本實(shí)用新型涉及牛只識(shí)別系統(tǒng)和識(shí)別裝置，屬于養(yǎng)殖管理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近些年來(lái)，奶牛養(yǎng)殖牧場(chǎng)不斷向規(guī)?；?、自動(dòng)化和信息化發(fā)展，單個(gè)牧場(chǎng)的牛只數(shù)量可以達(dá)到5000只以上，對(duì)于牛群的管理靠傳統(tǒng)的人工方式已經(jīng)不能適應(yīng)發(fā)展的需要，特別是要按照產(chǎn)奶牛的繁育階段、產(chǎn)奶量高低等指標(biāo)進(jìn)行分群管理，各群之間又不斷流通變化，因此對(duì)群體進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)數(shù)和個(gè)體識(shí)別是精細(xì)化管理的重要環(huán)節(jié)。

傳統(tǒng)的奶牛養(yǎng)殖行業(yè)采用人工的方式對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)中的奶牛進(jìn)行位置統(tǒng)計(jì)，以得到每個(gè)奶牛的位置，這種人工統(tǒng)計(jì)方式工作量大。而且，尤其對(duì)于進(jìn)入奶廳的牛只進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，能夠?yàn)榉秩?、飼喂、繁育等管理提供?shù)據(jù)支持，便于后續(xù)的管理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種牛只識(shí)別系統(tǒng)，用以解決人工統(tǒng)計(jì)方式工作量大的問題。本實(shí)用新型同時(shí)提供一種牛只識(shí)別裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的方案包括一種牛只識(shí)別系統(tǒng)，包括用于設(shè)置在各檢測(cè)位置處的信號(hào)發(fā)射裝置，各信號(hào)發(fā)射裝置所發(fā)的信號(hào)不同；所述識(shí)別系統(tǒng)還包括用于設(shè)置在各奶牛身上的識(shí)別裝置，所述識(shí)別裝置包括用于接收相應(yīng)檢測(cè)位置的信號(hào)發(fā)射裝置所發(fā)信號(hào)的信號(hào)接收模塊，處理模塊以及無(wú)線通訊模塊，所述信號(hào)接收模塊輸出連接所述處理模塊，所述處理模塊與所述無(wú)線通訊模塊通訊連接。

所述識(shí)別裝置還包括計(jì)步模塊，所述計(jì)步模塊輸出連接所述處理模塊。

所述計(jì)步模塊包括振動(dòng)開關(guān)和比較器，電源正極通過(guò)所述振動(dòng)開關(guān)連接所述比較器的同相輸入端，所述比較器的反相輸入端用于輸入比較電壓，所述電源正極的電壓數(shù)值大于所述比較電壓的數(shù)值，所述比較器的輸出端為所述計(jì)步模塊的輸出端。

所述信號(hào)發(fā)射裝置包括用于產(chǎn)生相應(yīng)頻率的方波產(chǎn)生模塊和用于產(chǎn)生正弦波的正弦波產(chǎn)生模塊，所述方波產(chǎn)生模塊和正弦波產(chǎn)生模塊輸出連接調(diào)制模塊，所述調(diào)制模塊輸出連接發(fā)射模塊，用于將調(diào)制后的輸出信號(hào)發(fā)射出去。

所述發(fā)射模塊包括第一控制開關(guān)、第二控制開關(guān)和由電感和電容構(gòu)成的振蕩器，電源正極依次通過(guò)電阻和所述第一控制開關(guān)接地，所述調(diào)制模塊輸出連接所述第一控制開關(guān)的控制極，所述第一控制開關(guān)與所述電阻的連接點(diǎn)連接所述第二控制開關(guān)的控制極，電源正極通過(guò)由所述振蕩器和所述第二控制開關(guān)構(gòu)成的串聯(lián)線路接地。

所述信號(hào)接收模塊包括依次設(shè)置的LC振蕩感應(yīng)單元、隔離直流單元和解調(diào)單元，所述解調(diào)單元的輸出端連接一個(gè)運(yùn)算放大器的反相輸入端，所述運(yùn)算放大器的同相輸入端用于輸入比較電壓，所述運(yùn)算放大器的輸出端為所述信號(hào)接收模塊的輸出端。

一種牛只識(shí)別裝置，用于設(shè)置在奶牛身上，所述識(shí)別裝置包括用于接收相應(yīng)檢測(cè)位置的信號(hào)發(fā)射裝置所發(fā)信號(hào)的信號(hào)接收模塊，處理模塊以及無(wú)線通訊模塊，所述信號(hào)接收模塊輸出連接所述處理模塊，所述處理模塊與所述無(wú)線通訊模塊通訊連接。

所述識(shí)別裝置還包括計(jì)步模塊，所述計(jì)步模塊輸出連接所述處理模塊。

所述計(jì)步模塊包括振動(dòng)開關(guān)和比較器，電源正極通過(guò)所述振動(dòng)開關(guān)連接所述比較器的同相輸入端，所述比較器的反相輸入端用于輸入比較電壓，所述電源正極的電壓數(shù)值大于所述比較電壓的數(shù)值，所述比較器的輸出端為所述計(jì)步模塊的輸出端。

所述信號(hào)接收模塊包括依次設(shè)置的LC振蕩感應(yīng)單元、隔離直流單元和解調(diào)單元，所述解調(diào)單元的輸出端連接一個(gè)運(yùn)算放大器的反相輸入端，所述運(yùn)算放大器的同相輸入端用于輸入比較電壓，所述運(yùn)算放大器的輸出端為所述信號(hào)接收模塊的輸出端。

本實(shí)用新型提供的牛只識(shí)別系統(tǒng)中設(shè)置有信號(hào)發(fā)射裝置，在一定區(qū)域范圍內(nèi)，比如在養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)設(shè)定若干個(gè)檢測(cè)位置，在各檢測(cè)位置處設(shè)置信號(hào)發(fā)射裝置，各檢測(cè)位置處的信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)出的信號(hào)不同，所以，當(dāng)奶牛處于某一個(gè)檢測(cè)位置處或者在該位置附近時(shí)，奶牛身上的識(shí)別裝置就能夠感應(yīng)到該檢測(cè)位置處的信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)出的特定信號(hào)，由于不同的位置對(duì)應(yīng)的信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)出的信號(hào)不同，因此通過(guò)接收到的信號(hào)能夠獲知奶牛所在的位置，所以，該識(shí)別系統(tǒng)通過(guò)識(shí)別不同的信號(hào)來(lái)確定奶牛所在的位置，并通過(guò)奶牛身上的無(wú)線通訊模塊將位置信息輸出給后臺(tái)管理系統(tǒng)，這樣的話，養(yǎng)殖人員就可以實(shí)時(shí)獲知所有奶牛的位置信息。因此，該識(shí)別系統(tǒng)通過(guò)感應(yīng)不同的信號(hào)實(shí)現(xiàn)奶牛的自動(dòng)定位，相較于傳統(tǒng)的采用人工統(tǒng)計(jì)的方式進(jìn)行定位，不但節(jié)約了人力成本，而且養(yǎng)殖人員的工作量也得到了大幅度縮減，便于養(yǎng)殖場(chǎng)的全自動(dòng)管理。

附圖說(shuō)明

圖1是牛只識(shí)別系統(tǒng)的原理示意圖；

圖2是信號(hào)發(fā)射裝置的電路圖；

圖3-a是信號(hào)接收模塊的一部分電路圖；

圖3-b是信號(hào)接收模塊的另一部分電路圖；

圖4是計(jì)步模塊的電路圖；

圖5是處理模塊的電路圖；

圖6是信號(hào)接收模塊、計(jì)步模塊和處理模塊的整體電路圖；

圖7是無(wú)線通訊模塊的電路圖。

具體實(shí)施方式

牛只識(shí)別系統(tǒng)實(shí)施例

如圖1所示，牛只識(shí)別系統(tǒng)包括兩部分，一部分是信號(hào)發(fā)射裝置，另一部分是牛只識(shí)別裝置。其中，信號(hào)發(fā)射裝置設(shè)置在一定區(qū)域范圍內(nèi)，本實(shí)施例以養(yǎng)殖場(chǎng)為例。在養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)選擇若干個(gè)(一般選擇至少兩個(gè)，但是，極端情況下可以只選擇一個(gè))位置，這些位置為設(shè)定的檢測(cè)位置，在每個(gè)檢測(cè)位置處均設(shè)置有一個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置。每個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置用于發(fā)射特定的信號(hào)，各信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)射的信號(hào)不同，因此，不同的信號(hào)就對(duì)應(yīng)著不同的位置，由于一般情況下，信號(hào)的不同是體現(xiàn)在頻率上，所以，本實(shí)施例中，每個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)射特定頻率的信號(hào)，不同的信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)射信號(hào)的頻率不同。

通常情況下，需要統(tǒng)計(jì)進(jìn)入擠奶廳中的奶牛的位置，而且，擠奶廳包括若干個(gè)通道和擠奶工作區(qū)，這些通道均通往擠奶工作區(qū)，因此，可以在各通道內(nèi)的某一處設(shè)置信號(hào)發(fā)射裝置以檢測(cè)奶牛從哪一個(gè)通道進(jìn)入擠奶工作區(qū)，所以本實(shí)施例中，設(shè)定的檢測(cè)位置為各個(gè)通道，每個(gè)通道內(nèi)均設(shè)置有一個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置，信號(hào)發(fā)射裝置的設(shè)置個(gè)數(shù)與通道的個(gè)數(shù)相同，一般情況下通道的個(gè)數(shù)是兩個(gè)，則本實(shí)施例中的信號(hào)發(fā)射裝置是兩個(gè)，當(dāng)然，如果通道有更多個(gè)時(shí)，信號(hào)發(fā)射裝置就需要設(shè)置更多個(gè)。

能夠發(fā)射一定頻率信號(hào)的信號(hào)發(fā)射裝置屬于常規(guī)設(shè)備，目前這種設(shè)備已廣泛應(yīng)用，本實(shí)施例中給出信號(hào)發(fā)射裝置的一種結(jié)構(gòu)，當(dāng)然，信號(hào)發(fā)射裝置并不局限于如下結(jié)構(gòu)。對(duì)于任意一個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置，包括方波產(chǎn)生模塊和正弦波產(chǎn)生模塊，其中，方波產(chǎn)生模塊用于產(chǎn)生相應(yīng)頻率的方波，正弦波產(chǎn)生模塊用于產(chǎn)生相應(yīng)頻率的正弦波，方波產(chǎn)生模塊和正弦波產(chǎn)生模塊輸出連接調(diào)制模塊，方波和正弦波經(jīng)過(guò)調(diào)制之后生成相應(yīng)的調(diào)制波，該調(diào)制波輸出給發(fā)射模塊，發(fā)射模塊對(duì)調(diào)制波進(jìn)行處理，然后將調(diào)制處理后的信號(hào)發(fā)射出去。并且，圖2為上述信號(hào)發(fā)射裝置結(jié)構(gòu)的其中一種具體實(shí)現(xiàn)電路，當(dāng)然，信號(hào)發(fā)射裝置并不局限于該電路。本實(shí)施例中，一個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置中的方波信號(hào)的頻率為400HZ，另一個(gè)是150HZ，由于這兩個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置中的方波信號(hào)的頻率不同，因此，這兩個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)出的信號(hào)的頻率也有差異。

如圖2所示，單片機(jī)STC15F101以及外圍的相關(guān)電路構(gòu)成方波產(chǎn)生模塊，能夠產(chǎn)生400HZ或者150HZ的方波信號(hào)，由于單片機(jī)STC15F101以及外圍的相關(guān)電路屬于常規(guī)技術(shù)，這里就不再具體說(shuō)明；晶振Y1以及外圍的相關(guān)電路構(gòu)成正弦波產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生32.768KHZ的正弦波基波信號(hào)，由于晶振Y1以及外圍的相關(guān)電路屬于常規(guī)技術(shù)，這里就不再具體說(shuō)明；放大器4011為調(diào)制模塊，方波信號(hào)和正弦波信號(hào)通過(guò)放大器4011進(jìn)行調(diào)制；發(fā)射模塊包括第一控制開關(guān)和第二控制開關(guān)，其中，第一控制開關(guān)以三極管T1為例，第二控制開關(guān)以N溝道MOS管Q1為例，電源正極VCC依次通過(guò)電阻R1和三極管T1接地，放大器4011的輸出端輸出連接三極管T1基極，三極管T1與電阻R1的連接點(diǎn)連接MOS管Q1的柵極，電感L1和電容C1構(gòu)成一個(gè)LC振蕩器，電源正極VCC依次通過(guò)該LC振蕩器和MOS管Q1接地。放大器4011輸出的調(diào)制信號(hào)控制三極管T1的基級(jí)，從而控制三極管T1的集電極信號(hào)，三極管T1的集電極控制MOS管Q1的柵極，MOS管Q1是為了放大功率的作用。MOS管Q1輸出的相應(yīng)頻率的調(diào)制信號(hào)通過(guò)LC振蕩器發(fā)射出去。

因此，這兩個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置因?yàn)閮?nèi)部方波信號(hào)頻率的不同導(dǎo)致輸出的信號(hào)的頻率不同，通過(guò)識(shí)別通道內(nèi)的信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)出的信號(hào)來(lái)獲知所處的通道。

牛只識(shí)別裝置固定在奶牛的身上，每個(gè)奶牛身上均設(shè)置有一個(gè)識(shí)別裝置，因此，需要對(duì)多少奶牛進(jìn)行定位，就需要多少個(gè)識(shí)別裝置。對(duì)于任意一個(gè)識(shí)別裝置，如圖1所示，識(shí)別裝置包括信號(hào)接收模塊、計(jì)步模塊、處理模塊以及無(wú)線通訊模塊，信號(hào)接收模塊和計(jì)步模塊輸出連接處理模塊，處理模塊與無(wú)線通訊模塊通訊連接。其中，

信號(hào)接收模塊用于接收相應(yīng)通道的信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)出的信號(hào)。當(dāng)奶牛走到某一個(gè)通道內(nèi)，該奶牛身上的信號(hào)接收模塊就能夠接收到該通道內(nèi)的信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)出的信號(hào)。用于接收信號(hào)的信號(hào)接收模塊屬于常規(guī)技術(shù)，這一設(shè)備目前已廣泛應(yīng)用，本實(shí)施例中給出一種信號(hào)接收模塊的結(jié)構(gòu)，當(dāng)然，識(shí)別裝置并不局限于該結(jié)構(gòu)。信號(hào)接收模塊包括依次設(shè)置的LC振蕩感應(yīng)單元、隔離直流單元和解調(diào)單元，進(jìn)一步地，圖3-a和3-b給出該信號(hào)接收模塊的一種具體電路，如圖3-a所示，LC振蕩感應(yīng)單元由Inductor Iron、電容C9和C10構(gòu)成，通過(guò)LC振蕩感應(yīng)單元感應(yīng)到信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)出的信號(hào)；隔離直流單元由四個(gè)電容C7、C8、C12和C13構(gòu)成，這四個(gè)電容用于隔離直流信號(hào)；解調(diào)單元由四個(gè)二極管構(gòu)成，接收到的信號(hào)經(jīng)過(guò)這四個(gè)二極管解調(diào)為正弦波信號(hào)。如圖3-b所示，經(jīng)過(guò)解調(diào)后的信號(hào)(即圖3-a中的電容C13和二極管D5的連接點(diǎn))輸入到運(yùn)算放大器LM1的反相輸入端，其同相輸入端輸入一個(gè)比較電壓，經(jīng)過(guò)該放大器的兩級(jí)放大整形后，由OUT2輸出相應(yīng)的信號(hào)，比如150HZ或者400HZ的方波信號(hào)。

因此，信號(hào)接收模塊接收信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)出的相應(yīng)頻率的信號(hào)，并將接收到的相應(yīng)頻率的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以形成與該信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)出的信號(hào)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。

計(jì)步模塊用于計(jì)量奶牛所走的步數(shù)，由于計(jì)步模塊屬于現(xiàn)有技術(shù)，那么，圖4給出其中一種實(shí)現(xiàn)電路，如圖4所示，該計(jì)步模塊包括振動(dòng)開關(guān)S1和比較器U2，其中，振動(dòng)開關(guān)S1為振動(dòng)傳感器，其特性是：當(dāng)奶牛不走時(shí)，振動(dòng)開關(guān)S1斷開，當(dāng)奶牛走動(dòng)時(shí)，振動(dòng)開關(guān)S1閉合，因此，每當(dāng)奶牛走動(dòng)一步，振動(dòng)開關(guān)就會(huì)閉合一次。電源正極VCC通過(guò)振動(dòng)開關(guān)S1連接比較器U2的同相輸入端，比較器U2的反相輸入端用于輸入一個(gè)比較電壓(比如連接圖3-b中電阻R7和R10的連接點(diǎn))，電源正極VCC的電壓數(shù)值要大于比較電壓的數(shù)值，比較器U2的輸出端為該計(jì)步模塊的輸出端。計(jì)步模塊的計(jì)數(shù)過(guò)程為：當(dāng)牛不走時(shí)，振動(dòng)開關(guān)S1斷開，比較器U2的同相輸入端輸入0V，反相輸入端輸入比較電壓1.65V，同相輸入端輸入電壓低于反相輸入端輸入電壓，則比較器U2輸出低電平，不計(jì)數(shù)，即計(jì)數(shù)不變；當(dāng)牛走動(dòng)一步時(shí)，振動(dòng)開關(guān)S1導(dǎo)通，比較器U2的同相輸入端輸入VCC 3.3V，反相輸入端輸入比較電壓1.65V，同相輸入端輸入電壓高于反相輸入端輸入電壓，則比較器U2輸出高電平，輸出到處理模塊中，計(jì)數(shù)加1。以此類推，每走動(dòng)一步，就會(huì)向處理模塊輸出一次高電平，計(jì)數(shù)加1，實(shí)現(xiàn)計(jì)步。

處理模塊可以為常規(guī)的單片機(jī)，如圖5所示，為單片機(jī)以及外圍電路的連接結(jié)構(gòu)，圖3-b中的運(yùn)算放大器LM1的輸出端連接該單片機(jī)的23引腳(OUT1)，圖4中的比較器U2輸出連接該單片機(jī)的2引腳。該單片機(jī)最小系統(tǒng)主要包括MSP430G2553單片機(jī)，復(fù)位電路和外部晶振，主要功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理；復(fù)位電路是R3和C15，復(fù)位功能由C14電容的充放電完成。信號(hào)接收模塊將接收到的頻率信號(hào)輸送給該處理模塊，該處理模塊根據(jù)該頻率信號(hào)判斷出奶牛處于哪一個(gè)通道內(nèi)；并且，該處理模塊還能夠統(tǒng)計(jì)奶牛的走動(dòng)步數(shù)，以得到奶牛的活動(dòng)量。

圖6是信號(hào)接收模塊、計(jì)步模塊和處理模塊的整體電路結(jié)構(gòu)圖。

無(wú)線通訊模塊實(shí)現(xiàn)將處理模塊分析后的數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)線傳輸，由于該無(wú)線通訊模塊屬于常規(guī)技術(shù)，本實(shí)施例給出該通訊模塊的一種具體結(jié)構(gòu)。該無(wú)線通訊模塊選用TI通訊芯片C1101，C1101是一款低于1GHz設(shè)計(jì)旨在用于極低功耗RF應(yīng)用，其主要針對(duì)工業(yè)、科研和醫(yī)療(ISM)以及短距離無(wú)線通信設(shè)備(SRD)，可提供對(duì)數(shù)據(jù)包處理、數(shù)據(jù)緩沖、突發(fā)傳輸、接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)、空閑信道評(píng)估(CCA)、鏈路質(zhì)量指示以及無(wú)線喚醒(WOR)的廣泛硬件支持。另外，可以通過(guò)軟件配置使中心頻率分別為431M和436M，以進(jìn)行通訊。圖7為該無(wú)線通訊模塊的具體電路結(jié)構(gòu)。

另外，還可將識(shí)別裝置裝配在一個(gè)殼體內(nèi)，相應(yīng)地，該殼體內(nèi)還需要配置有供電電池，通過(guò)該殼體能夠很方便地將識(shí)別裝置固定在奶牛身上，為了準(zhǔn)確計(jì)算步數(shù)，可將該識(shí)別裝置裝在奶牛的腿上。

奶牛佩戴上識(shí)別裝置后，該識(shí)別裝置處于低功耗模式。當(dāng)奶牛走動(dòng)時(shí)，計(jì)步模塊可以記錄奶牛的活動(dòng)量；當(dāng)奶牛需要擠奶而進(jìn)入某一個(gè)通道時(shí)，通過(guò)該通道內(nèi)的信號(hào)發(fā)射裝置來(lái)激活識(shí)別裝置中的信號(hào)接收模塊，并且，該奶牛身上的識(shí)別裝置接收該通道內(nèi)信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)出的特定頻率的信號(hào)，處理模塊對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理，來(lái)識(shí)別奶牛是在哪個(gè)通道進(jìn)入奶廳的，從而判斷該奶牛所處的位置。并且，無(wú)線通訊模塊將對(duì)應(yīng)奶牛的位置信息和活動(dòng)量信息發(fā)送給后臺(tái)監(jiān)控主機(jī)，這樣就可以掌握每個(gè)奶牛的位置，以觀察各奶牛的活動(dòng)狀況。

上述實(shí)施例中，識(shí)別裝置中設(shè)置有計(jì)步模塊，在獲得奶牛的位置信息之外還能夠得到奶牛的活動(dòng)量信息，這是一種優(yōu)化的實(shí)施方式，作為其他的實(shí)施方式，當(dāng)只需要獲知奶牛的位置信息的情況下，計(jì)步模塊是可以不設(shè)置的。

需要說(shuō)明的是，雖然該實(shí)施例中的識(shí)別系統(tǒng)用于對(duì)奶牛的位置識(shí)別和活動(dòng)量統(tǒng)計(jì)，但是，這只是其中一種應(yīng)用對(duì)象，對(duì)于其他的養(yǎng)殖動(dòng)物，比如：羊、馬等，也適用于該識(shí)別系統(tǒng)。

牛只識(shí)別裝置實(shí)施例

牛只識(shí)別裝置在上述實(shí)施例中已給出了詳細(xì)地描述，這里就不再具體說(shuō)明。

以上給出了具體的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型不局限于所描述的實(shí)施方式。本實(shí)用新型的基本思路在于上述識(shí)別系統(tǒng)和識(shí)別裝置的硬件結(jié)構(gòu)，而對(duì)于系統(tǒng)和裝置中的各個(gè)組成部分的具體結(jié)構(gòu)并不做限定。在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行的變化、修改、替換和變型仍落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。