跛行压力测量传感系统的分析与试验研究

发布时间：2017-06-21 12:10

  本文关键词：跛行压力测量传感系统的分析与试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：如今奶牛跛行广泛存在于养殖场中,使得奶牛淘汰率升高,导致较大的经济损失,而且人工检测会耗费大量时间。本文在分析奶牛跛行测量方法的基础上,结合前期学者的研究成果,利用Walkway System(步道式足底压力测量系统)测量足底压力数据,以人为试验对象,搭建跛行判断的前期压力测量传感系统,实现了对跛行的判断。本文依据压力测量系统设计方案,对传感器进行了合理的选型,传感器是一种基于矩阵的柔性薄膜网络状触觉压力传感器。完成了对压力传感器系统与数据采集系统的安装与调试。依据触发电路设计方案,合理选择了系统的触发方式。同时对硬件与软件进行总装统调,并对系统软件进行了研究与分析,将系统采集到的足底压力信号在上位机上以2-D或3-D形式实时显示,导出压力相关的曲线及步态数据。利用软件对系统进行调试,通过分析设置触发压力阈值范围,实现了系统自启动记录功能。同时,对系统的数据采集进行合理的参数设定,并对传感器进行校准及其曲线分析,使跛行压力测量系统以最优方式采集到准确的压力数据。应用测量系统对人的足底压力进行试验研究,对系统的特性进行了验证与分析,试验结果表明通过测量系统的2-D或3-D映射图能够判断跛行。同时,能够利用提取的足底压力、压强曲线及步态相关的数据判断跛行,并提取出判断跛行的特征参数。实际试验表明该系统性能稳定、精度高、操作方便。试验结果与实际一致,证明本系统能够判断跛行,为后期奶牛跛行早期数字化识别研究奠定了基础。
【关键词】：跛行判断 Walkway System 触发方式 数据采集系统 调试 试验分析
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S858.23;S818.9
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 1 引言10-17
• 1.1 课题研究的背景及意义10
• 1.2 国内外奶牛跛行识别及足底压力测量研究概述10-16
• 1.2.1 奶牛跛行识别技术研究现状10-13
• 1.2.2 足底压力测量技术研究现状13-16
• 1.3 研究内容及目标16-17
• 2 跛行压力测量系统的研究17-35
• 2.1 压力传感器测量系统的总体设计17-19
• 2.1.1 压力测量系统应用设计方案17
• 2.1.2 压力测量系统的技术路线17-19
• 2.2 跛行压力测量系统硬件的组成及功能19
• 2.3 压力传感器系统19-25
• 2.3.1 薄膜压力传感器的选择依据19-20
• 2.3.2 薄膜压力传感器的规格选型20-23
• 2.3.3 薄膜压力传感器感测步道的标定23
• 2.3.4 薄膜压力传感器感测步道的封装23-24
• 2.3.5 薄膜压力传感器的工作原理24
• 2.3.6 薄膜压力传感器表面的保护24-25
• 2.4 上位机25
• 2.5 数据采集系统25-28
• 2.5.1 数据采集系统的组成及功能25-26
• 2.5.2 数据采集器26-27
• 2.5.3 集线器27-28
• 2.6 触发电路的设计与分析28-29
• 2.6.1 触发电路设计方案28-29
• 2.6.2 触发方式的选择29
• 2.7 压力测量系统的软件分析29-35
• 2.7.1 软件系统Walkway7.6的模块组成及功能29-30
• 2.7.2 软件界面的可视化30-34
• 2.7.3 软件启动运行压力测量系统过程34-35
• 3 跛行压力测量系统的集成调试35-42
• 3.1 压力测量系统数据采集的参数设定35-37
• 3.1.1 薄膜压力传感器压力范围的选择35
• 3.1.2 采集数据的参数设置35-36
• 3.1.3 压力测量系统触发设置36-37
• 3.2 测量系统降噪处理37-38
• 3.3 薄膜压力传感器的校准38-42
• 3.3.1 薄膜压力传感器的校准方法38-39
• 3.3.2 薄膜压力传感器校准方法的确定39-40
• 3.3.3 薄膜压力传感器的校准步骤40-42
• 4 跛行压力测量系统的试验研究与分析42-60
• 4.1 压力测量系统的试验预准备42
• 4.2 压力测量系统试验的参数设定及分析42-46
• 4.2.1 测量系统试验的参数设定及分析42-44
• 4.2.2 压力测量系统试验的校准及分析44-45
• 4.2.3 测量系统数据采集的触发设定45-46
• 4.3 试验压力数据界面映射的计算及分析46-48
• 4.4 跛行压力测量系统试验结果的分析48-55
• 4.5 测量系统试验采集的数据的提取及分析55-60
• 4.5.1 步态相关数据的提取及分析55-58
• 4.5.2 采集的数据的标准ASCII码导出58-60
• 5 结论及展望60-62
• 5.1 结论60
• 5.2 问题及展望60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-67
• 作者简介67

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本文编号：468616