[發明專利]一種基于多RFID天線的奶牛占位識別方法

有效

• 申請號: 201410415320.3
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN104200248B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 李新德;周大成;楊偉;曹久祥;陳俊
• 申請（專利權）人: 現代牧業（集團）有限公司;東南大學
• 主分類號: G06K17/00
• 分類號: G06K17/00;A01J5/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及奶牛自動化養殖領域，具體涉及一種基于多RFID天線的奶牛占位識別方法。

背景技術

轉盤式擠奶設備一種高效率的擠奶設備，在運行過程中保持低速旋轉狀態，轉一圈耗時為8-10分鐘，一個轉盤一般會有40到80個欄位，每個欄位對應可以進入一頭牛，每個欄位都有一個不變的編號，也都有一套擠奶設備，這套擠奶設備為每一頭牛擠奶的同時可以統計出該頭牛這次擠出的奶量，這個奶量是利用LED數碼管顯示的。如圖1所示，最上方的箭頭代表轉盤的旋轉方向，下方的兩個箭頭代表牛只的移動方向。以一頭牛的擠奶過程為例，待擠奶的牛依次從進欄口進入擠奶轉盤，工作人員將消毒后的擠奶設備套在牛的乳頭上，這套擠奶設備會在這頭牛對應的欄位隨著轉盤的轉動到出欄口之前完成擠奶工作，等欄位轉到出欄口時，牛就會自己退出轉盤，從而完成自動擠奶工作。

RFID技術是一種非接觸式的自動識別技術，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合(電感或電磁耦合)傳輸特性，實現對被識別物體的自動識別，RFID系統一般由4個部分組成，分別為電子標簽，閱讀器，饋線和天線。

其中標簽和閱讀器工作時所使用的頻率稱為RFID工作頻率，目前RFID使用的頻率跨越低頻，高頻，超高頻，微波等多個頻段。

而天線作為整個RFID系統中的一個重要組成部分，其極化方式也是十分重要的，天線的極化具體的定義為：在最大增益方向上，作發射時其輻射電磁波的極化，或作接收時能使天線終端得到最大可用功率的方向入射電磁波的極化。這里電磁波的極化指在空間某位置上，沿電磁波的傳播方向看去，其電場矢量在空間的取向隨時間變化所描繪出的軌跡。如果這個軌跡是一條直線，則稱為線極化；如果是一個圓，則稱為圓極化；如果是一個橢圓，則稱為橢圓極化。其中線極化與圓極化是橢圓極化的兩種特殊情況。

目前，對于牛位識別方法主要有兩種：一種是轉盤會提供人為輸入牛號的功能，另一種是利用單天線，低功率的掃描方式，當天線掃描到牛只的標簽時，說明牛只進入相應的欄位，這兩種方式中第一種工作效率太低，需要人員不停地手動輸入，而且如果是長時間的錄入過程，人員的疲勞也會導致輸入耳號的錯誤，第二種雖然在效率上有所提高，但由于是單天線低功率就導致了不能將所有的牛只都掃描到，即普遍的查全率比較低。因此我們就迫切需要一種新的識別方式用于提高現行的識別方法。RFID技術為我們解決上述問題提供了一種新的思路。

如何解決現有技術中牛只掃描工作效率低、查全率低且錯誤率高的問題，成為了現有技術發展的重要方向。

發明內容

發明目的：為了解決現有技術中牛只掃描工作效率低、查全率低且錯誤率高的問題，本發明提供一種基于多RFID天線的奶牛占位識別方法，通過RFID識別和傳感器的運用，解決了現有技術的不足。

技術方案：一種基于多RFID天線的奶牛占位識別方法，包括轉盤式擠奶設備，其特征在于包括控制系統、一組RFID天線、光電傳感器、一組光電開關、牛只占位傳感器和牛只標簽；其中，牛只標簽位于每頭牛的身體上；

控制系統包括：一體機、IO板卡和路由器；

所述RFID天線包括：欄位天線、進欄口天線、轉盤天線和RFID讀寫器；

光電傳感器包括牛只占位傳感器和欄位細分化光電傳感器；

具體的牛位檢測包括如下步驟：

(1)RFID欄位識別：用于獲得當前轉盤欄位號；轉盤式擠奶設備轉動中，欄位天線用于獲取相應的欄位號；

檢測到的當前的欄號為M時，則奶牛實際正對進欄口的欄位為M+2；

(2)RFID進欄口牛只識別：用于判斷牛只是否經過轉盤的進牛口處；牛只經過欄位的進欄口，進欄口天線讀取到該頭牛的牛只標簽的信息時，開始存儲當前牛只的信息，并記錄下該牛只在進欄口天線讀取過程中的消失時間點；

(3)RFID轉盤牛只識別：用于判斷牛只是否進入轉盤；牛只經過進欄口后繼續前進，當轉盤天線檢測到該牛的牛只標簽信息時，確認該牛只是否經過步驟2)中進欄口天線的讀取，如經過進欄口天線的讀取，則轉盤天線開始存儲該牛只標簽的信息，并記錄下該牛只經過進欄口天線的起始時間點；

(4)牛只占位檢測：通過牛只占位傳感器輔助轉盤牛只識別天線判斷牛只是否進入轉盤；

(5)光電開關檢測：判斷轉盤的正反轉，用于牛只信息及牛只檢測傳感器的精確檢測。