基于红外技术的奶量计量瓶设计与实现

发布时间：2017-10-20 03:19

  本文关键词：基于红外技术的奶量计量瓶设计与实现

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【摘要】：在规模化牧场的养殖中,牧场工作人员通过奶量计量瓶读取奶量数据不仅是一项极其繁琐的工作,而且还有可能带来误差,实时性也不高。针对以上不足,本文通过红外技术提出了一种奶量计量瓶的新型设计。在新型设计研究中主要介绍了奶量计量瓶总体设计的方案、奶量数据采集端的硬件电路、用于奶牛标号传输nRF24L01无线射频模块、奶量数据传输的GPRS通信网络、RS485串口通信、软件编程以及对奶量数据在LCD屏上显示。其中在奶量数据采集端我们采用了最新的非接触红外对管技术,采集终端包括红外发射模块和红外接收模块,红外发射模块采用IR26-51C/L110/TR8发射管,红外接收模块采用PT26-51B/TR8接收管,通过74LS165芯片把输出的红外信号从PC口发送到Atmega8单片机进行处理。奶牛标号上传的工作中采用了RFID技术,在该技术中通过2.4GHz低功耗的nRF24L01无线射频模块建立连接,然后将奶牛标号上传并存储。在通信方面选择了GPRS无线通信网络,通过AT命令控制GPRS模块并将原奶数据传到上位机存储。在软件编程方面主要编写了串口通信、奶牛标号上传、原奶液面检测、奶量计量、无线传输等相关程序。实验室测验结果表明,本课题开发的奶量计量瓶能够准确的得到原奶奶量,而且操作简单,能够满足规模化牧场对原奶采集的需求,有着很好的发展前景。
【关键词】：nRF24L01 红外对管 RFID 奶量自动计量 无线通信
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S818.3;TN219
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 引言10-14
• 1.1 研究背景10
• 1.2 现有原奶奶量检测技术及缺点10-12
• 1.2.1 超声波检测法11
• 1.2.2 重量计量法11
• 1.2.3 现有技术的缺点11-12
• 1.3 课题研究的目的和内容12-14
• 1.3.1 研究的目的12
• 1.3.2 研究内容12-14
• 第二章 总体方案设计14-24
• 2.1 系统总体方案14-15
• 2.2 RFID技术15-16
• 2.3 数据传输技术方案16-21
• 2.3.1 3G网络17
• 2.3.2 WIFI技术17-19
• 2.3.3 GPRS网络19-21
• 2.4 开发工具21-23
• 2.4.1 IAR Embedded Workbench21-22
• 2.4.2 Altium Designer22
• 2.4.3 PROGISP简介22-23
• 2.5 非接触红外测量技术23-24
• 第三章 奶量计量的软硬件设计24-62
• 3.1 硬件设计的步骤24
• 3.2 奶量计量控制模块24-30
• 3.2.1 微控制器的硬件设计25-27
• 3.2.2 电源模块设计27-28
• 3.2.3 SPI串行接口28-29
• 3.2.4 晶振电路29-30
• 3.3 串行通信接口电路设计30-31
• 3.3.1 串行通信30-31
• 3.3.2 RS485接口31
• 3.4 奶量计量采集模块31-37
• 3.4.1 红外发射电路32-34
• 3.4.2 红外接收电路设计34-37
• 3.5 显示电路设计37
• 3.6 无线射频模块nRF24L01应用37-42
• 3.6.1 nRF24L01简介38
• 3.6.2 nRF24L01引脚38-40
• 3.6.3 数据传送方式40
• 3.6.4 nRF24L01工作模式40-42
• 3.6.5 nRF24L01应用电路42
• 3.7 GPRS模块设计与AT命令42-44
• 3.7.1 GPRS模块设计42-43
• 3.7.2 AT命令43-44
• 3.8 奶量计量的软件设计44-45
• 3.9 上位机软件设计45-46
• 3.10 nRF24L01无线通讯设计46-47
• 3.11 串口通信程序设计47-49
• 3.12 奶量计量部分单片机的软件设计49-61
• 3.12.1 主程序设计49-50
• 3.12.2 中断服务程序设计50-51
• 3.12.3 采样程序设计51-53
• 3.12.4 读红外接收程序设计53-55
• 3.12.5 奶量计量子程序设计55-57
• 3.12.6 泡沫检测程序57
• 3.12.7 原奶奶面检测子程序57-60
• 3.12.8 发送奶量子程序设计60-61
• 3.13 GPRS通信模块程序61-62
• 第四章 奶量计量系统硬件测试62-69
• 4.1 红外发射接收模块实物图62-63
• 4.2 无线传输调试63-66
• 4.3 原奶数据采集与计量66-67
• 4.4 系统整体测试中的相关抗干扰措施67-69
• 第五章 总结和展望69-70
• 5.1 总结69
• 5.2 展望69-70
• 参考文献70-72
• 致谢72

【参考文献】

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本文编号：1064950