基于ZigBee技术的奶牛活动量采集系统设计
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2．1 奶牛计步器设计
考虑到奶牛计步器应用的特殊场合环境，就要求计步器要具有防水、防潮、防撞、体积小，重量轻、功耗低等特点，因此需要把所有的器件全密封于计步器的塑料盒内。由于天线也密封于计步器盒内，这将会减小节点间的通信距离。同时，为了降低功耗，使计步器电池工作时间尽可能长，不在计步器里使用功放器件。另外，计步器佩戴在奶牛脖子上，当奶牛卧倒时，计步器距离地面的高度降低，也会减小通信距离，在试验中，发现当计步器距离地面约1 m时，其与中心节点的通信距离约60 m，若将计步器放置在地面上，这个距离只能为20 m。给路由节点加装功率放大器可以解决这个通信距离的问题。
奶牛运动的步数采集传感器采用CLA-3全向微型振动传感器，此种传感器具有全向检测、灵敏度可调、抗干扰能力强、体积小、可靠性高、全密封式封装防水防尘等特点，输出开关信号可直接与TTL电路或单片机电路接口。
奶牛计步器由3．6 V的电池供电，其结构图如图2所示。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/156566.htm
2．2 路由节点设计
路由节点固定布置在牛舍的顶棚下，布置时应根据节点间的通信距离合理布置，使得每个终端节点都处于ZigBee无线网络信号的覆盖范围内，其结构如图3所示。
其中，CC2591是一款高性能、低成本的2．4 GHz射频(RF)前端，集成了可将输出功率提高+22 dBm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。
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