奶牛计步器和无线采集终端 共49页PPT资料

接收及传输系统结构设计
DC-DC 开关电源 串行接口
MSP430
无线收发 外围器件 显示器件
天线
一、奶牛计步器
0.基本原理 1.基于CC1000无线收发模块的方案
2.基于低频RFID阅读器的方案
工作原理
１、计步器处于待机状态（0.5uA）,当有振荡传感器S1 闭合产生计步脉冲后，由中断激活CPU，对RAM中计数 值加一，并进行200ms的滤波等待，如无下一个脉冲则 继续进入待机状态。
一、奶牛计步器
0.基本原理
1.基于CC1000无线收发模块的方案
2.基于低频RFID阅读器的方案
奶牛计步器结构设计
电池
外围电路
MSP430F147IPM
振荡检测 天线 无线收发
SV801微振动传感器
该传感器采用环氧树脂封装，具有耐潮、 抗冲击的良好性能，对雷电、鞭炮、喇 叭等声响不作反应，能有效抑制周围环 境噪音的干扰。检测全方位，能采集 0.1g物体落体所产生的微弱振动。可以 选择合适的测量阈值。
软件设计：数据库访问技术
Microsoft SQL Server 2000 Windows CE Edition（SQL Server CE）2.0版是用作快速 开发的精简数据库，它与SQL Server桌面版 之间可以实现良好的数据同步及互操作， 将企业数据管理能力扩展到了移动设备上。 SQL Server CE是强有力的工具，它使得移 动应用程序能够支持类似结构化查询语言 SQL的语法，并且提供了与SQL Server一致 的开发模型和API。
奶牛计步器和无线采集终端
江苏省农业科学院 胡肄农
基金项目
国家攻关计划子专题 “奶牛小区饲养模式自动化管理技术开发”
（2019BA518A02-03-03） 863计划子专题 “奶牛个体信息采集无线终端的研制”
（2019AA209050-7-4） 863计划子课题 “奶牛个体标识技术”（2019AA10Z243-3）
无线收发模块的选用
无线收发芯片的种类和数量较多，选择适 当的无线收发芯片可减小开发难度，缩短 开发周期，降低成本，增加系统的稳定性。 选用Chipcon公司的CC1000： 发射功率为10mW。工作频率在ISM频段， 载 频 频 率 433MHz ， 提 供 11 个 信 道 。 基 于 FSK的调制方式和采用前向纠错信道编码 技 术 ， 波 特 率 1.2kbps ～ 19.2kbps 。 在 可 视距情况下可靠传输离300m。可采用外接 或嵌入式天线。
振荡检测电路
无线收发模块工作模式时消耗电流是8~25mA，对 于电池供电系统是不可接受的。
平时置通讯模块于掉电模式，以降低功耗。要进行 信息传输时，首先把通讯模块从低功耗模式唤醒进 入工作模式状态，接着完成信息的传输。当信息发 送完成后，无线通讯模块立刻又进入掉电模式状态。
振荡检测电路的功能就是“唤醒”无线传输模块。 无线转发系统平时循环发送振荡探测信号，当个体 识别及信息采集系统与无线转发系统相距2m以内时， 可检测到无线转发系统发出的握手信号，经判断是 有效信号后，置无线通讯模块于工作状态。
需要ActiveSync，管理Windows Mobile设备连接及与PC进 行数据同步；
选择Visual Studio 2019开发应用程序：其中集成.NET CF 1.1 ， 提 供 Pocket PC 2019 的 开 发 模 板 ； 集 成 Device Emulator，PPC仿真器。
计步器上传数据采用标准EM4100 ID 卡的数据格式。 采集器采用通用的低频RFID阅读器。
原理框图
布线图
佩戴实验
现场采集器
二、无线采集信息终端
1.系统结构框图
2.奶牛无线采集信息终端 3.基于CF接ຫໍສະໝຸດ Baidu的RFID读写卡
耳标号 cow ID
CF RFID 卡
CF RFID Reader 插入CarCdF槽 Insert CF socket
数据库服务器 database server
局域网 local area network
PPC 应用程序 PPC application
无线局域网 wireless local area network
无线接入点 wireless access point
Pocket PC
二、无线采集信息终端
1.系统结构框图
一、奶牛计步器
0.基本原理
1.基于CC1000无线收发模块的方案 2.基于低频RFID阅读器的方案
借鉴国外成熟系统的经验，设计计步器来检测奶牛 的活动量,通过发情期活动量明显增大这一特点来检 测奶牛是否发情。
设计要点：标识奶牛个体。体积小、超低功耗、具 有无线发送功能。计步器固定于奶牛身体，体积过 大影响正常生理活动。为减小计步器体积，采用纽 扣电池作为供电电源，要使计步器长期稳定工作， 必须降低计步器的功率消耗。计步器采集的信息需 要传输到上位机上的奶牛信息管理系统进行分析， 这就需要把采集的信息定期经无线传输输送到计算 机上。在奶牛场，需要进行多头奶牛的信息采集。
2.奶牛无线采集信息终端
3.基于CF接口的RFID读写卡
软件设计：开发环境与工具
主流Pocket PC的操作系统多为Windows Mobile 2019，基 于Windows Mobile的设备提供一个灵活的平台，支持功能 丰富的移动应用程序。为提高Windows Mobile开发效率， 微软将.NET Framework移植到Windows Mobile设备上， 称为.NET Compact Framework（.NET CF），提供了一个 从服务器到桌面到设备的端到端编程模型；
２、当经过采集区域时，感应线圈L1感应到电压，经整 流后下降沿触发单片机中断，单片机进入内部DCO产生 1MHz的振荡频率作为时钟，通过三极管控制线圈负载 把内部的编号、计步值发送到采集器后，等待采集器的 数据应答，成功后转入低频工作模式，同时通过检测感 应线圈的调制波来判断是否离开采集区域，以保证在一 个采集区域只进行一次通讯。