基于ZigBee技术的奶牛活动量采集系统设计

的功率放大器以及可将接收机灵敏度提高+6 dB的低噪声放大器，可使两点间的通信距离达到约1 000 m，明显地增加了无线网络的覆盖范围。电源电路选用市电，将220 V交流电转换为3．6 V直流电。备用电源为3．6 V电池，在市电停电时使用，可使整个ZigBee无线系统在停电时正常工作。
2．3 中心节点设计
中心节点由电源电路、备用电源、时钟电路、天线电路和串口电路组成，也由市电供电，串口电路可将中心节点接收到的数据上传至PC机。

3 系统软件设计
对于计步器，当奶牛运动时，CLA-3全向微型振动传感器会发出脉冲信号，每一个脉冲也是一个外部中断信号，CC2430的中断服务程序将会记录外部中断发生的次数，然后每隔1 h定时地将采集到的步数发送给中心节点。当计步器不发送数据或没有记录步数时，计步器将由工作模式转换为睡眠模式，以降低功耗。计步器每次发送的数据包括奶牛的编号、当前时段的步数和上时段的步数，在这里，发送上时段的步数是为了避免计步器在某个时段数据发送失败或在传送过程中数据丢失而造成的那个时段的数据遗失。
本系统使用的开发环境为LAR7．20，采用的协议栈为ZigBee精简协议栈。中心节点用来建立网络、管理网络节点、接收来自终端节点的数据、通过串口向PC机发送数据等功能。中心节点和计步器软件流程图，如图4所示。

本系统中，上位机的软件由NI公司的LabView来开发，使用LabView开发的上位机软件运行界面如图5所示。

从图5中可以看到，软件不仅以文本的方式显示了时间、奶牛编号和步数，还以波形图的方式显示奶牛运动步数的曲线，同时，还对采集到的数据进行存储。波形图中曲线的最左端为当前时段的步数，在奶牛编号输入框中输入想要查看的奶牛编号，就可以看见该奶牛的步数历史曲线及变化情况。若奶牛的步数曲线呈现上升，上升到较高的位置并持续一段时间，则可以判定奶牛处于发情状态。若奶牛的步数曲线一
直都很低，则要注意此头奶牛是否生病了。

4 结束语
设计的基于ZigBee技术的奶牛活动量采集系统，经过实验测试，可以完成对奶牛活动量的无线采集，以及对采集的数据进行分析处理、显示、存储，及时判别奶牛是否发情。此系统开发成本低，性价比高，适用于各个奶牛养殖场，具有较好的经济效益和应用前景。