CN101114372A - 基于rfid技术的奶牛养殖管理信息***及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***，其特征在于它包括存储有奶牛专家***的中央控制管理单元、牛奶计量及检测单元、挤奶台中心控制单元、称重分群单元和带有计步功能的奶牛身份识别单元五部分；其工作方法为：识别、检测、读取数据、称重或分群、数据存储、按需获取奶牛相关信息。优越性在于：无须人工干预，适应各种恶劣环境，操作快捷方便，管理变得简捷、条理清晰可以对牛奶质量和奶牛健康进行自动化实时监控，自动化程度高、实用性强。

Description

基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***及其工作方法

(一)技术领域：

本发明涉及一种信息***，尤其是一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***及其工作方法。

(二)背景技术：

目前，随着计算机和信息技术的发展，大中型奶牛场的发展趋势必然是实现奶牛养殖管理的信息化。现在，人们对牛奶的质量的要求越来越高，市场的需求量也与日俱增。然而，国内奶场的现有设备不但不能提高牛奶的产量，更不能对奶源的质量以及奶牛的健康进行监控，并且现有设备自动化程度和精确度都比较低，耗费大量的人力和物力。

(三)发明内容：

本发明的目的在于设计一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***及其工作方法，它能够解决现有技术的不足，可以有效地提高单产，对牛奶质量和奶牛健康进行实时监控，是一种自动化程度高、实用性强的奶牛养殖管理信息***及方法。

本发明的技术方案：一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***，其特征在于它包括存储有奶牛专家***的中央控制管理单元、牛奶计量及检测单元、挤奶台中心控制单元、称重分群单元和带有计步功能的奶牛身份识别单元五部分；其中所说的存储有奶牛专家***的中央控制管理单元的输入、输出端分别与挤奶台中心控制单元输出、输入端和称重分群单元的输出、输入端连接；所说的挤奶台中心控制单元的输入、输出端分别与牛奶计量及检测单元的输出、输入端和带有计步功能的奶牛身份识别单元的输出、输入端连接；所说的称重分群单元的输入、输出端分别与带有计步功能的奶牛身份识别单元的输出、输入端连接。

上述所说的存储有奶牛专家***的中央控制管理单元采用计算机，与挤奶台中心控制单元之间的数据传输采用TCP/IP协议；所说的带有计步功能的奶牛身份识别单元与挤奶台中心控制单元及称重分群单元之间采用RS232进行通讯。

上述所说的牛奶计量及检测单元采用流量计。

上述所说的挤奶台中心控制单元由汇集器和控制器构成；所说的汇集器的输入、输出端分别与控制器的输出、输入端连接；所说的控制器包括数据处理模块、数据测量模块、通讯控制模块、显示模块、控制驱动模块和键盘控制模块；所说的数据处理模块的输出端分别与数据测量模块、通讯控制模块、显示模块和控制驱动模块的输入端连接，其输入端分别与数据测量模块、通讯控制模块和键盘控制模块的输出端连接；所说的数据测量模块的输入端与流量计的输出端连接；所说的控制驱动模块的输出端与流量计的输入端连接；通讯模块的输入、输出端与带有计步功能的奶牛身份识别单元的输出、输入端连接；所说的汇集器与控制器之间采用RS485进行通讯。

上述所说的称重分群单元由控制柜、带有光电感应器的称重装置和分群装置构成；所说的控制柜的输出端分别与存储有奶牛专家***的中央控制管理单元、带有计步功能的奶牛身份识别单元、称重装置和分群装置的输入端连接，其输入端分别与存储有奶牛专家***的中央控制管理单元、带有计步功能的奶牛身份识别单元和称重装置的输出端连接；所说的称重装置由光电感应器和电子秤构成，存储有奶牛专家***的中央控制管理单元接收光电感应器光电信号，同时发出信号给电子秤；所说的分群装置由光电感应器和气动门构成，存储有奶牛专家***的中央控制管理单元接收光电感应器光电信号，同时发出信号给气动门；所说的控制柜与计算机之间的通讯采用TCP/IP协议，与奶牛身份识别装置之间通过RS232接口通讯。

上述所说的带有计步功能的奶牛身份识别单元包括RFID脚环计步器和读写器两部分；所说的RFID脚环计步器的输入端和输出端分别与读写器的输出端和输入端连接，读写器的输入端和输出端分别与存储有奶牛专家***的中央控制管理单元的输出端和输入端连接；读写器传输从RFID脚环计步器接收到的奶牛运动状况和奶牛个体信息给存储有奶牛专家***的中央控制管理单元；所说的RFID脚环计步器包括无线通讯模块、运动检测模块、控制器模块I和电池模块四个部分；所说的无线通讯模块的输出端与控制器模块I的输入端连接，所说的控制器模块I的输出端与无线通讯模块的输入端连接，所说的运动检测模块的输出端与控制器模块I的输入端连接，所说的电池模块的输出端与控制器模块I的输入端连接；所说的读写器由控制器模块II、通讯模块与变压器组成；所说的变压器的输入端与电网连接，其输出端与读写器的输入端连接；所说的通讯模块的输入、输出端分别与RFID脚环计步器的输出、输入端连接。

上述所说的读写器采用非接触ID卡读卡设备；所说的计步器采用符合mifare及mifareepro标准的射频memory卡或cpu卡。

上述所说的奶牛专家***采用数据库管理，包括今日事件、牛群信息、站台管理、牛奶生产、健康报告、兽医管理、繁殖管理和工具箱八个单元；所说的今日事件包括当日产奶和产奶牛统计信息、奶牛预计停奶和结束停奶的详细信息及怀疑生病和怀疑发情的信息；所说的牛群信息包括牛群统计信息、牛卡信息、离群信息、分类信息、泌乳期分布信息、胎次分布信息、繁殖报告和事件报告；所说的站台管理包括每天挤奶台、称重台、分群台采集的数据统计日常报告及数据详细信息管理；所说的牛奶生产包括牛群平均产奶信息、单牛平均产奶信息、每日产奶报告和每月产奶报告；所说的健康报告包括与健康指标产生偏差的牛的信息、诊断小结、每牛每月诊断次数及不发情牛的情况信息；所说的兽医管理包括待查牛只信息管理及新处方和已有处方信息管理；所说的繁殖管理包括对牛发情和繁殖有关信息的管理；所说的工具箱为***维护单元；以上数据库各信息分别由上述奶牛养殖管理信息***中的各控制单元提供。

一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***的工作方法，其特征在于它包括以下步骤：

①在奶牛腿上绑上RFID脚环计步器；

②RFID脚环计步器中存储有奶牛的ID标识号，以识别不同的奶牛个体；

③检测奶牛的运动情况，并通过计步单元记录奶牛的运动步数；

④通过安装在不大于80cm距离处的读卡器读出奶牛标识信息和运动状态信息，并通过RS232接口传给控制器；

⑤对于欲称重的奶牛，则当带有光电感应器的称重装置的感应器确定奶牛整体走上称重装置时，开始称量奶牛重量，并通过RS485接口将数据传给控制柜，然后通过TCP/IP协议与中心计算机进行通讯；

⑥若感应器感知奶牛进入分群***，则自动分群***通过启动不同的气动门，对奶牛进行分群；

⑦将各个单元传来的数据存放到存储有奶牛专家***的中央控制管理单元中；

⑧根据管理人员需要通过存储有奶牛专家***的中央控制管理单元即时获取奶牛的产量、健康、饲料、病历、喂药、转群、检疫等信息，或查看所有奶牛的系谱、后裔列表及与其相关的各项信息。

本发明的工作原理：奶牛脚环计步器(以下简称计步器)以其完善、可靠的接口函数，支持访问射频卡的全部功能，它属于奶牛养殖管理信息***的奶牛标识和记录奶牛运动情况信息采集装置，通过站台、养殖管理***和数据采集***，对牧场中每个奶牛养殖全过程进行记录、分析、管理，且存放奶牛信息的数据库作为奶牛管理信息***的一部分为奶牛管理信息***的前台web应用提供数据存储服务；养殖管理***中的奶牛管理信息单元和数据采集单元是协作的关系，两者的协作以数据库为依托。数据采集单元采用java技术实现，采集器作为Server端采用TCP/IP协议与Client端进行通信，通过使用非阻塞套接字Nonblocking Sockets，可以同时与多个单片机进行通信，接收站台传来的数据存放到数据库中。数据库作为奶牛管理信息***的一部分为奶牛管理信息***的前台web应用提供数据存储服务，数据采集单元通过Hibernate技术与数据库通信，采用序列化计数形式读取参数对象，以实现对奶牛的产量、健康、饲料、病历、喂药、转群、检疫等信息，及奶牛的系谱、后裔列表等各项信息的记录和获取。

本发明的优越性在于：①RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境；②RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便；③计步器封装在一个密闭的盒子内，具有较好的防水性及抗冲击性；④采用C/S和B/S两种模式共存的方式可以为数据传输提供稳定的工作平台；⑤通过灵活运用各种应用指令，使奶牛养殖等特定行业的管理变得简捷、条理清晰；⑥养殖管理技术先进、科学，适合中国牛的品种和中国的管理理念；⑦对牛奶质量和奶牛健康进行自动化实时监控，从而提高了奶源质量；⑧自动化程度高、实用性强。

(四)附图说明：

图1为本发明所涉一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***的结构示意图；

图2为本发明所涉一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***中奶牛专家***的层次模型图；

图3为本发明所涉一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***中挤奶台中心控制单元的结构示意图；

图4为本发明所涉一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***中称重分群单元的结构示意图；

图5为本发明所涉一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***中带有计步功能的奶牛身份识别单元的结构示意图；

图6为本发明所涉一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***的带有计步功能的奶牛身份识别单元中的RFID脚环计步器的结构示意图；

图7为本发明所涉一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***的带有计步功能的奶牛身份识别单元中的读写器的结构示意图；

图8为本发明所涉一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***中挤奶台中心控制单元(即图3)的电路图；

图9为本发明所涉一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***中称重分群单元(即图4)的电路图；

图10为本发明所涉一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***的带有计步功能的奶牛身份识别单元中的RFID脚环计步器(即图6)的电路图；

图11为本发明所涉一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***的带有计步功能的奶牛身份识别单元中的读写器(即图7)的电路图。

(五)具体实施方式：

实施例：一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***(见图1)，其特征在于它包括存储有奶牛专家***的中央控制管理单元、牛奶计量及检测单元、挤奶台中心控制单元、称重分群单元和带有计步功能的奶牛身份识别单元五部分；其中所说的存储有奶牛专家***的中央控制管理单元的输入、输出端分别与挤奶台中心控制单元输出、输入端和称重分群单元的输出、输入端连接；所说的挤奶台中心控制单元的输入、输出端分别与牛奶计量及检测单元的输出、输入端和带有计步功能的奶牛身份识别单元的输出、输入端连接；所说的称重分群单元的输入、输出端分别与带有计步功能的奶牛身份识别单元的输出、输入端连接。

上述所说的存储有奶牛专家***的中央控制管理单元(见图1)采用计算机，与挤奶台中心控制单元之间的数据传输采用TCP/IP协议；所说的带有计步功能的奶牛身份识别单元与挤奶台中心控制单元及称重分群单元之间采用RS232进行通讯。

上述所说的牛奶计量及检测单元(见图1)采用常规液体流量计。

上述所说的挤奶台中心控制单元(见图1、3和8)由汇集器和控制器构成；所说的汇集器的输入、输出端分别与控制器的输出、输入端连接；所说的控制器包括数据处理模块、数据测量模块、通讯控制模块、显示模块、控制驱动模块和键盘控制模块；所说的数据处理模块的输出端分别与数据测量模块、通讯控制模块、显示模块和控制驱动模块的输入端连接，其输入端分别与数据测量模块、通讯控制模块和键盘控制模块的输出端连接；所说的数据测量模块的输入端与流量计的输出端连接；所说的控制驱动模块的输出端与流量计的输入端连接；通讯模块的输入、输出端与带有计步功能的奶牛身份识别单元的输出、输入端连接；所说的汇集器与控制器之间采用RS485进行通讯。

上述所说的称重分群单元(见图1、4和9)由控制柜、带有光电感应器的称重装置和分群装置构成；所说的控制柜的输出端分别与存储有奶牛专家***的中央控制管理单元、带有计步功能的奶牛身份识别单元、称重装置和分群装置的输入端连接，其输入端分别与存储有奶牛专家***的中央控制管理单元、带有计步功能的奶牛身份识别单元和称重装置的输出端连接；所说的称重装置由光电感应器和电子秤构成，存储有奶牛专家***的中央控制管理单元接收光电感应器光电信号，同时发出信号给电子秤；所说的分群装置由光电感应器和气动门构成，存储有奶牛专家***的中央控制管理单元接收光电感应器光电信号，同时发出信号给气动门；所说的控制柜与计算机之间的通讯采用TCP/IP协议，与奶牛身份识别装置之间通过RS232接口通讯。

上述所说的带有计步功能的奶牛身份识别单元(见图1、5)包括RFID脚环计步器和读写器两部分；所说的RFID脚环计步器的输入端和输出端分别与读写器的输出端和输入端连接，读写器的输入端和输出端分别与计算机的输出端和输入端连接；读写器传输从RFID脚环计步器接收到的奶牛运动状况和奶牛个体信息给计算机；所说的RFID脚环计步器(见图6、10)包括无线通讯模块、运动检测模块、控制器模块I和电池模块四个部分；所说的无线通讯模块的输出端与控制器模块I的输入端连接，所说的控制器模块I的输出端与无线通讯模块的输入端连接，所说的运动检测模块的输出端与控制器模块I的输入端连接，所说的电池模块的输出端与控制器模块I的输入端连接；所说的读写器(见图7、11)由控制器模块II、通讯模块与变压器组成；所说的变压器的输入端与电网连接，其输出端与读写器的输入端连接；所说的通讯模块的输入、输出端分别与RFID脚环计步器的输出、输入端连接。

上述所说的读写器采用非接触ID卡读卡设备；所说的计步器采用符合mifare及mifareepro标准的射频memory卡或cpu卡。

上述所说的奶牛专家***(见图2)采用数据库管理，包括今日事件、牛群信息、站台管理、牛奶生产、健康报告、兽医管理、繁殖管理和工具箱八个单元；所说的今日事件包括当日产奶和产奶牛统计信息、奶牛预计停奶和结束停奶的详细信息及怀疑生病和怀疑发情的信息；所说的牛群信息包括牛群统计信息、牛卡信息、离群信息、分类信息、泌乳期分布信息、胎次分布信息、繁殖报告和事件报告；所说的站台管理包括每天挤奶台、称重台、分群台采集的数据统计日常报告及数据详细信息管理；所说的牛奶生产包括牛群平均产奶信息、单牛平均产奶信息、每日产奶报告和每月产奶报告；所说的健康报告包括与健康指标产生偏差的牛的信息、诊断小结、每牛每月诊断次数及不发情牛的情况信息；所说的兽医管理包括待查牛只信息管理及新处方和已有处方信息管理；所说的繁殖管理包括对牛发情和繁殖有关信息的管理；所说的工具箱为***维护单元；以上数据库各信息分别由上述奶牛养殖管理信息***中的各控制单元提供。

一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***的工作方法，其特征在于它包括以下步骤：

①在奶牛腿上绑上RFID脚环计步器；

②RFID脚环计步器中存储有奶牛的ID标识号，以识别不同的奶牛个体；

③检测奶牛的运动情况，并通过计步单元记录奶牛的运动步数；

④通过安装在60cm距离处的读卡器读出奶牛标识信息和运动状态信息，并通过RS232接口传给控制器；

⑤对于欲称重的奶牛，则当带有光电感应器的称重装置的感应器确定奶牛整体走上称重装置时，开始称量奶牛重量，并通过RS485接口将数据传给控制柜，然后通过TCP/IP协议与中心计算机进行通讯；

⑥若感应器感知奶牛进入分群***，则自动分群***通过启动不同的气动门，对奶牛进行分群；

⑦将各个单元传来的数据存放到存储有奶牛专家***的中央控制管理单元中；

⑧根据管理人员需要通过存储有奶牛专家***的中央控制管理单元即时获取奶牛的产量、健康、饲料、病历、喂药、转群、检疫等信息，或查看所有奶牛的系谱、后裔列表及与其相关的各项信息。

上述技术方案中所涉及的各工作模块均采用常规单元电路。

Claims (9)

1.一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***，其特征在于它包括存储有奶牛专家***的中央控制管理单元、牛奶计量及检测单元、挤奶台中心控制单元、称重分群单元和带有计步功能的奶牛身份识别单元五部分；其中所说的存储有奶牛专家***的中央控制管理单元的输入、输出端分别与挤奶台中心控制单元输出、输入端和称重分群单元的输出、输入端连接；所说的挤奶台中心控制单元的输入、输出端分别与牛奶计量及检测单元的输出、输入端和带有计步功能的奶牛身份识别单元的输出、输入端连接；所说的称重分群单元的输入、输出端分别与带有计步功能的奶牛身份识别单元的输出、输入端连接。

2.根据权利要求1中所述的一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***，其特征在于所说的存储有奶牛专家***的中央控制管理单元采用计算机，与挤奶台中心控制单元之间的数据传输采用TCP/IP协议；所说的带有计步功能的奶牛身份识别单元与挤奶台中心控制单元及称重分群单元之间采用RS232进行通讯。

3.根据权利要求1中所述的一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***，其特征在于所说的牛奶计量及检测单元采用流量计。

4.根据权利要求1中所述的一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***，其特征在于所说的挤奶台中心控制单元由汇集器和控制器构成；所说的汇集器的输入、输出端分别与控制器的输出、输入端连接；所说的控制器包括数据处理模块、数据测量模块、通讯控制模块、显示模块、控制驱动模块和键盘控制模块；所说的数据处理模块的输出端分别与数据测量模块、通讯控制模块、显示模块和控制驱动模块的输入端连接，其输入端分别与数据测量模块、通讯控制模块和键盘控制模块的输出端连接；所说的数据测量模块的输入端与流量计的输出端连接；所说的控制驱动模块的输出端与流量计的输入端连接；通讯模块的输入、输出端与带有计步功能的奶牛身份识别单元的输出、输入端连接；所说的汇集器与控制器之间采用RS485进行通讯。

5.根据权利要求1中所述的一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***，其特征在于所说的称重分群单元由控制柜、带有光电感应器的称重装置和分群装置构成；所说的控制柜的输出端分别与存储有奶牛专家***的中央控制管理单元、带有计步功能的奶牛身份识别单元、称重装置和分群装置的输入端连接，其输入端分别与存储有奶牛专家***的中央控制管理单元、带有计步功能的奶牛身份识别单元和称重装置的输出端连接；所说的称重装置由光电感应器和电子秤构成，存储有奶牛专家***的中央控制管理单元接收光电感应器光电信号，同时发出信号给电子秤；所说的分群装置由光电感应器和气动门构成，存储有奶牛专家***的中央控制管理单元接收光电感应器光电信号，同时发出信号给气动门；所说的控制柜与计算机之间的通讯采用TCP/IP协议，与奶牛身份识别装置之间通过RS232接口通讯。

6.根据权利要求1中所述的一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***，其特征在于所说的带有计步功能的奶牛身份识别单元包括RFID脚环计步器和读写器两部分；所说的RFID脚环计步器的输入端和输出端分别与读写器的输出端和输入端连接，读写器的输入端和输出端分别与存储有奶牛专家***的中央控制管理单元的输出端和输入端连接；读写器传输从RFID脚环计步器接收到的奶牛运动状况和奶牛个体信息给存储有奶牛专家***的中央控制管理单元；所说的RFID脚环计步器包括无线通讯模块、运动检测模块、控制器模块I和电池模块四个部分；所说的无线通讯模块的输出端与控制器模块I的输入端连接，所说的控制器模块I的输出端与无线通讯模块的输入端连接，所说的运动检测模块的输出端与控制器模块I的输入端连接，所说的电池模块的输出端与控制器模块I的输入端连接；所说的读写器由控制器模块II、通讯模块与变压器组成；所说的变压器的输入端与电网连接，其输出端与读写器的输入端连接；所说的通讯模块的输入、输出端分别与RFID脚环计步器的输出、输入端连接。

7.根据权利要求6中所述的一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***，其特征在于所说的读写器采用非接触ID卡读卡设备；所说的计步器采用符合mifare及mifareepro标准的射频memory卡或cpu卡。

8.一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***奶牛专家***，其特征在于它采用数据库管理，包括今日事件、牛群信息、站台管理、牛奶生产、健康报告、兽医管理、繁殖管理和工具箱八个单元；所说的今日事件包括当日产奶和产奶牛统计信息、奶牛预计停奶和结束停奶的详细信息及怀疑生病和怀疑发情的信息；所说的牛群信息包括牛群统计信息、牛卡信息、离群信息、分类信息、泌乳期分布信息、胎次分布信息、繁殖报告和事件报告；所说的站台管理包括每天挤奶台、称重台、分群台采集的数据统计日常报告及数据详细信息管理；所说的牛奶生产包括牛群平均产奶信息、单牛平均产奶信息、每日产奶报告和每月产奶报告；所说的健康报告包括与健康指标产生偏差的牛的信息、诊断小结、每牛每月诊断次数及不发情牛的情况信息；所说的兽医管理包括待查牛只信息管理及新处方和已有处方信息管理；所说的繁殖管理包括对牛发情和繁殖有关信息的管理；所说的工具箱为***维护单元；以上数据库各信息分别由上述奶牛养殖管理信息***中的各控制单元提供。

9.一种基于RFID技术的奶牛养殖管理信息***的工作方法，其特征在于它包括以下步骤：

①在奶牛腿上绑上RFID脚环计步器；

②RFID脚环计步器中存储有奶牛的ID标识号，以识别不同的奶牛个体；

③检测奶牛的运动情况，并通过计步单元记录奶牛的运动步数；

④通过安装在不大于80cm距离处的读卡器读出奶牛标识信息和运动状态信息，并通过RS232接口传给控制器；

⑤对于欲称重的奶牛，则当带有光电感应器的称重装置的感应器确定奶牛整体走上称重装置时，开始称量奶牛重量，并通过RS485接口将数据传给控制柜，然后通过TCP/IP协议与中心计算机进行通讯；

⑥若感应器感知奶牛进入分群***，则自动分群***通过启动不同的气动门，对奶牛进行分群；

⑦将各个单元传来的数据存放到存储有奶牛专家***的中央控制管理单元中；

⑧根据管理人员需要通过存储有奶牛专家***的中央控制管理单元即时获取奶牛的产量、健康、饲料、病历、喂药、转群、检疫等信息，或查看所有奶牛的系谱、后裔列表及与其相关的各项信息。

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