一種奶牛產奶量自動計量裝置的製作方法

2023-07-25 10:22:31 1

專利名稱：一種奶牛產奶量自動計量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於圖像採集與處理領域，是ー種奶牛產奶量自動計量裝置。
背景技術：
圖像採集是獲取客觀世界信息的重要手段，也是圖像處理的基礎工作，是獲取圖像的技術和過程。採集涉及到兩方面的內容幾何學，輻射度學，數字圖像的處理需要經過採樣量化的過程。微處理器控制圖像傳感器採集圖像，人機I/O接ロ，可攜式設備的電池供電。自動計量裝置採用wifi無線通信方式，wifi採用2.4GHz的免費頻段，可支持IlMbps的共享接入速率,覆蓋範圍100米。wifi具有組網簡單,可以不受布線條件的限制，·應用靈活，豐富的終端支持，成本低廉的特點。牛奶液位的識別和刻度值的匹配，基於數字圖像處理的液位自動檢測技術，圖像處理的模塊包括圖像增強，圖像銳化，圖像分割，邊緣檢測，匹配識別，粗定位和精確定位的技木。
發明內容本實用新型的目的是，建立ー套奶牛產奶量的自動計量裝置，特別是通過微處理器採集圖像，wifi通信模塊傳輸圖像，上位機識別牛奶液位和刻度匹配,實現奶牛產奶量的自動識別的計量裝置。本實用新型是ー種奶牛產奶量自動計量裝置，所述裝置包括下位機、通信模塊和上位機，各模塊如圖2所示，所述下位機包括串ロ攝像頭採集自動擠奶機奶罐的圖像信號，輸出標準的JPEG圖像。單片機控制系統控制攝像頭採集圖像，人機接ロ控制，控制圖像數據輸出。人機接ロ 用於控制攝像頭的鍵盤，顯示產奶量的IXD顯示屏。電池系統為可攜式和小型化的下位機提供電源。所述通信模塊包括串ロ wifi轉換模塊單片機控制攝像頭產生的數據是串ロ信號，轉換成適合wifi發送的數據。wifi路由器實現多個wifi模塊組網。所述上位機包括伺服器安裝系統軟體、matlab圖像處理軟體、SQLserver資料庫軟體、IU臺軟體。matlab圖像處理軟體識別自動擠奶機奶罐的刻度，包括圖像增強，圖像銳化，圖像分割，邊緣檢測，匹配識別，粗定位和精確定位。資料庫軟體用於存儲各頭奶牛產奶量的數據，具有信息存儲、檢索、修改、共享和保護的功能。本實用新型的有益效果在於通過單片機系統控制CMOS攝像頭採集奶罐的刻度圖像信號，將圖像信號通過wifi無線網絡傳送，到達伺服器端對圖像信號進行處理、識別，以達到產奶量的自動識別，從總量上對產奶量控制，避免人為摻假的發生。

圖I本實用新型系統結構圖。圖2本實用新型系統模塊圖。圖3本實用新型圖像處理流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖具體闡述本實用新型的技術方案。本實用新型包括下位機、通信模塊和上位機部分。所述下位機部分包括串ロ攝像頭攝像頭與單片機串ロ相連，採集自動擠奶機奶罐的圖像信號，輸出標準的JPEG圖像。單片機控制系統控制攝像頭採集圖像，人機接ロ控制，控制圖像數據輸出。人機接ロ 用於控制攝像頭的鍵盤，顯示產奶量的IXD顯示屏，鍵盤及IXD顯示屏與單片機I/O ロ相連。電池系統為可攜式和小型化的下位機提供電源。所述通信模塊包括串ロ wifi轉換模塊，將單片機控制攝像頭產生的數據是串ロ信號，轉換成適合wifi發送的數據。wifi路由器實現多個wifi模塊組網。所述上位機包括伺服器(安裝系統軟體)、matlab圖像處理軟體、SQLserver資料庫軟體、IU臺軟體。matlab圖像處理軟體識別自動擠奶機奶罐的刻度，包括圖像增強，圖像銳化，圖像分割，邊緣檢測，匹配識別，粗定位和精確定位。資料庫軟體用於存儲各頭奶牛產奶量的數據，具有信息存儲、檢索、修改、共享和保護的功能。本實用新型在牛奶奶量的自動計量時具體通過如下方法實用新型的單片機控制系統選用8位的ATmegal28作為核心處理器件，用其發送控制命令，控制串ロ攝像頭採集圖像信號；採集到的圖像信號通過串ロ送到串ロ轉wifi模塊上，通過wifi網絡，發送到上位機上，並將接收到的圖像數據恢復成JPEG圖像，上位機通過圖像處理軟體，識別出牛奶的液位，和刻度值相匹配，本實用新型的工作原理如圖I所示。本實用新型圖像處理的工作過程如圖3所示，具體包括，圖像增強採用頻域的方法，利用低通濾波器平滑圖像和濾除噪聲。圖像分割把目標圖像從背景中提取出來，方便後續處理，採用灰度閾值分割技術。邊緣檢測利用Prewitt和Robinson算子檢測出圖像的邊緣點，較好的抑制噪聲。圖像匹配採用模板匹配和目標匹配兩種方法，模板匹配是用模塊與圖像求相關，使值最大的點即最佳匹配點，目標匹配是實現字符串的匹配和特徵點的匹配。定位液面利用圖像中亮度差別來提取奶牛分界面的位置，利用刻度圖像模板在圖像中捜索，達到最佳匹配，實現刻度精確讀取。
權利要求1.一種奶牛產奶量自動計量裝置，所述裝置包括下位機、通信模塊、上位機和圖像處理部分，所述下位機包括，串ロ攝像頭採集自動擠奶機奶罐的圖像信號，輸出標準的JPEG圖像；單片機控制系統控制攝像頭採集圖像，人機接ロ控制，控制圖像數據輸出；人機接ロ 用於控制攝像頭的按鍵，顯示產奶量的LCD顯示屏；電池系統為可攜式和小型化的下位機提供電源；所述通信模塊包括，串ロ wifi轉換模塊單片機控制攝像頭產生的數據是串ロ信號，轉換成適合wifi發送的數據；wifi路由器實現多個wifi模塊組網。
2.根據權利要求I所述的ー種奶牛產奶量自動計量裝置，其特徵在於單片機控制系統選用8位的ATmegal28作為核心處理器件，用其發送控制命令，控制串ロ攝像頭採集圖像信號。
3.根據權利要求I所述的ー種奶牛產奶量自動計量裝置，其特徵在於攝像頭與單片機的串ロ相連，鍵盤及IXD顯示屏與單片機的I/O ロ相連。
專利摘要本實用新型的目的是，建立一套奶牛產奶量自動計量裝置。現有的擠奶裝置，是採用人工方式計量，給牛奶的摻假提供了可能，本裝置可以有效地解決這一問題。產奶量自動計量裝置採用了先進的微處理器、傳感器、圖像處理和資料庫技術，從硬體角度包括上位機，下位機，通信模塊三部分。下位機採集自動擠奶機奶罐的刻度值的圖像信號，通過wifi通信模塊將圖像發送到上位機，上位機通過matlab圖像處理軟體分析，確定奶牛的產奶量，將數據存入資料庫，同時上位機發送奶量數據給下位機，在下位機上顯示數值。
文檔編號A01J5/01GK202565911SQ2011205154
公開日2012年12月5日 申請日期2011年12月12日 優先權日2011年12月12日
發明者孟克其勞, 張佔強 申請人:孟克其勞, 張佔強