【正文】 279A 引腳說明 HD7229A 采用串行方式與單片機通訊，串行數據通過 DATA 引腳進入芯片，并由 CLK端同步。 (3)EEPROM 數據存儲塊模塊： 128 字節(jié)的存儲器， 既可以擦除，也可以電寫， 存儲的內容掉電也不會丟失。 (4)尋址方式簡單：尋址方式就是尋找操作數的方法。 PIC 單片機具有以下優(yōu)越之處： (1)哈佛結構：在國內最常見的單片機中， PIC 系列單片機是唯一的一種在芯片內部采用哈佛結構的機型。 51系列單片機已比較熟悉，其特點是通用型強、堆棧豐富、編程容易等，使用十分方便。元件模塊化有利于簡化電路，優(yōu)化結構，不至于使硬件系統(tǒng)顯得過于臃腫。為奶牛 的選擇、育種提供指標參數，也可以依據飼料實際飼喂效果的精確數據，比較選擇最佳配方飼料。 奶牛識別模塊就是采用射頻識別技術，將 RFID電子標簽做成奶牛的耳標，使得奶牛具有獨立的編號。 RFID 技術應用的物流流程包括貨物追蹤，信息自動采集，倉儲管理應用，港口應用，郵政包裹，快遞等。 S50 卡總容量 1K字節(jié)，分成 16個區(qū)，每區(qū)分 4段，每段有 16 個字節(jié)，工作距離可達 100mm，工作頻率 。因此在進行方案選型的時候，戶需要針對自身的使用環(huán)境，選擇最適當的系統(tǒng)方案，防止投資的浪費。讀寫器通常采用 RS232 或 USB 數據接口同電腦進行通訊，以便將所獲得的數據傳輸給計算機。 南京林業(yè)大學 20xx 年畢業(yè)論文 7 2 RFID 技術簡介 RFID 系統(tǒng)的組成 最簡單的 RFID 系統(tǒng)由電子標識 (Tag)、讀寫器 (Reader)和天線 (Antenna) 三部分組成。 當發(fā)生如因 奶牛生長需要修改數據或者因讀卡故障需要人工驅動放料電機等問題，還可以通過鍵盤進行輸入操作，真正實現了方便快捷高效。 所以開發(fā)能夠代替人工并且符合中國奶農所要追 求的高效率低成本的自動放料系統(tǒng)已經是刻不容緩。隨著事件的發(fā)展，乳品加工企業(yè)已經意識到 上游奶源之于產品質量非比尋常的重要性 ，加快奶場的建設已經成為當務之急。規(guī)?；腔A，只有推行奶牛養(yǎng)殖規(guī)?；拍軓V泛運用先進技術，規(guī)?；膛鍪峭茝V先進技術的載體?？刂颇K是通過 pic16F873 單片機 輸出的脈沖數 控制電機 轉動從而達到準確投料的目的。 奶牛識別模塊是基于 MF1 IC S50 的高頻讀寫器，用于讀寫電子耳標信息，識別奶牛的身份。 國內外實踐證明 ，奶牛養(yǎng)殖規(guī)?；?、集約化、標準化是發(fā)展現代奶牛養(yǎng)殖業(yè)的必由之路。 從 20xx 年三聚氰胺事件中也看出規(guī)?；?、集約化、標準化養(yǎng)殖奶牛的重要性，由于眾多乳品加工企業(yè)為節(jié)約成本，忽視奶源建設的重要性，在產業(yè)鏈上游，拋開奶牛這項低投資回報率的重資產， 把控制力和波動風險轉嫁給奶站 ，從而導致悲劇的發(fā)生。但因其成本高，初期投入巨大，目前國內采用這種工藝的牛場較少，一般都是存欄量在數千頭以上的大型牛場。 實現了數據管理的高度智能化 系統(tǒng)可以自動完成 奶牛 的自動識別， 并能實時顯示奶牛的飼料量，從而了解奶牛的成長情況。 (5)對整個系統(tǒng)作了模擬試驗，驗證系統(tǒng)的可靠性。讀寫器還提供相當復雜的信號狀態(tài)控制、奇偶錯誤校驗與更正等功能。 工作原理如下圖 21 所示 : 南京林業(yè)大學 20xx 年畢業(yè)論文 8 圖 21 RFID 系統(tǒng)的工作原理 RFID 系統(tǒng)方案選型 不同的 RFID 系統(tǒng)決定了其應用場合的不同。 本系統(tǒng)采用了公司 MIFARE 標準 IC 卡 MF1 IC S50 作為牛耳標的射頻芯片，同時采 用Philips CL RC632 作讀卡芯片。物流倉儲是 RFID 最有潛力的應用領域之一， UPS， DHL，等國際物流巨頭都在積極試驗 RFID技術，使 RFID 技術能夠大幅提高其物流效率，降低物流成本。 南京林業(yè)大學 20xx 年畢業(yè)論文 10 3 ACFCS 系統(tǒng)總體設計 概述 ACFCS 即自動喂料控制系統(tǒng)由 奶牛識別模塊、 PIC 單片機控制模塊、電機驅動模塊和顯 示與人工設定模塊等四個控制部分構成。 南京林業(yè)大學 20xx 年畢業(yè)論文 11 鍵 盤 輸 入 及 L E D 顯 示P I C 單 片 機E E P R O MM A X 2 3 2步 進 電 機驅 動 器R F I D讀 卡步 進 電 機 圖 31 奶牛自動放料系統(tǒng)框圖 ACFCS 基本功能 ASFCS 系統(tǒng)能夠自動測定 出奶牛 生長 過程的各項精確數據、自動生成各種表、自動繪制生長性能曲線。 （ 1）模塊化。應選用功耗低、電磁兼容性好、可靠性高、保密程度高、內置硬件看門狗電路的微控制器。它 將 PIC 單片機硬件設計簡單， 指令系統(tǒng)設計簡練，中斷性能發(fā)達，低電壓，低功耗在試驗中充分得到體現。 PIC 系列單片機不僅全部指令均為單字節(jié)指令，而且絕大多數指令為單周期指令，以利于提高執(zhí)行速度。 (2)定時器 TMR1 模 塊： 16 位寬的可編程定時器，也可作為計數器，并且可以與捕捉 / 比較 /脈寬調制 CCP 模塊配合，實現脈寬調制輸出功能。 HD7279A 內部具有譯碼器，可直接接受 BCD 碼或 16 進制碼，并同時具有兩種譯碼方式。根據接收到的數據，進入 AT24C64 進行查表操作，得出該牛的信息。 MCLR/VRR 為人工復位輸入端（低電平有效） /編程電壓輸入端 。 驅動器的供電電壓：驅動器電壓是判斷驅動器升速能力的標志。 米的步進電機 。這種思路對于可以重復使用的子程序顯得尤為優(yōu)越，因為不僅程序結構清晰，而且節(jié)約程序空間。 為了方便軟件的通用性，本設計使用匯編語言。 e) 長度字節(jié)：從長度字節(jié)本身到校驗字節(jié)（包括校驗字節(jié)）的字節(jié)數量。 c) 從包頭 到 包尾之間數據，不包括包頭和包尾，若出現 0X02,在之前補0X10,且長度直接不包括填補值 0X1O。 i) 校驗字節(jié)：從長度字節(jié)到數據最后一個字節(jié)異或值，但是不包括額外增加的 0X10。此步驟的主程序及中斷程序的程序流程圖如圖 所示。 4） LED 顯示驅動和編程?？赡苓€會有更多具體問題有待于在實踐中發(fā)現和解決。在陸老 師悉心的指導下，我對 PIC 單片機有了更深層次的認識，在此，謹向陸老師致以誠摯的感謝！ 同時，還要感謝實驗室的同學們，是你們跟我一起度過一段美好的時光。 不論是自學能力，還是專業(yè)知識，都有大幅度的提高。隨著本系統(tǒng)的推廣，未來的奶牛喂料將節(jié)約大量時間和成本，大大提高了喂養(yǎng)效率。主程序及中斷程序的程序流程圖如圖 . N Y Y N 圖 步驟 1 的主程序及中斷程序的程序流程圖 是 Y Y MAINLINE 調用 INITIAL 子程序 PC2=1 FLAG=0 FLAG=11 INSERVICEE FLAG=1 PC=0 FLAG=1FLAG 中斷返回 MAINLINE 調用 INITIAL 子程序 調用 DDA_MAIN子程序 FLAG=0 FLAG=1 DDA_MAIN N=0 ACC=ACC + v OUTPUT C N=N+1 返回 調用程序 南京林業(yè)大學 20xx 年畢業(yè)論文 28 中斷程序設計 中斷服務子程序 主要是鍵盤中斷程序， 包 括料量修改中斷、手動放料中斷和脈沖校準中斷，圖 鍵盤 中斷程序流程圖。 南京林業(yè)大學 20xx 年畢業(yè)論文 26 圖 RS232 通信程序流程圖 步進電機位置控制程序設計 在 本系統(tǒng)中將以軟件方式產生步進電機速度及位置控制的脈沖命令，硬件設計如圖 所示。 f) 命令號：一個字節(jié)的命令名，具體參見通訊命令表。 h) 校驗字節(jié)：從 長度字節(jié)到數據最后一個字節(jié)異或值，但是不包括額外增加的 0X10。數據包的格式如下： 1） 發(fā)送格式（單片機 → RFID） 包頭 長度字節(jié) 命令字節(jié) 數據內容 校驗字節(jié) 包尾 格式說明 0X02 包長度 命令號 n 字節(jié)的內容 包校驗 0X03 字節(jié) 數 1 1 1 n 1 1 表 a) 異步半雙工， 1 位起始位 +8 位數據位 +1 位停止位 。流程圖見 。 模塊工作原理如下：從 PIC 單片機控制模塊傳來的電機輸入脈沖以及方向控制信號通過電機驅動器來驅動步進電機，由于電機步數與料量的對應關系，當電機轉動完成之后放料機構便會放出相應重量的飼料，從而實現了飼料的準確配給。 （ 2）選型指導 要使系統(tǒng)協(xié)調運轉，選型是比較重要的一環(huán)。 電機驅動模塊 步進電機的選擇 飼料投放機構需要用電機來帶動，在直流電機、交流伺服電機和步進電機這幾種常用電機中，我們選用步進電機。 控制模塊對顯示與人工設定模塊以及電機驅動模塊的操作是利用 PIC 單片機接口的優(yōu)勢。本系統(tǒng)采用的是兩個 數碼管 S05641C（四位七段） ，左邊一側的數碼管用于顯示牛號，從 0001 到 9999，足以滿足大多數牛場的需要；右邊一側的數碼管用于顯示飼料量以及電機的輸入脈沖數，當在料量顯示狀態(tài)時以公斤計，從 1Kg 到 99Kg，并且可以精確到小數點后兩位。 （ 引腳圖 及功能 見圖 ） 圖 AT24C64 引腳圖 引腳描述： （ 1） 設備地址線 A A A0： 作 為設備地址輸入線 ； （ 2） WP 線：寫保護輸入，當接地時， 允 許寫操作；接高電平的時候 VCC，所有的寫操作被抑制；給引腳不接，內部把它拉成低電平 GND； （ 3） SCL： SCL 輸入是用于時鐘信號，同步數據的輸入和輸出 EEPROM； （ 4） SDA： SDA 是一位一位進行數據傳輸，形成一個數據串，而不是并行。 (6)運行速度高：由于采用了哈佛總線結構，以及指令的讀取和執(zhí) 行采用了流水作業(yè)方式，使得運行速度大大提高。在一般的單片機中，指 令總線和數據總線是共用的。另外加密程度不高，內部無硬件看門狗電路，外部電路更加復雜 。降低功耗，便于 電路順暢，高效率運行。 (2) 耳標識別系統(tǒng)對進食的奶牛 進行自動識別 。 ACFCS 總體方案設計 系統(tǒng) 的總體設計思路是圍繞著如何實現低功耗、低成本、高精度展開的。 RFID 技術快速讀取與難以偽造的特性，被廣泛應用于身份識別證件。 從數據容量來看，它 的 標簽 中存儲器一般在 1K 以上，并且 可以根據用戶的需 求進行 擴充 ，完全可以滿足客戶的要求。目前 RFI 標簽的成本低頻一般在 3塊錢以下，高頻一般在 4元以下，而超高頻標簽一般在元以上。 RFID 系統(tǒng)的原理 RFID 系統(tǒng)的工作原理 :標簽進入磁場后，如果接收到讀寫 器發(fā) 出的特殊射 頻信號，就能憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產品信息 (即 passive tag，無源標簽或被動標簽 )，或者主動發(fā)送某一頻率的信號 (即 active tag，有源標簽或主動標簽 )，讀寫器可無接觸地讀取并識別電子標簽中所保存的電子數據，從而達到自動識別物體的目的。電子標識芯片有的比米粒還小，有的則像磚塊一樣大。 南京林業(yè)大學 20xx 年畢業(yè)論文 6 研究內容 本文以射頻識別技術的實際應用為背景，以奶牛 自動飼喂控制系統(tǒng)的設計為例，闡述了使用一種 Philips 公司生產的工作于 的典型的射頻 CL RC632 IC 卡進行系統(tǒng)開發(fā)的方法，所做的工作主要有以下幾方面 : (1)系統(tǒng)的總體方案設計，研究 奶牛 自動識別的實現原理，確定系統(tǒng)的具體實現過程與工藝流程，完成硬件系統(tǒng)結構框圖，實現控制參數的檢測，完成硬件各部分元器件的選擇，選取軟件語言等。第 二，徹底實現奶牛個性化管理 。但是由于飼料的重量是靠人工把握的，不可避免會出現誤差，當料量偏少時奶牛吃不飽，會導致產奶量減少，當料量偏多時奶牛長膘過多，也會導致產奶量減少，使奶農遭受經濟損失。通過發(fā)展規(guī)模化奶牛場提高規(guī)模養(yǎng)殖的比重。軟、硬件系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定的運行，具有較高的使用