基于混合架構(gòu)的雞舍環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研制.pdf

1、雞群的健康和生產(chǎn)性能與雞舍養(yǎng)殖環(huán)境密切相關(guān)，有關(guān)研究表明，雞舍環(huán)境中溫濕度、CO2濃度和氨氣濃度對(duì)雞群影響最大，與肉雞的生長(zhǎng)狀況以及蛋雞的產(chǎn)蛋率密切相關(guān)。通過分析國(guó)內(nèi)外雞舍環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，結(jié)合封閉式雞舍的特點(diǎn)，在充分研究相關(guān)理論知識(shí)和軟硬件開發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、可視化應(yīng)用軟件開發(fā)技術(shù)、Java Web技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等研制了一套基于混合架構(gòu)的雞舍環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)雞舍中溫濕度、CO2濃度和氨氣濃度的監(jiān)

2、測(cè)與管理，兼顧了局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的監(jiān)測(cè)需求。主要研究?jī)?nèi)容與成果如下:
　　(1)基于Modbus的無線傳輸協(xié)議設(shè)計(jì):為了規(guī)范系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸格式，基于Modbus協(xié)議設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)幀，采用CRC校驗(yàn)確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，同時(shí)采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸格式可以提高系統(tǒng)中不同模塊數(shù)據(jù)處理的效率，提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性。
　　(2)基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的雞舍環(huán)境采集端設(shè)計(jì):基于STM32單片機(jī)設(shè)計(jì)了采集節(jié)點(diǎn)采集雞舍中溫濕度、CO2濃度和氨氣濃度數(shù)

3、據(jù)，采用射頻模塊UTC-4432B1實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)無線傳輸。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)采用S3C6410處理器，移植Android操作系統(tǒng)，基于串口操作開發(fā)了可視化的應(yīng)用程序，采用多線程編程實(shí)現(xiàn)了采集命令的定時(shí)發(fā)送、環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)的接收、處理和實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)向中心服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)準(zhǔn)確的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)。
　　(3)基于丟失恢復(fù)策略的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)幀傳輸協(xié)議實(shí)現(xiàn):針對(duì)無線傳輸數(shù)據(jù)丟包的問題，基于丟失恢復(fù)策略設(shè)計(jì)了環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)幀傳輸協(xié)議，采集節(jié)點(diǎn)編程實(shí)現(xiàn)丟失檢測(cè)和丟失重

4、傳，提高了環(huán)境參數(shù)傳輸?shù)目煽啃?，減小丟包率，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境參數(shù)的可靠采集。
　　(4)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì):基于VC++6.0開發(fā)了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的無線傳輸協(xié)議解析數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)的處理、存儲(chǔ)以及超限短信報(bào)警功能。針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)存在的數(shù)據(jù)重復(fù)問題，提出了基于時(shí)間識(shí)別的重復(fù)數(shù)據(jù)過濾方法，有效地過濾了重復(fù)數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的可靠性。針對(duì)系統(tǒng)中存在的數(shù)據(jù)缺失問題，提出了基于時(shí)-空相關(guān)性的缺失數(shù)據(jù)在線填補(bǔ)方法，最大限度的估計(jì)缺

5、失數(shù)據(jù)并存入數(shù)據(jù)庫(kù)，提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整性。同時(shí)提出了基于數(shù)據(jù)庫(kù)查詢的設(shè)備狀態(tài)同步與設(shè)備控制實(shí)現(xiàn)方法，提高了系統(tǒng)的安全性。
　　(5) Web遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì):基于Java Web技術(shù)開發(fā)了Web遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了雞舍環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。采用花生殼提供域名解析服務(wù)，在不知道中心服務(wù)器IP的情況下通過域名訪問系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的實(shí)用性。為了實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備的遠(yuǎn)程訪問，采用自適應(yīng)頁(yè)面設(shè)計(jì)，對(duì)于智能設(shè)備的屏幕分辨率沒有限則，達(dá)到較好的顯示效果，

6、提高了系統(tǒng)的跨平臺(tái)能力，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)監(jiān)測(cè)。
　　(6)視頻監(jiān)控實(shí)現(xiàn):采用IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)雞舍視頻監(jiān)控，通過無線路由器與中心服務(wù)器連接，避免了布線的麻煩，通過frameset框架設(shè)計(jì)嵌入到Web遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，對(duì)訪問設(shè)備類型判斷自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到不同的視頻監(jiān)控頁(yè)面，方便遠(yuǎn)程不同設(shè)備的訪問。
　　在養(yǎng)雞場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)地試驗(yàn)，結(jié)果表明系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，無線傳輸丟包率較小，遠(yuǎn)程用戶通過聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)或者智能設(shè)備的瀏覽器即可訪問，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的功能，滿