熊鵬

（新疆農(nóng)業(yè)大學計算機與信息工程學院，新疆 烏魯木齊 835200）

基于單片機的奶牛計步器的設計

熊鵬

（新疆農(nóng)業(yè)大學計算機與信息工程學院，新疆 烏魯木齊 835200）

在奶牛養(yǎng)殖業(yè)中，奶牛的發(fā)情檢測在奶牛繁殖管理中具有重要地位，及時發(fā)現(xiàn)奶牛發(fā)情有利于提高奶牛的繁殖率和產(chǎn)奶量，增加經(jīng)濟效益。因此，奶牛發(fā)情及時和準確鑒定變得舉足輕重，傳統(tǒng)的人工觀察奶牛發(fā)情方法已不適應現(xiàn)代奶牛養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展要求。本文將介紹以STC89C52單片機、加速度傳感器ADXL345為核心的奶牛計步器的采用技術及設計過程，以及基于加速度傳感器的奶牛計步器目前發(fā)展狀況和發(fā)展趨勢，可實現(xiàn)對奶牛走路所產(chǎn)生步數(shù)的自動監(jiān)測及顯示。

加速度傳感器；ADXL345；STC89C52；計步器

1 奶牛計步器的研究背景及國內外的發(fā)展現(xiàn)狀

國內奶牛發(fā)情的檢測方法主要有外部觀察法、試情法、陰道檢查法和直腸檢查法等。這些方法都需要大量的勞動力來實際操作，而要求管理人員技術嫻熟，工作量較大，這就給奶牛養(yǎng)殖業(yè)增加了較大的負擔，且準確度低，時常會發(fā)生漏情的情況。

我國在奶牛養(yǎng)殖業(yè)的科技發(fā)展較為緩慢，奶牛生產(chǎn)中科技含量低，目前在西方已經(jīng)成熟的奶牛發(fā)情自動監(jiān)測技術在國內的研究還處于起步階段。國內也有一些養(yǎng)殖場使用奶牛計步器來監(jiān)測奶牛發(fā)情的，但大多數(shù)產(chǎn)品從國外引進，這就使軟件不同程度存在語言、管理模式、軟件應用技術及時改進困難等問題，且成本高，每個至少一千元，增加了企業(yè)的投資成本，不利于廣泛使用。這就迫切要求技術的發(fā)展與更新。而發(fā)達國家特別重視奶牛養(yǎng)殖業(yè)重大關鍵技術的研究，實現(xiàn)了奶牛養(yǎng)殖各環(huán)節(jié)技術的現(xiàn)代化。目前，奶?；顒幼詣颖O(jiān)測裝置在國外已有成熟產(chǎn)品，且各具特色。因此，我們有必要開發(fā)一種適合我國國情、低成本、遠距離監(jiān)測系統(tǒng)。本課題將傳感器技術、計算機技術和通信技術應用到奶牛養(yǎng)殖業(yè)，改善了目前國內相關研究的不足，同時也彌補了引進國外產(chǎn)品所帶來的不便。

2 系統(tǒng)設計方案

基于STC89C52單片機系列的奶牛計步器系統(tǒng)采用STC89C52作為控制模塊，加速度傳感器ADXL345作為數(shù)據(jù)采集模塊，液晶1602作為顯示模塊，用這三種模塊來實現(xiàn)奶牛行走步數(shù)的實時監(jiān)控?？刂颇KSTC89C52進入主程序后，開始以查詢的方式檢測加速度傳感器ADXL345的狀態(tài),并將相應的數(shù)值通過液晶1602顯示器顯示輸出。

2.1 系統(tǒng)實現(xiàn)的功能簡介

(1)將ADLX345傳感器采集數(shù)據(jù)存入控制模塊的存儲單元中；

(2)控制模塊處理單元處理數(shù)據(jù)采集模塊上傳的數(shù)據(jù)，傳送數(shù)據(jù)至顯示模塊；

(3)按鍵控制LCD顯示當前行走步數(shù)及總行走步數(shù)。

2.2 系統(tǒng)設計的結構框圖

根據(jù)系統(tǒng)的硬件組成需求分析，主要包括3個模塊：數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊、顯示模塊。如圖1所示：

圖1 結構框圖

3 系統(tǒng)總電路圖

圖2 系統(tǒng)總電路圖

4 系統(tǒng)的軟件設計

4.1 軟件總體模塊設計

（1）按鍵掃描模塊：掃描按鍵，判斷是否有鍵按下；

（2）數(shù)據(jù)采集模塊：端口初始化，測量加速度值并返回；

（3）液晶1602顯示模塊：端口初始化，液晶1602顯示。

4.2 軟件流程圖

4.3 實現(xiàn)程序

5 結束語

本項目實現(xiàn)的功能有通過加速度傳感器將數(shù)據(jù)傳送給單片機進行數(shù)據(jù)處理并顯示，從而可以有效地控制好奶牛發(fā)情期的育種和產(chǎn)奶量，達到了預期的效果。但是由于知識的局限性，產(chǎn)奶量與其它環(huán)境因素的相關問題還沒能解決，仍需要進一步的研究與探討。

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Design of the Cow Pedometer Based on MCU

Xiong Peng
(Xinjiang Agricultural University,Urumqi 835200,Xinjiang)

In the cow breeding,cow oestrus detecting has an important position in cow breeding management,which can improve the cow's reproduction rate and milk production and increase the economic efficiency.Therefore,it is very important to identify cow oestrus in time and accurately.The traditional method of observing the cow oestrus is not adapted to the development of the modern dairy industry.This paper introduces the technology and design of cow pedometer based on STC89C52 microcontroller, ADXL345 accelerometer,and the development situation and trend of the cow pedometer based on acceleration sensor,achieving the display and automatic monitoring of the steps of cow walking.

ADXL345;STC89C52;accelerometer;pedometer

TP274.2

A

1008-6609(2015)11-0063-02

熊鵬，男，重慶豐都人，本科，研究方向：單片機和通信中的無線傳輸。