农业机械学报

作者：赵继政，庄蒲宁，石富磊，陆成，董正奇

单位：西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,

关键词：奶牛瘤胃;温度监测;pH值监测;Sub-1G组网;低功耗微控制器

基金：陕西省重点产业创新链（群）-农业领域项目（2019ZDLNY02-05）

针对目前传统检测方法实施难度大、易交叉感染的问题，设计了奶牛瘤胃pH值和温度无线检测单元、Sub-1G无线传输网络和阿里云实时显示界面，实现了奶牛瘤胃pH值和温度的连续监测。瘤胃检测单元采用LabSen331 pH值复合电极进行pH值检测，采用Pt1000铂电阻进行测温。信号调理电路使用AD8603运算放大器，模数转换电路使用AD7792。核心控制电路使用STM8L151微控制器，通过315MHz无线信号传输数据到项圈中继节点。无线传输网络基于TI-15.4协议实现。数据经项圈节点中继后，由数据集中器通过串口通信发送给物联网网关。通过4G网络，网关按照MQTT协议将数据传输至阿里云。本文进行了pH值和温度测量准确性、检测单元功耗、无线传输网络可靠性等验证试验和现场监测试验。验证试验结果表明，pH值测量误差小于±0.02，温度测量误差小于±0.3℃，检测单元使用2200mA·h/3.6V锂电池供电，检测间隔设为10min时，电池寿命可达1800d，无线传输网络可在180m内可靠传输。现场试验结果表明监测系统记录值和人工测定瘤胃液pH值之间具有良好的相关性?（r=0.961, P<0.05），本文设计的监测系统可以连续监测奶牛瘤胃pH值和温度的变化，为奶牛健康监测和精准饲喂提供参考。

来源：2022年第2期

《农业机械学报》期刊编辑部

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