基于單片機的奶牛計步器的設計

熊鵬

（新疆農業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

（新疆農業大學計算機與信息工程學院，新疆 烏魯木齊 835200）

在奶牛養殖業中，奶牛的發情檢測在奶牛繁殖管理中具有重要地位，及時發現奶牛發情有利于提高奶牛的繁殖率和產奶量，增加經濟效益。因此，奶牛發情及時和準確鑒定變得舉足輕重，傳統的人工觀察奶牛發情方法已不適應現代奶牛養殖業的發展要求。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展狀況和發展趨勢，可實現對奶牛走路所產生步數的自動監測及顯示。

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展現狀

國內奶牛發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，這就給奶牛養殖業增加了較大的負擔，且準確度低，時常會發生漏情的情況。

我國在奶牛養殖業的科技發展較為緩慢，奶牛生產中科技含量低，目前在西方已經成熟的奶牛發情自動監測技術在國內的研究還處于起步階段。國內也有一些養殖場使用奶牛計步器來監測奶牛發情的，但大多數產品從國外引進，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，增加了企業的投資成本，不利于廣泛使用。這就迫切要求技術的發展與更新。而發達國家特別重視奶牛養殖業重大關鍵技術的研究，實現了奶牛養殖各環節技術的現代化。目前，奶牛活動自動監測裝置在國外已有成熟產品，且各具特色。因此，我們有必要開發一種適合我國國情、低成本、遠距離監測系統。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殖業，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品所帶來的不便。

2 系統設計方案

基于STC89C52單片機系列的奶牛計步器系統采用STC89C52作為控制模塊，加速度傳感器ADXL345作為數據采集模塊，液晶1602作為顯示模塊，用這三種模塊來實現奶牛行走步數的實時監控?？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,并將相應的數值通過液晶1602顯示器顯示輸出。

2.1 系統實現的功能簡介

(1)將ADLX345傳感器采集數據存入控制模塊的存儲單元中；

(2)控制模塊處理單元處理數據采集模塊上傳的數據，傳送數據至顯示模塊；

(3)按鍵控制LCD顯示當前行走步數及總行走步數。

2.2 系統設計的結構框圖

根據系統的硬件組成需求分析，主要包括3個模塊：數據采集模塊、控制模塊、顯示模塊。如圖1所示：

圖1 結構框圖

3 系統總電路圖

圖2 系統總電路圖

4 系統的軟件設計

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）數據采集模塊：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 實現程序

5 結束語

本項目實現的功能有通過加速度傳感器將數據傳送給單片機進行數據處理并顯示，從而可以有效地控制好奶牛發情期的育種和產奶量，達到了預期的效果。但是由于知識的局限性，產奶量與其它環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。

[1]宋浩然，廖文帥，趙一鳴．基于加速度傳感器ADXL330的高精度計步器[J]．傳感技術學報，2006，19(4)：1005-1008．

[2]韓文正，馮迪，李鵬，等．基于加速度傳感器LIS3DH的計步器設計[J]．傳感器與微系統，2013，31(11)：97-99．

[3]黃斌，吳昕慧．基于MATLAB計步器算法研究[J]．系統仿真技術，2011，07(2)：152-155．

[4]邢輝，趙敏．基于MMA7260加速度傳感器的電子計步器[J]．中國高新技術企業，2010，22(33)：15-17．

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[6]Ferdinando，Hany．Performance evaluation of MMA7260QT and ADXL345 on self balancing robot[J]．Telkomnika，2013．

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。