dǎo)率測(cè)量模型、溫度補(bǔ)償系數(shù)模型。并對(duì)設(shè)備及模型的可用性和準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證，在10組流量測(cè)量數(shù)據(jù)驗(yàn)證集中，流量測(cè)量數(shù)據(jù)最大相對(duì)誤差為4.3％，最小相對(duì)誤差為1.2％，整體低于5％;在20組電導(dǎo)率測(cè)量數(shù)據(jù)驗(yàn)證集中，電導(dǎo)率數(shù)據(jù)最大相對(duì)誤差為2.8％，最小相對(duì)誤

5、差為1.8％，整體低于3％。實(shí)驗(yàn)相對(duì)誤差均在允許范圍內(nèi)，說(shuō)明測(cè)量模型具有一定的準(zhǔn)確性以及可用性。
　　綜上所述，本文研究的奶液電導(dǎo)率檢測(cè)與奶量自動(dòng)計(jì)量裝置具備了牛奶流量測(cè)量、奶液電導(dǎo)率信息檢測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。?yīng)用單片機(jī)傳感器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化測(cè)量牛奶相關(guān)信息，符合我國(guó)奶牛養(yǎng)殖業(yè)自動(dòng)化、信息化的發(fā)展需求。而且設(shè)備具有實(shí)現(xiàn)成本低、易用性高、測(cè)量精度較高等優(yōu)勢(shì)，有良好的研究與推廣價(jià)值，有利于提升我國(guó)養(yǎng)殖技術(shù)水平，對(duì)提高牛奶產(chǎn)量與預(yù)防奶