一种犊牛自动化饲养的饲喂站电路的制作方法

1.本实用新型属于犊牛饲养领域，特别涉及一种犊牛自动化饲养的饲喂站电路。

背景技术：

2.从出生到6月龄以前的小牛称为犊牛，犊牛是优质牛和优质产出品的根本基础。一方面，犊牛对于营养有着较高的需求，所以饲养犊牛的饲养场和养殖户都会选择通过饲喂奶水的方法来帮助犊牛进行营养摄取，从而为犊牛的生长发育创造良好的条件，为其免疫力的提升提供营养物质基础。另一方面，因为犊牛自身生理机能发育不完全，所以犊牛对于饲养环境也有着较高的要求，例如温度、湿度等。适宜的环境条件可以促进犊牛的生长发育，否则犊牛就极有可能患病或者产生情绪问题，影响其自身的健康生长。
3.传统的饲养方法多为人工喂养，由养殖工人来调配喂养犊牛的奶水并且进行人工喂养，其饲养环境适宜与否也由工人来进行判断和调整，所以犊牛的饲养往往需要经验足够成熟的人力资源，又因为全程需要人工进行，所以较高的人力成本和管理成本必不可少。而大多数牧场和养殖户都追求以最经济、有效的方法来实现对于犊牛的饲养从而保证牛的稳定延续。
4.自动化饲养恰好符合该目标的实现，通过机械设备进行犊牛饲养，可以极大地减少人力成本和管理成本，提高经济效益，同时还有助于降低犊牛的死亡率，提高犊牛的健康水平。

技术实现要素：

5.本实用新型为了实现犊牛的自动化饲养与健康生长，提出了一种犊牛自动化饲养的饲喂站电路。
6.本实用新型技术方案如下：一种犊牛自动化饲养的饲喂站电路，包括：通信接口转换电路、信号指示灯及报警器驱动电路、电磁阀驱动电路、饲喂奶水温度采集电路、饲喂奶水流量采集电路和饲喂站环境温湿度采集电路。
7.所述的通信接口转换电路与单片机u4b和rfid感应器相连；所述的信号指示灯及报警器驱动电路与单片机u4b和信号灯报警器相连；所述的电磁阀驱动电路与单片机u4d和电磁阀相连；所述的饲喂奶水温度采集电路与单片机u4c和温度传感器相连；所述的饲喂奶水流量采集电路与流量计和单片机u4c相连；所述的饲喂站环境温湿度采集电路与温湿度计和单片机u4c相连。
8.所述的通信接口转换电路，包括信号收发器max232ese、电容c1、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、二极管d1、二极管d4和螺钉式接线端子j3。
9.信号收发器max232ese的引脚1接电容c5一端、引脚2接电容c6一端、引脚3接地、引脚4接电容c7一端、引脚5接电容c7另一端、引脚6接电容c8一端、引脚11接电阻r5一端、引脚12接电阻r4一端、引脚13接电阻r3一端、引脚14接电阻r2一端、引脚15接地、引脚16与3v高
电平、两个并联电容c1和c4的一端相连。
10.电阻r2另一端与二极管d1、螺钉式接线端子j3的接口3相连；电阻r3另一端与二极管d4、螺钉式接线端子j3的接口1相连；电阻r4的另一端接单片机u4b的引脚48；电阻r5另一端接单片机u4b的引脚47；电容c1与电容c4并联另一端接地；电容c5另一端接地；电容c6另一端接地。
11.二极管d1另一端接地；二极管d4另一端接地；螺钉式接线端子j3的引脚2接地。
12.所述的信号指示灯及报警器驱动电路，包括场效应管q7、场效应管q8、场效应管q9、场效应管q10、电阻r29、电阻r30、电阻r31、电阻r32、电阻r34、电阻r35、电阻r36、电阻r37、电阻r39、电阻r40、电阻r41、电阻r42和对外接线端子j4。
13.场效应管q7的漏极接电阻r29一端，栅极与电阻r34一端、电阻r39一端相连，源极接电阻r39另一端并接地；电阻r29另一端接对外接线端子j4的引脚10；电阻r34另一端接单片机u4b的引脚51。
14.效应管q8的漏极接电阻r30的一端，栅极与电阻r35一端、电阻r40一端相连，源极与电阻r40另一端相连，并接地；电阻r30另一端接对外接线端子j4的引脚9；电阻r35另一端接单片机u4b的引脚52。
15.场效应管q9的漏极接电阻r31一端，栅极与电阻r36一端、电阻r41一端相连，源极与电阻r41另一端相连并接地；电阻r31另一端接对外接线端子j4的引脚8；电阻r36另一端接单片机u4b的引脚53。
16.场效应管q10的漏极接电阻r32一端，栅极与电阻r37一端、电阻r42一端相连，源极分与电阻r42另一端相连并接地；电阻r32另一端接对外接线端子j4的引脚7；电阻r37另一端接单片机u4b的引脚54。
17.所述的电磁阀驱动电路，包括场效应管q5、场效应管q6、电阻r27、电阻r28、电阻r38、电阻r33、电容c36、电容c37、电容c38和电容c39。
18.场效应管q5的源极与电阻r27一端、电容c37一端、电容c36一端、24v高电平相连；栅极与电阻r27另一端、电阻r28一端相连；漏极与电容c38一端、电容c39一端、螺钉式接线端子j8的引脚1相连；场效应管q6的源极与电阻r38一端相连并接地；场效应管q6的栅极与电阻r33一端、电阻r38另一端相连；漏极连电阻r28另一端；电阻r33另一端连单片机u4d的引脚55；电容c37并联电容c36另一端接地；电容c38并联电容c39另一端接地；螺钉式接线端子j8的引脚2接地。
19.所述的饲喂奶水温度采集电路，包括运算放大器u20a、电阻r10、电阻r18、电阻r19、电阻r22、电阻r24、电阻r49、电阻r94、电阻r95、电阻r96、电阻r97、电阻r98、电阻r100、电阻r102、电阻r103、电阻r104、电阻r105、电阻r106、电阻r107、电阻r108、电阻r118、电容c87、电容c88、电容c89、电容c92、电容c90、电容c91、稳压集成电路芯片u21和二极管d9。
20.运算放大器u20a的正相输入端与电阻r95一端、电阻r98一端相连，反相输入端与电阻r102一端、电阻r106一端、电容c92一端相连，电源正极端接地，电源负极端与电容c90一端、电容c91一端、电阻r118一端相连，输出端与电阻r100一端、电阻r106另一端、电容c92另一端相连。
21.稳压集成电路芯片u21的正极与电阻r22一端、电阻r49一端相连并接地，u21负极与电阻r94一端、电阻r10一端、电阻r24一端、二极管d9的正极相连，u21参考极与电阻r18一
端、电阻r19一端相连；二极管d9负极与电阻r96一端、电阻r97一端相连；电阻r94另一端与24v电源、电容c87一端、电容c88一端相连；电阻r10另一端与电阻r18另一端、电阻r24另一端相连；电阻r19另一端与电阻r49另一端、电阻r22另一端相连；电阻r96另一端与电阻r98另一端、螺钉式接线端子j8的引脚3和引脚4相连；电阻r97另一端与电阻r102另一端、电阻r103一端、电阻r103滑动变阻端、电阻r104一端、电阻r105一端相连；电阻r103另一端与电阻r107另一端、电阻r108另一端相连并接地；电阻r104另一端与电阻r107相连；电阻r105另一端与电阻r108相连；电阻r106与电容c92并联；电阻r118另一端接24v电源；电阻r100另一端与电容c89一端、单片机u4c的引脚18相连；电容c87与电容c88并联另一端接地；电容c90与电容c91并联另一端接地；电容c89另一端接地。
22.所述的饲喂奶水流量采集电路，包括运算放大器u13a、电阻r73、电阻r74、电阻r75、电阻r76、电阻r116、电容c69和电容c70。
23.运算放大器u13a的反相输入端与其输出端相连，正相输入端与电阻r74一端、电阻r76一端相连，输出端还与电阻r73一端相连，电源负极端与电容c69一端、电容c70一端、电阻r116一端相连，电源正极端接地；电阻r74另一端与接线端子j7的引脚9相连；电阻r76另一端接地；电阻r73另一端与电阻r75一端、单片机u4c的引脚15相连；电阻r116另一端接5v电源；电容c69和电容c70并联另一端接地；电阻r75另一端接地。
24.所述的饲喂站环境温湿度采集电路，包括湿度采集电路和温度采集电路。
25.所述的湿度采集电路，包括运算放大器u19a、电阻r86、电阻r87、电阻r88、电阻r89、电阻r117、电容c83和电容c84。
26.运算放大器u19a的反相输入端与其输出端相连，正相输入端与电阻r87一端、电阻r89一端相连，输出端还与电阻r86一端相连，电源正极端与电容c83一端、电容c84一端、电阻r117一端相连，电源负极端接地；电阻r87另一端与接线端子j7的引脚4相连；电阻r88一端接电阻r86另一端、单片机u4c的引脚16，另一端接地；电阻r89另一端接地；电阻r117另一端接5v电源；电容c83和电容c84并联另一端接地。
27.所述的温度采集电路，包括运算放大器u19b、电阻r90、电阻r91、电阻r92、电阻r93、电阻r117、电容c83和电容c84。
28.运算放大器u19b的反相输入端与其输出端相连，正相输入端与电阻r91一端、电阻r93一端相连，输出端还与电阻r90一端相连，电源正极端与电容c83一端、电容c84一端、电阻r117一端相连，电源负极端接地；电阻r91另一端与接线端子j7的引脚3相连；电阻r93另一端接地；电阻r90另一端与电阻r92一端、单片机u4c的引脚17相连；电阻r92另一端接地；电阻r117另一端接5v电源；容c83和电容c84并联另一端接地。
29.本实用新型有益效果：本实用新型通过各个部分电路与外部设备形成信息交互，可以做到读取犊牛个体信息，按人工要求进行饲养，并且通过传感器传回奶量、奶温、饲喂站温湿度等饲养数据，便于进行犊牛个体饲养方案的设计，最终帮助实现犊牛的自动喂养及相应环境检测，不仅减少了犊牛喂养过程中的管理和人工成本，还能降低犊牛死亡率，提高犊牛的采食量和健康状况，促进犊牛的健康生长。
附图说明
30.图1为饲喂站电路系统方框图；
31.图2为通信接口转换电路图；
32.图3为信号指示灯及报警器驱动电路；
33.图4为三通电磁阀驱动电路；
34.图5为饲喂奶水温度采集电路；
35.图6为饲喂奶水流量采集电路；
36.图7(a)为饲喂站环境温湿度采集电路中的湿度采集电路；
37.图7(b)为饲喂站环境温湿度采集电路中的温度采集电路；
38.图8为单片机u4b示意图；
39.图9为对外接线端子j4示意图；
40.图10为螺钉式接线端子j7示意图；
41.图11为螺钉式接线端子j8示意图；
42.图12为单片机u4d示意图；
43.图13为单片机u4c示意图。
具体实施方式
44.为了实现犊牛的自动化饲养，本实用新型提出了一种犊牛自动化饲养的饲喂站电路。通过读取每头犊牛的个体信息对其实现个性化的饲养，同时本设计还能检测传回犊牛饲养中的重要环境信息，诸如温度、湿度等，从而更好地调整犊牛饲养过程中所处的环境，促进犊牛的健康生长。本实用新型设计的犊牛自动饲喂站的电路包括：通信接口转换电路、信号指示灯及报警器驱动电路、电磁阀驱动电路、饲喂奶水温度采集电路、饲喂奶水流量采集电路和饲喂站环境温湿度采集电路。实现该饲喂站的主要功能有:(1)通信接口转换电路与rfid感应器进行通讯，获取犊牛耳标信息(2)信号指示灯及报警器驱动电路实现围栏指示灯给出不同颜信号灯信息(3)电磁阀驱动电路用于控制电磁阀实现犊牛奶水喂养操作(4)饲喂奶水温度采集电路用于检测喂养奶水的温度(5)饲喂奶水流量采集电路用于检测喂养奶水流量确定犊牛喝奶量(6)饲喂站环境温湿度采集电路用于测量饲喂站温湿度。
45.饲喂站电路系统方框图如图1所示，下面分别对饲喂站电路设计中实现以上功能的各个部分电路进行详细介绍，文中未标明型号的电容均默认为0805型号电容：
46.所述的通信接口转换电路与单片机u4b和rfid感应器相连，为实现犊牛耳标信息的获取需要与rfid感应器进行通讯，而rfid感应器使用的是rs232通信接口，所以饲喂站需要先通过通信接口转换电路进行通信接口转换。本部分电路实现了单片机ttl串口与rs232串口的相互转换，为实现rfid信息读取提供了硬件基础。通信接口转换电路图如图2和图8所示，具体工作时，单片机串口发送的寻卡指令信号为ttl电平信号，信号收发器max232ese将ttl电平信号转换为rs232电平信号，然后送给rfid感应器，rfid感应器在收到寻卡指令后，开始寻卡，并将寻到的卡的信息再通过信号收发器max232ese发送给单片机，详细的电路连接描述如下：
47.所述的通信接口转换电路，包括信号收发器max232ese、电容c1、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、smbj18ca型号瞬态抑制二极管d1、smbj18ca型号瞬态抑制二极管d4和jl500-50803g01型号螺钉式接线端子j3。
48.信号收发器max232ese的引脚1接电容c5，引脚2接电容c6，引脚3接地，引脚4接电
容c7，引脚5接电容c7，引脚6接电容c8，引脚11接电阻r5，引脚12接电阻r4，引脚13接电阻r3，引脚14接电阻r2,引脚15接地，引脚16分出两条支路，一条支路接3v高电平，另一条支路接两个并联电容c1和c4一端；
49.电阻r2的一端接信号收发器max232ese的引脚14，另一端分出两条支路，一条支路接smbj18ca型号瞬态抑制二极管d1，另一条支路接jl500-50803g01型号螺钉式接线端子j3的接口3；电阻r3的一端接信号收发器max232ese的引脚13，另一端分出两条支路，一条支路接smbj18ca型号瞬态抑制二极管d4，另一条支路接jl500-50803g01型号螺钉式接线端子j3的接口1；电阻r4的一端接信号收发器max232ese的引脚12，另一端接stm32f103 vet6型号单片机u4b的引脚48；电阻r5的一端接信号收发器max232ese的引脚11，另一端接stm32f103vet6型号单片机u4b的引脚47。电容c1的一端接信号收发器max232ese的引脚16，另一端接地；电容c4的一端接信号收发器max232ese的引脚16，另一端接地；电容c5一端接信号收发器max232ese的引脚1，另一端接地；电容c6一端接信号收发器max232ese的引脚2，另一端接地；电容c7一端接信号收发器max232ese的引脚5，另一端接信号收发器max232ese的引脚4；smbj18ca型号瞬态抑制二极管d1一端接电阻r2和jl500-50803g01型号螺钉式接线端子j3的引脚3，另一端接地；smbj18ca型号瞬态抑制二极管d4一端接电阻r3和jl500-50803g01型号螺钉式接线端子j3的引脚1,另一端接地；jl500-50803g01型号螺钉式接线端子j3的引脚1接电阻r3和smbj18ca型号瞬态抑制二极管d4，引脚2接地，引脚3接电阻r2和smbj18ca型号瞬态抑制二极管d1。
50.所述的信号指示灯及报警器驱动电路与单片机u4b和信号灯报警器相连，当外部光电检测设备和犊牛健康信息反馈设备给出指令后，信号指示灯及报警器驱动电路需要给出反应，牛进入亮绿灯，牛id错误亮红灯，设备故障亮黄灯，不健康犊牛进入饲喂站后，报警器需发声报警，电路图如图3、图8和图9所示。以绿灯为例，外部设备首先进行检测，判断犊牛是否进入饲喂站，后传递信号给控制系统，控制系统发送指令给单片机u4b，最后单片机u4b将绿灯信号led_r输入信号指示灯及报警器电路的绿灯电路中，从而实现场效应管导通，输出led_r_o信号给外部设备，最后使得信号灯中的绿灯工作。以此类推，当饲喂站中出现其他不同情况时，红灯、黄灯、报警器电路分别工作，详细的电路连接描述如下：
51.所述的信号指示灯及报警器驱动电路，包括2n7002型号场效应管q7、2n7002型号场效应管q8、2n7002型号场效应管q9、2n7002型号场效应管q10、电阻r29、电阻r30、电阻r31、电阻r32、电阻r34、电阻r35、电阻r36、电阻r37、电阻r39、电阻r40、电阻r41、电阻r42和对外接线端子j4；
52.(1)红灯
53.2n7002型号场效应管q7的漏极接电阻r29，栅极分出两条支路，一条支路接电阻r34，另一条支路电阻r39，源极分出两条支路，一条支路接电阻r39，另一条支路接地；
54.电阻r29一端接2n7002型号场效应管q7的漏极，另一端接对外接线端子j4的引脚10；电阻r34一端分出两条支路，一条支路接场效应管q7的栅极，另一条支路接电阻r39，另一端接stm32f103vet6型号单片机u4b的引脚51；电阻r39一端分出两条支路，一条支路接电阻r34,另一条支路接场效应管q7的栅极，另一端也分出两条支路，一条支路接场效应管q7的源极，另一条支路接地。
55.(2)黄灯
56.2n7002型号场效应管q8的漏极接电阻r30，栅极分出两条支路，一条支路接电阻r35，另一条支路接电阻r40，源极分出两条支路，一条支路接电阻r40，另一条支路接地；
57.电阻r30一端接2n7002型号场效应管q8的漏极，另一端接对外接线端子j4的引脚9；电阻r35一端分出两条支路，一条支路接场效应管q8的栅极，另一条支路接电阻r40，另一端接stm32f103vet6型号单片机u4b的引脚52；电阻r40一端分出两条支路，一条支路接电阻r35,另一条支路接场效应管q8的栅极，另一端也分出两条支路，一条支路接场效应管q8的源极，另一条支路接地。
58.(3)绿灯
59.2n7002型号场效应管q9的漏极接电阻r31，栅极分出两条支路，一条支路接电阻r36，另一条支路接电阻r41，源极分出两条支路，一条支路接电阻r41，另一条支路接地；
60.电阻r31一端接2n7002型号场效应管q9的漏极，另一端接对外接线端子j4的引脚8；电阻r36一端分出两条支路，一条支路接场效应管q9的栅极，另一条支路接电阻r41，另一端接stm32f103vet6型号单片机u4b的引脚53；电阻r41一端分出两条支路，一条支路接电阻r36,另一条支路接场效应管q9的栅极，另一端也分出两条支路，一条支路接场效应管q9的源极，另一条支路接地。
61.(4)报警器
62.2n7002型号场效应管q10的漏极接电阻r32，栅极分出两条支路，一条支路接电阻r37，另一条支路接电阻r42，源极分出两条支路，一条支路接电阻r42，另一条支路接地；
63.电阻r32一端接2n7002型号场效应管q10的漏极，另一端接对外接线端子j4的引脚7；电阻r37一端分出两条支路，一条支路接场效应管q10的栅极，另一条支路接电阻r42，另一端接stm32f103vet6型号单片机u4b的引脚54；电阻r42一端分出两条支路，一条支路接电阻r37,另一条支路接场效应管q10的栅极，另一端也分出两条支路，一条支路接场效应管q10的源极，另一条支路接地。
64.所述的电磁阀驱动电路与单片机u4d和电磁阀相连。电磁阀驱动电路在接收控制系统发出的信号后，该部分电路可以通过控制24v三通电磁阀的开合使得饲养犊牛的牛奶进行回流或流向奶嘴，从而实现对于犊牛的奶水饲喂功能。电路图如图4、图11和图12所示。在犊牛的奶水饲养过程中，控制系统给出增加奶水或减少奶水的相关指令，单片机u4d接受指令后向电磁阀驱动电路发出信号，信号经过场效应管的转化传导从而输出相应的电磁阀控制信号给外部设备电磁阀，最终控制奶水量的增减，详细的电路连接描述如下：
65.所述的电磁阀驱动电路，包括cj3407型号场效应管q5、2n7002型号场效应管q6、电阻r27、电阻r28、电阻r38、电阻r33、0805型号电容c36、1210型号电容c37、0805型号电容c38和1210型号电容c39；
66.cj3407型号场效应管q5的源极分出四条支路，第一条支路接电阻r27，第二条支路接1210型号电容c37，第三条支路接0805型号电容c36，第四条支路接24v高电平；栅极分出两条支路，一条支路接电阻r27，另一条支路接电阻r28；漏极分出三条支路，第一条支路接0805型号电容c38，第二条支路接1210型号电容c39,第三条支路接db125-2.54-10p-gn型号螺钉式接线端子j8的引脚1。
67.2n7002型号场效应管q6的源极分出两条支路，一条支路接电阻r38，另一条支路接地；栅极分出两条支路，一条支路接电阻r33，另一条支路接电阻r38；漏极接电阻r28。
68.电阻r27一端接cj3407型号场效应管q5的源极、电容c36、电容c37和24v电压，另一端分出两条支路，一条支路接电阻r28,另一条支路接cj3407型号场效应管q5的栅极；电阻r28一端接2n7002型号场效应管q6的漏极，一端分出两条支路，一条支路接电阻r27，另一条支路接cj3407型号场效应管q5的栅极；电阻r33一端分出两条支路，一条支路接2n7002型号场效应管q6的栅极，另一条支路接电阻r38，另一端接stm32f103vet6型号单片机u4d的引脚55；电阻r38一端接2n7002型号场效应管q6的源极并接地，另一端分出两条支路，一条支路接电阻r33，另一条支路接2n7002型号场效应管q6的栅极。
69.0805型号电容c36一端接cj3407型号场效应管q5的源极、1210型号电容c37、电阻r27和24v高电平，另一端接地；1210型号电容c37一端接cj3407型号场效应管q5的源极、0805型号电容c36、电阻r27和24v高电平，另一端并联电容c36然后接地；0805型号电容c38一端接cj3407型号场效应管q5的漏极和db125-2.54-10p-gn型号螺钉式接线端子j8的引脚1，另一端并联电容c39后接地；1210型号电容c39一端接cj3407型号场效应管q5的漏极、0805型号电容c38和db125-2.54-10p-gn型号螺钉式接线端子j8的引脚1，另一端并联c38接地。
70.db125-2.54-10p-gn型号螺钉式接线端子j8的引脚1接cj3407型号场效应管q5的漏极、0805型号电容c38、1210型号电容c39，引脚2接地。
71.所述的饲喂奶水温度采集电路与单片机u4c和温度传感器相连，将外部温度传感器信号发送给饲喂奶水温度采集电路，再由饲喂奶水温度采集电路发送给单片机u4c；在对犊牛进行奶水饲喂的过程中，饲喂站需要对奶水的温度进行实时检测并且给出反馈，为配合外部的温度传感器进行测温，需要将温度传感器(pt100)随着温度变化产生的电阻变化信号转换为电压信号，本部分电路作为饲喂奶水温度采集电路，便起到信号转换的功能。电路图如图5、图11、图13所示。实际的电路工作时，左半部分恒压源电路稳定输出4.096v电压，通过一个惠斯通电桥测量热电阻pt100的阻值，在其测量过程中，v2作为参考电压，当pt100阻值改变时v1也相应发生变化，从而使得不同的pt100阻值与电压v1相对应，所以可以通过测量电压信号来间接得到热电阻阻值。但因为电压信号较小，故需经过一个电压放大电路，利用虚短和虚断的原则可以得到输出电压v
out
公式如下：
[0072][0073]
最后将放大后的电压信号进行一阶rc低通滤波，然后由单片机u4c自带的模数转换器进行信号采集处理从而获得pt100阻值，经过内部运算得到奶水温度，详细的电路连接描述如下：
[0074]
所述的饲喂奶水温度采集电路，包括lm358型号运算放大器u20a、电阻r10、电阻r18、电阻r19、电阻r22、电阻r24、电阻r49、电阻r94、电阻r95、电阻r96、电阻r97、电阻r98、电阻r100、电阻r102、电阻r103、电阻r104、电阻r105、电阻r106、电阻r107、电阻r108、电阻r118、电容c87、电容c88、电容c89、电容c92、电容c90、1210型号电容c91、tl431型号稳压集成电路芯片u21和ss34型号二极管d9；
[0075]
lm358型号运算放大器u20a的正相输入端与电阻r95、电阻r98相连，反相输入端与电阻r102、电阻r106和电容c92相连，电源正极端接地，电源负极端与0805型号电容c90、
1210型号电容c91和电阻r118相连，输出端与电阻r100、电阻r106、电容c92相连；
[0076]
tl431型号稳压集成电路芯片u21的正极与电阻r22、电阻49相连并接地，负极与电阻r94、电阻r24、电阻r10、ss34型号二极管d9的正极相连，参考极与电阻r18、电阻r19相连；
[0077]
ss34型号二极管d9正极与电阻r94、电阻r10、电阻r24、tl431型号稳压集成电路芯片u21的负极相连，负极与电阻r96、电阻r97相连；
[0078]
电阻r10一端与电阻r18、电阻r24相连，另一端与电阻r24、电阻r94、ss34型号二极管d9正极和tl431型号稳压集成电路芯片u21的负极相连；电阻r18一端与电阻r10、电阻r24相连，另一端与电阻r19、tl431型号稳压集成电路芯片u21的参考极相连；电阻r19一端与电阻r18和tl431型号稳压集成电路芯片u21的参考极相连，另一端与电阻r22、电阻r49相连；电阻r22一端与电阻r19、电阻r49相连，另一端与电阻r49、tl431型号稳压集成电路芯片u21的正极相连并接地；电阻r24一端与电阻r18、电阻r10相连，另一端与电阻r10、电阻r94、ss34型号二极管d9正极和tl431型号稳压集成电路芯片u21的负极相连；电阻r49一端与电阻r19、电阻r22相连，另一端与电阻r22、tl431型号稳压集成电路芯片u21的正极相连并接地；
[0079]
电阻r94一端与24v电源、电容c87和电容c88相连，另一端与ss34型号二极管d9的正极、电阻r10、电阻r24、tl431型号稳压集成电路芯片的负极相连；
[0080]
电阻r96一端与ss34型号二极管d9的负极、电阻r97相连，另一端与电阻r98、db125-2.54-12p-gn型号螺钉式接线端子j8的引脚3和引脚4相连；电阻r98一端与电阻r96、db125-2.54-12p-gn型号螺钉式接线端子j8的引脚3和引脚4相连，另一端与电阻r95、lm358型号运算放大器u20a的正相输入端相连；电阻r97一端接ss3型号二极管d9的负极和电阻r96，另一端与电阻r102、电阻r103、电阻r103的滑动变阻端、电阻r104、电阻r105相连；电阻r102一端与电阻r97、电阻r103的滑动变阻端、电阻r103、电阻r104、电阻r105相连，另一端与lm358型号运算放大器u20a的反相输入端、电阻r106、电容c92相连；电阻r103一端与电阻r97、电阻r102、电阻r104、电阻r105和自身的滑动变阻端相连，另一端与电阻r107、电阻r108相连并接地；电阻r104一端与电阻r97、电阻r102、电阻r103的一端和滑动变阻端、电阻r105相连，另一端与电阻r107相连；电阻r105一端与电阻r97、电阻r102、电阻r103的一端和滑动变阻端、电阻r104相连，另一端与电阻r108相连；电阻r106一端与电阻r102、电容c92、lm358型号运算放大器u20a的反相输入端相连，另一端与电容c92、lm358型号运算放大器u20a的输出端、电阻r100相连；电阻r107一端与电阻r104相连，另一端与电阻r103、电阻r108相连并接地；电阻r108一端与电阻r105相连，另一端与电阻r103、电阻r107相连并接地；电阻r118一端与0805型号电容c90、1210型号电容c91、lm358型号运算放大器u20a的电源负极端相连，另一端接24v电源；电阻r100一端与运算放大器u20a的输出端、电阻r106、电容c92相连，另一端与电容c89、stm32f103vet6型号单片机u4c的引脚18相连；
[0081]
0805型号电容c87与1210型号电容c88并联，一端接24v电源、电阻r94，另一端接地；0805型号电容c90与1210型号电容c91并联后，一端与lm358型号运算放大器u20a电源端、电阻r118相连，另一端接地；电容c92一端与电阻r102、电阻r106、lm358型号运算放大器u20a的反相输入端相连，另一端与电阻r100、电阻r106、lm358型号运算放大器u20a的输出端相连；电容c89一端与电阻r100、stm32f103vet6型号单片机u4c的引脚18，另一端接地；
[0082]
所述的饲喂奶水流量采集电路与流量计和单片机u4c相连，外部流量计设备测得
的电流信号通过饲喂奶水流量采集电路输入单片机u4c；在对犊牛进行奶水饲喂的过程中，饲喂站需要对奶水的流量进行实时检测，从而得犊牛喝奶量。当喝奶量达到目标值后，单片机即可通过电磁阀驱动电路关闭电磁阀输出，从而停止犊牛饲喂，实现奶水的自动喂养。本部分电路为饲喂奶水流量采集电路，起到将流量计的4-20ma电流信号转换成电压信号的功能，从而检测牛喝奶的量。电路图如图6、图10和图13所示。
[0083]
优选地，所述的饲喂奶水流量采集电路，包括lm358型号运算放大器u13a、电阻r73、电阻r74、电阻r75、电阻r76、电阻r116、电容c69和电容c70；
[0084]
lm358型号运算放大器u13a的反相输入端与其输出端相连，正相输入端与电阻r74、电阻r76相连，输出端与反相输入端、电阻r73相连，电源负极端与电容c69、电容c70、电阻r116相连，电源正极端接地；
[0085]
电阻r74一端与电阻r76、lm358型号运算放大器u13a正相输入端相连，另一端与db125-2.54-10p-gn型号接线端子j7的引脚9相连；电阻r76一端接地，另一端与电阻r74、lm358型号运算放大器u13a正相输入端相连；电阻r73一端与lm358型号运算放大器u13a输出端、反相输入端相连，另一端与电阻r75、stm32f103vet6型号单片机u4c的引脚15；电阻r116一端接5v电源，另一端与电容c69、电容c70、lm358型号运算放大器u13a的电源负极端相连；电容c69和电容c70并联，一端与电阻r116、lm358型号运算放大器u13a的电源负极端相连，另一端接地。
[0086]
所述的饲喂站环境温湿度采集电路与温湿度计和单片机相连，外部温湿度计的电流信号经过饲喂站环境温湿度采集电路输入单片机。
[0087]
所述的饲喂站环境温湿度采集电路，包括湿度采集电路和温度采集电路。
[0088]
在对犊牛饲喂的全过程中，饲喂站需要进行实时的饲喂环境温湿度检测。本部分电路为饲喂站环境温湿度采集电路，起到将温湿度计的4-20ma电流信号转换成电压信号的功能，从而检测环境的温湿度。电路图如图7(a)、图7(b)、图10和图13所示，饲喂站环境温湿度采集电路工作时与饲喂奶水流量采集电路原理相同，温湿度计的4-20ma电流信号经过转换电路成为0-5v的电压信号，然后经过放大器放大后输入单片机u4c，经adc转化后得到最终的温湿度值，详细的电路连接描述如下：
[0089]
(1)湿度采集电路
[0090]
所述的湿度采集电路，包括lm358型号运算放大器u19a、电阻r86、电阻r87、电阻r88、电阻r89、电阻r117、电容c83和电容c84。
[0091]
lm358型号运算放大器u19a的反相输入端与其输出端相连，正相输入端与电阻r87、电阻r89相连，输出端与反相输入端、电阻r86相连，电源正极端与电容c83、电容c84、电阻r117相连，电源负极端接地。
[0092]
电阻r87一端与电阻r89、lm358型号运算放大器u19a正相输入端相连，另一端与db125-2.54-10p-gn型号接线端子j7的引脚4相连；电阻r88一端接电阻r86、stm32f103vet6型号单片机u4c的引脚16，另一端接地；电阻r89一端接地，另一端与电阻r87、lm358型号运算放大器u19a正相输入端相连；电阻r86一端与lm358型号运算放大器u19a输出端、反相输入端相连，另一端与电阻r88、stm32f103vet6型号单片机u4c的引脚16相连；电阻r117一端接5v电源，另一端与电容c83、电容c84、lm358型号运算放大器u19a的电源正极端相连；电容c83和电容c84并联，一端与电阻r117、lm358型号运算放大器u19a的电源端正极相连，另一
端接地。
[0093]
(2)温度采集电路
[0094]
所述的温度采集电路，包括lm358型号运算放大器u19b、电阻r90、电阻r91、电阻r93、电阻r117、电容c83和电容c84；
[0095]
lm358型号运算放大器u19b的反相输入端与其输出端相连，正相输入端与电阻r91、电阻r93相连，输出端与反相输入端、电阻r90相连，电源正极端与电容c83、电容c84、电阻r117相连，电源负极端接地；
[0096]
电阻r91一端与电阻r93、lm358型号运算放大器u19b正相输入端相连，另一端与db125-2.54-10p-gn型号接线端子j7的引脚3相连；电阻r93一端接地，另一端与电阻r91、lm358型号运算放大器u19b正相输入端相连；电阻r90一端与lm358型号运算放大器u19b输出端、反相输入端相连，另一端与电阻r92、stm32f103vet6型号单片机u4c的引脚17；电阻r92一端接电阻r90、stm32f103vet6型号单片机u4c的引脚17，另一端接地；电阻r117一端接5v电源，另一端与电容c83、电容c84、lm358型号运算放大器u19a的电源正极端相连。电容c83和电容c84并联，一端与电阻r117、lm358型号运算放大器u19b的电源正极端相连，另一端接地。

技术特征：

1.一种犊牛自动化饲养的饲喂站电路，其特征在于包括：通信接口转换电路、信号指示灯及报警器驱动电路、电磁阀驱动电路、饲喂奶水温度采集电路、饲喂奶水流量采集电路和饲喂站环境温湿度采集电路；所述的通信接口转换电路与单片机u4b和rfid感应器相连；所述的信号指示灯及报警器驱动电路与单片机u4b和信号灯报警器相连；所述的电磁阀驱动电路与单片机u4d和电磁阀相连；所述的饲喂奶水温度采集电路与单片机u4c和温度传感器相连；所述的饲喂奶水流量采集电路与流量计和单片机u4c相连；所述的饲喂站环境温湿度采集电路与温湿度计和单片机u4c相连。2.根据权利要求1所述的一种犊牛自动化饲养的饲喂站电路，其特征在于：所述的通信接口转换电路，包括信号收发器max232ese、电容c1、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、二极管d1、二极管d4和螺钉式接线端子j3；信号收发器max232ese的引脚1接电容c5一端、引脚2接电容c6一端、引脚3接地、引脚4接电容c7一端、引脚5接电容c7另一端、引脚6接电容c8一端、引脚11接电阻r5一端、引脚12接电阻r4一端、引脚13接电阻r3一端、引脚14接电阻r2一端、引脚15接地、引脚16与3v高电平、两个并联电容c1和c4的一端相连；电阻r2另一端与二极管d1、螺钉式接线端子j3的接口3相连；电阻r3另一端与二极管d4、螺钉式接线端子j3的接口1相连；电阻r4的另一端接单片机u4b的引脚48；电阻r5另一端接单片机u4b的引脚47；电容c1与电容c4并联另一端接地；电容c5另一端接地；电容c6另一端接地；二极管d1另一端接地；二极管d4另一端接地；螺钉式接线端子j3的引脚2接地。3.根据权利要求1所述的一种犊牛自动化饲养的饲喂站电路，其特征在于：所述的信号指示灯及报警器驱动电路，包括场效应管q7、场效应管q8、场效应管q9、场效应管q10、电阻r29、电阻r30、电阻r31、电阻r32、电阻r34、电阻r35、电阻r36、电阻r37、电阻r39、电阻r40、电阻r41、电阻r42和对外接线端子j4；场效应管q7的漏极接电阻r29一端，栅极与电阻r34一端、电阻r39一端相连，源极接电阻r39另一端并接地；电阻r29另一端接对外接线端子j4的引脚10；电阻r34另一端接单片机u4b的引脚51；效应管q8的漏极接电阻r30的一端，栅极与电阻r35一端、电阻r40一端相连，源极与电阻r40另一端相连，并接地；电阻r30另一端接对外接线端子j4的引脚9；电阻r35另一端接单片机u4b的引脚52；场效应管q9的漏极接电阻r31一端，栅极与电阻r36一端、电阻r41一端相连，源极与电阻r41另一端相连并接地；电阻r31另一端接对外接线端子j4的引脚8；电阻r36另一端接单片机u4b的引脚53；场效应管q10的漏极接电阻r32一端，栅极与电阻r37一端、电阻r42一端相连，源极分与电阻r42另一端相连并接地；电阻r32另一端接对外接线端子j4的引脚7；电阻r37另一端接单片机u4b的引脚54。4.根据权利要求1所述的一种犊牛自动化饲养的饲喂站电路，其特征在于：所述的电磁阀驱动电路，包括场效应管q5、场效应管q6、电阻r27、电阻r28、电阻r38、电阻r33、电容c36、电容c37、电容c38和电容c39；
场效应管q5的源极与电阻r27一端、电容c37一端、电容c36一端、24v高电平相连；栅极与电阻r27另一端、电阻r28一端相连；漏极与电容c38一端、电容c39一端、螺钉式接线端子j8的引脚1相连；场效应管q6的源极与电阻r38一端相连并接地；场效应管q6的栅极与电阻r33一端、电阻r38另一端相连；漏极连电阻r28另一端；电阻r33另一端连单片机u4d的引脚55；电容c37并联电容c36另一端接地；电容c38并联电容c39另一端接地；螺钉式接线端子j8的引脚2接地。5.根据权利要求1所述的一种犊牛自动化饲养的饲喂站电路，其特征在于：所述的饲喂奶水温度采集电路，包括运算放大器u20a、电阻r10、电阻r18、电阻r19、电阻r22、电阻r24、电阻r49、电阻r94、电阻r95、电阻r96、电阻r97、电阻r98、电阻r100、电阻r102、电阻r103、电阻r104、电阻r105、电阻r106、电阻r107、电阻r108、电阻r118、电容c87、电容c88、电容c89、电容c92、电容c90、电容c91、稳压集成电路芯片u21和二极管d9；运算放大器u20a的正相输入端与电阻r95一端、电阻r98一端相连，反相输入端与电阻r102一端、电阻r106一端、电容c92一端相连，电源正极端接地，电源负极端与电容c90一端、电容c91一端、电阻r118一端相连，输出端与电阻r100一端、电阻r106另一端、电容c92另一端相连；稳压集成电路芯片u21的正极与电阻r22一端、电阻r49一端相连并接地，u21负极与电阻r94一端、电阻r10一端、电阻r24一端、二极管d9的正极相连，u21参考极与电阻r18一端、电阻r19一端相连；二极管d9负极与电阻r96一端、电阻r97一端相连；电阻r94另一端与24v电源、电容c87一端、电容c88一端相连；电阻r10另一端与电阻r18另一端、电阻r24另一端相连；电阻r19另一端与电阻r49另一端、电阻r22另一端相连；电阻r96另一端与电阻r98另一端、螺钉式接线端子j8的引脚3和引脚4相连；电阻r97另一端与电阻r102另一端、电阻r103一端、电阻r103滑动变阻端、电阻r104一端、电阻r105一端相连；电阻r103另一端与电阻r107另一端、电阻r108另一端相连并接地；电阻r104另一端与电阻r107相连；电阻r105另一端与电阻r108相连；电阻r106与电容c92并联；电阻r118另一端接24v电源；电阻r100另一端与电容c89一端、单片机u4c的引脚18相连；电容c87与电容c88并联另一端接地；电容c90与电容c91并联另一端接地；电容c89另一端接地。6.根据权利要求1所述的一种犊牛自动化饲养的饲喂站电路，其特征在于：所述的饲喂奶水流量采集电路，包括运算放大器u13a、电阻r73、电阻r74、电阻r75、电阻r76、电阻r116、电容c69和电容c70；运算放大器u13a的反相输入端与其输出端相连，正相输入端与电阻r74一端、电阻r76一端相连，输出端还与电阻r73一端相连，电源负极端与电容c69一端、电容c70一端、电阻r116一端相连，电源正极端接地；电阻r74另一端与接线端子j7的引脚9相连；电阻r76另一端接地；电阻r73另一端与电阻r75一端、单片机u4c的引脚15相连；电阻r116另一端接5v电源；电容c69和电容c70并联另一端接地；电阻r75另一端接地。7.根据权利要求1所述的一种犊牛自动化饲养的饲喂站电路，其特征在于：所述的饲喂站环境温湿度采集电路，包括湿度采集电路和温度采集电路；所述的湿度采集电路，包括运算放大器u19a、电阻r86、电阻r87、电阻r88、电阻r89、电阻r117、电容c83和电容c84；运算放大器u19a的反相输入端与其输出端相连，正相输入端与电阻r87一端、电阻r89
一端相连，输出端还与电阻r86一端相连，电源正极端与电容c83一端、电容c84一端、电阻r117一端相连，电源负极端接地；电阻r87另一端与接线端子j7的引脚4相连；电阻r88一端接电阻r86另一端、单片机u4c的引脚16，另一端接地；电阻r89另一端接地；电阻r117另一端接5v电源；电容c83和电容c84并联另一端接地；所述的温度采集电路，包括运算放大器u19b、电阻r90、电阻r91、电阻r92、电阻r93、电阻r117、电容c83和电容c84；运算放大器u19b的反相输入端与其输出端相连，正相输入端与电阻r91一端、电阻r93一端相连，输出端还与电阻r90一端相连，电源正极端与电容c83一端、电容c84一端、电阻r117一端相连，电源负极端接地；电阻r91另一端与接线端子j7的引脚3相连；电阻r93另一端接地；电阻r90另一端与电阻r92一端、单片机u4c的引脚17相连；电阻r92另一端接地；电阻r117另一端接5v电源；容c83和电容c84并联另一端接地。

技术总结

本实用新型公开了一种犊牛自动化饲养的饲喂站电路，包括：通信接口转换电路、信号指示灯及报警器驱动电路、电磁阀驱动电路、饲喂奶水温度采集电路、饲喂奶水流量采集电路和饲喂站环境温湿度采集电路。通信接口转换电路与单片机和感应器相连，信号指示灯及报警器驱动电路与单片机和信号灯报警器相连，电磁阀驱动电路与单片机和电磁阀相连，饲喂奶水温度采集电路与单片机和温度传感器相连，饲喂奶水流量采集电路与流量计和单片机相连，饲喂站环境温湿度采集电路与温湿度计和单片机相连。本实用新型实现了犊牛的自动喂养及相应环境检测，减少了犊牛喂养过程中的管理和人工成本，降低犊牛死亡率，促进犊牛的健康生长。促进犊牛的健康生长。促进犊牛的健康生长。

技术研发人员：

孙江达 王孟哲

受保护的技术使用者：

浙江宇跃智能科技有限公司

技术研发日：

2022.08.12

技术公布日：

2022/10/28