奶牛产业是一种高效节约型畜牧业,可有效地调整农业产业结构、促进农村经济、增加农民收入,奶牛业的产业链长,对经济的拉动作用大,已经成为我国农业经济的重要分支。近几年,我国奶牛业虽然得到了飞速发展,但在奶牛的现代化管理上存在缺陷,技术不够成熟,与发达国家相比还存在很大差距。因此,如何采用更加科学的牧场管理技术,提高牛奶的质量与产量,对推进我国奶牛养殖业的发展具有重要意义。奶牛的科学化管理需要面对个体差异,有针对性地进行饲养与监控,如何获取每头奶牛的个体信息及其活动状况,成为实现奶牛业高效现代化管理的先决条件。本文在查阅了大量相关文献的基础上,综合射频识别技术、无线通讯技术以及低功耗单片机技术,设计了一套奶牛个体信息采集和活动量检测系统。系统选用耳标式动物电子标识为每一头奶牛建立个体信息,通过手持式耳标读写器快速、准确地读取奶牛耳标内的信息,奶牛的活动量由佩戴在奶牛腿部的运动传感器采集获得,并以无线传输的方式将信息发送至主控机上,帮助饲养人员实时监控奶牛的运动状况,及时做出分析及应对,实现科学化管理。本文首先介绍了射频识别和活动量检测技术的工作原理,以此为基础,设计了基于ARM-STM32的手持式读写器,选用S50无源电子标签作为牛耳标,工作频率为13.56MHz,可写入、读取奶牛相关信息且标签耐腐蚀、不易损环;其次使用加速度传感器MMA7455采集奶牛运动步数,通过低功耗无线数据传输芯片NRF24L01将数据传输至主控机并加以显示,可实时、直观地监控奶牛运动状况。系统的软件设计采用结构化和模块化的编程思想,编程语言为C语言,设计出系统的全部程序后,给出了几部分重要模块的系统流程。为了提高耳标识别的准确性,本文针对射频识别系统中多标签数据碰撞的问题,研究了防碰撞算法并对该算法进行了改进,提出位锁定和动态分析相结合的改进方案,通过MATLAB对改进算法的性能指标进行仿真分析,结果表明:改进算法可提高耳标识别的工作效率,更好的解决多头奶牛进入射频区域后产生的数据碰撞问题。系统的硬件和软件设计完成后,对其性能进行了测试,测试结果表明:在读写器有效范围内可快速、准确地识别耳标信息,活动量检测系统可实时、有效地监控奶牛运动状况,为奶牛养殖场提供了重要的研究数据。