[實用新型]基于ZigBee的青貯飼料無損檢測系統

有效

• 申請號: 201720835686.5
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN207007235U
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 朱義晨;張惠莉
• 申請（專利權）人: 青島農業大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;H04W4/38;H04W4/14
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司37241
• 代理人: 劉曉

技術領域

本實用新型涉及一種基于ZigBee的青貯飼料無損檢測系統。

背景技術

在畜牧業的發展中動物飼料扮演著重要的角色，飼料的品質直接影響家畜的采食量及家畜的生長，所以青貯飼料的品質鑒定非常重要。飼料青貯是指將牧草、作物切碎后密封處理，經乳酸菌在厭氧條件下進行發酵，產生有機酸。

青貯飼料生產過程中，把飼料切碎后，需把每一層壓實后密閉起來以防止外界條件干擾，為了保護青貯飼料的營養品質，在儲存過程中要滿足某些必要條件，從反應過程表現的現象看，氧化過程愈強烈，釋放出熱量愈多，養分損失隨之增大；呼吸是青貯飼料質量損失的主要原因，而呼吸作用取決于氧氣、二氧化碳、熱量和濕度等因素，在青貯過程中，溫度等因素的變化嚴重影響著乳酸菌發酵，進而影響青貯品質，準確的檢測反應過程中的溫度、氧氣濃度、濕度等環境條件，準確控制厭氧環境的時間，調節溫度和濕度，可以防止大量可溶性碳水化合物被消耗掉，減少在收獲期間干物質和質量的損失，對于提高青貯飼料的品質和消化利用率具有重要意義，不僅能夠穩定瘤胃的PH值，減少反芻問題，對奶牛的健康也會產生積極的影響，具有提高奶牛的采食量、產奶量和牛奶品質等優勢。

隨著科技的不斷發展和進步，國外在青貯技術方面也不段進行創新和改進，對青貯技術的發酵過程中的各項指標的觀察也越來越成熟，早在1984年Pahlow在試驗室里就用青貯桶做實驗，往青貯桶內注入空氣和二氧化碳的混合氣體，使用這一方法可以決定每天進入青貯桶氧氣的量。1997年Williams, Hoxey 和 Lowe在固定的容器中做青貯并在氧氣和二氧化碳的進口和出口處采樣標定來測量氧氣和二氧化碳。這兩種方法都比較復雜，測定量取決于氣體的流動，而且在青貯時飼料也沒有很大程度的壓實，所以研究存在不足,基于青貯的惡劣環境，目前仍未有進一步的研究。

盡管我國是一個公認的農業與畜牧業大國，但目前絕大部分地區在牧草及飼料青貯方面仍然沿用傳統、粗放的生產模式，在青貯加工技術方面的研究很是匱乏，青貯加工技術與裝備水平遠落后于發達國家，與此相關的基礎性研究水準與國際同行前沿探索高度差距更為明顯,不可否認，這種落后現狀是限制著我國草地畜牧業快速發展的一個主要原因。因此在飼料青貯的過程中，精確的觀察青貯飼料的各項參數更有利于飼料的生產及品質的提高, 但在實際生產中，溫度等參數大多都靠人為的開窖觀測，對飼料的發酵過程很難做到精準把握，本方案提出的研究具有學術創新的重要價值，對畜牧業生產和發展具有重要作用。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術或設備無法有效檢測青貯飼料狀態、需要開窖觀測，對飼料的發酵過程很難做到精準控制等缺陷，提出一種基于ZigBee的青貯飼料無損檢測系統，通過ZigBee無線傳輸技術實現飼料青貯過程的遠程無損檢測及相關信息統計，對飼料的發酵過程實現完整監控，有利于改進生產技術，提高生產效益。

本實用新型是采用以下的技術方案實現的：基于ZigBee的青貯飼料無損檢測系統，包括設置在青貯窖內的檢測節點模塊、設置在青貯窖外部的協調器以及遠程服務平臺；所述檢測節點模塊用以實時檢測青貯窖內青貯飼料參數信息，并將檢測的參數信息傳輸至協調器，所述協調器進行參數統計與顯示，并將處理后的信息傳輸至遠程服務平臺存儲；所述檢測節點模塊包括一密封殼體及設置在密封殼體內的傳感器和第一ZigBee模塊，所述傳感器與第一ZigBee模塊電連接，且所述傳感器的探頭均置于密封殼體外側；所述傳感器包括溫度傳感器、濕度傳感器和PH值傳感器；所述協調器包括協調器殼體及設置在協調器殼體內的第一CPU模塊以及分別與第一CPU模塊相連的第二ZigBee模塊、第一GSM模塊以及顯示屏；所述第一ZigBee模塊與第二ZigBee模塊實現無線通訊。

進一步的，所述第一GSM模塊和第二GSM模塊均采用SIM900A模塊。

進一步的，所述遠程服務平臺包括第二CPU模塊以及分別與第二CPU模塊相連的存儲電路、串行通訊電路及第二GSM模塊，所述第一GSM模塊與第二GSM模塊實現無線通訊。

進一步的，所述密封殼體為球形，采用防水防腐蝕材質制作，密封殼體放置在青貯窖中后，球形設計可保證飼料在壓實的時候殼體受力均勻，進而保證檢測準確度及設備性能穩定。

進一步的，所述遠程服務平臺還包括SD卡接口及USB接口。

進一步的，每個青貯窖內可根據具體情況均勻布設3-8個檢測節點模塊。

進一步的，所述第一CPU模塊采用STC12C5A60S2單片機。