[发明专利]一种基于神经网络的奶牛挤奶量检测装置及其检测方法

说明书

本发明涉及一种基于神经网络的奶牛挤奶量检测装置及其检测方法，包括方管、恒流源模块、红外发光模块、三极管开关模块、温度传感器、单片机、信号滤波放大模块、无线通讯模块、射频卡模块、红外接收模块和上位机系统；红外发光模块、恒流源模块、三极管开关模块、温度传感器位于方管顶部。单片机、信号滤波放大模块、无线通讯模块、射频卡模块和红外接收模块位于方管底部。本发明系统设计中利用近红外光线非接触式测量，将神经网络的算法加入设计系统中，使检测更准确、快速，解决了奶牛挤奶量计算过程中未知干扰因素的非线性变化对计算结果的影响问题；能直接测定液体、固体、半导体和胶状体等样本。

技术领域

本发明涉及一种奶牛挤奶量检测装置，具体涉及一种基于神经网络的奶牛挤奶量检测装置及其检测方法。

背景技术

在奶牛养殖过程中，准确有效地检测出每头奶牛的实时产奶量和日产奶量对于奶牛养殖企业掌握每头奶牛的产奶情况、合理地喂养奶牛、淘汰低产奶牛、增加经济效益具有极大帮助。

目前，在小型牧场挤奶厅中对每头奶牛日产奶量信息的获取一般采用依靠人工来观测的容积法。为了保证牧场中奶源的卫生安全问题，测量容器需要定时清洗，不仅耗时耗力、效率低，同时也会因人为因素导致观测误差。而在大型牧场中主要采用以色列阿菲金公司研发的红外流量计设备，目前该设备完全依靠进口，价格昂贵、维护技术难，在国内牧场中无法大规模应用。一些牧场采用的挤奶量测量装置原理也大多是基于公式计算的方法，由于温度的变化、牛奶中气泡的存在以及许多未知噪声都会影响计算精度，会产生计算误差。因此为了减轻繁琐工作量，克服奶牛挤奶量计算过程中干扰因素的影响提出利用一种具有神经网络智能算法的基于非接触式近红外光线检测装置来代替国内目前小型牧场中人工录入的方法。

发明内容

针对现有技术的现状，为了解决上述问题，本发明提供了一种基于神经网络的奶牛挤奶量检测装置及其检测方法，本发明弥补了国内奶牛挤奶量检测方面所存在的弊端，操作简单，对提高我国奶牛养殖业的现代化水平具有非常积极的意义。

本发明的技术方案如下：

一种基于神经网络的奶牛挤奶量检测装置，包括方管、恒流源模块、红外发光模块、三极管开关模块、温度传感器、单片机、信号滤波放大模块、无线通讯模块、射频卡模块、红外接收模块和上位机系统。

所述方管水平放置，方管两端与牛奶传输管连接。红外发光模块、恒流源模块、三极管开关模块、温度传感器位于方管顶部。单片机、信号滤波放大模块、无线通讯模块、射频卡模块和红外接收模块位于方管底部。红外发光模块、红外接收模块和温度传感器组成信息检测模块。

所述红外发光模块由两个近红外发光管组成，两个近红外发光管均安装在方管顶部。近红外发光管提供稳定的近红外光线。

所述恒流源模块为近红外发光管提供恒流电流，保证发光的稳定性。

所述三极管开关模块选用三极管作为控制电路开关的芯片，三极管与单片机和近红外发光管相连接，由单片机控制输入信号，当输入高电平时电路导通，反之电路断开，以此来调节近红外发光管的循环发射。

所述温度传感器用于检测装置的工作温度，温度传感器与单片机相连。

所述红外接收模块由八个红外接收管组成，其中两个红外接收管和两个近红外发光管正对安装，其余六个红外接收管每三个一组分别安装在所述两个红外接收管周围。红外接收管接收近红外发光管发射的红外光线。

所述射频卡模块，包括电子射频卡和射频读卡器，电子射频卡安装在奶牛身上。射频读卡器与电子射频卡配合用于读取奶牛身份信息，将奶牛个体流量检测信息与奶牛身份信息相对应，实现对每头奶牛奶量信息的统计，实时掌握每头奶牛的产奶情况。

所述无线通讯模块，通过电磁波信号传输的方式将红外接收管获取的电压信息、温度传感器获取的温度信息等数据无线传输给上位机系统，上位机系统通过无线接收模块接收信息。