基于加速度传感器和无线传输的奶牛计步器系统

摘要

近些年来，随着国家对乳制品行业规划整合工作的不断深入，同时为了适应市场发展需要，增强自身竞争力，各大乳品企业带头建设了自己的规模化奶牛牧场。但养殖行业传统的生产方式极大的制约了现代牧场的发展，不仅浪费了大量的人力资源，而且生产效率低，在同行业中严重缺乏竞争力。随着科技的日益进步，尤其是我国嵌入式技术的迅猛发展，使得在传统养殖业中引入现代化的高科技产品来提高生产效率成为可能。本文讨论设计了一套基于无线传输与加速度传感器的计步器系统，它可以提供奶牛发情的准确信息同时减少人力劳动，极大的提高了奶牛养殖的经济效益。
　　本文开篇介绍课题研究背景及意义，说明了计步器系统的研究价值和重要性。描述了系统整体功能及其框架，在此基础上详细阐述各部分的功能组成、原理设计和应用实现。
　　系统的设计包括硬件设计和软件设计两部分，本文的核心工作为硬件设计。论文的主要内容包括计步器系统的整体设计思路;计步器硬件各部分器件（无线传输模块nRF24LE1、加速度传感器MC3230、温度传感器TMP102和控制芯片dsPIC30F4013）选择及其工作原理功能描述;各部分硬件模块化的设计过程及原理;系统的编程与调试;计步器功耗测试及性能优化。软件设计部分主要介绍系统功能的软件实现原理和设计方法，阐明由奶牛活动量数据得到发情信息的科学过程。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的研究背景和意义

1．2 课题研究的主要内容

1．3 论文的内容安排

第二章 系统的原理设计

2．1 国内外同类系统的主要功能及其特点

2．1．1 现有同类系统及其功能

2．1．2 现有同类系统的优缺点

2．2 系统的原理设计

2．3 本章小结

第三章 硬件电路的设计与实现

3．1 三维加速度传感器MC3230

3．2 温度传感器TMP102

3．3 无线收发芯片nRF24LE1

3．3．1 ANT网络

3．3．2 nRF24LE1的结构与特点

3．3．3 nRF24LE1的引脚及其功能

3．3．4 nRF24LE1的工作模式

3．3．5 工作频道与频率

3．4 微控制器dsPIC30F4013

3．5 计步器的电路设计与实现

3．6 接收器的电路设计与实现

3．7 本章小结

第四章 硬件系统的连接与调试

4．1 计步器与接收器的连接与调试

4．1．1 nRF24LE1编译环境与I2C总线

4．1．2 传感器MC3230的调试

4．1．3 计步器数据发送调试

4．2 接收器与GPRS模块的连接与调试

4．2．1 接收器无线数据的接收

4．2．2 接收器数据的无线发送

4．3 本章小结

第五章 计步器功耗测定

5．1 LabVIEW及NI数据采集卡介绍

5．2 计步器的功耗测量

5．3 本章小结

第六章 上位软件的设计

6．1 云计算与物联网

6．2 上位软件的设计

6．3 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 论文总结

7．2 课题的后续研究与展望

参考文献

致谢