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基于物联网的掌上智能智控鸡舍设计简析


现代畜牧网 http://www.cvonet.com 2022/3/5 9:28:42 关注:494 评论: 我要投稿

新希望六和——生物环保饲料
  陈创业1,陈 蕊2,胡天让1,张旭红1,李先山1,孔 祥1,陈立涛1(1.甘肃畜牧工程职业技术学院,甘肃 武威  733006;2.庆阳市宁县畜牧兽医局,甘肃 庆阳  745200)摘  要:基于物联网技术设计的掌上智能智控鸡舍系统,能够解决鸡舍管理中环境监测不及时的问题。本文对掌上智能智控鸡舍进行软件与硬件两部分监测,并对功能实现的原理进行阐述,以帮助解决鸡舍内环境管理中的人员不足问题,使鸡舍内部环境监测更加精准。
  关键词:物联网;智能智控鸡舍;压力传感器
  1  系统功能描述
  掌上智能智控鸡舍系统是一个基于物联网的实时监测鸡舍内环境的温度、相对湿度以及有害气体浓度的监控系统,由硬件模块和软件模块组成。
  该系统通过监测与调控鸡舍内的环境,能够保障鸡群生长环境的温度和相对湿度达到最适宜的状态;此外,该系统也能自动调控鸡舍内环境中的电机设备,确保其在使用过程中能够发挥正常的功能[1]。该系统同时还能监控鸡舍内环境中的噪声等,监测母鸡的产蛋情况、鸡舍内部各类设备的运营状态,最终在管理中能够通过远程掌上操控实时动态了解鸡舍内环境的各项参数。
  2  硬件模块设计
  2.1 核心控制
  在设计硬件模块时,用STM32单片机完成核心控制部分的设计,通过嵌入式系统操作,控制整个硬件模块的功能及其传输状况,具有响应速度快和使用过程中单片机电能消耗低的特点。核心控制部分是掌上智能智控鸡舍设计中最关键的部分,硬件模块设计和软件模块设计都需要在此基础上进行。
  2.2 供电
  在设计掌上智能智控鸡舍系统的硬件模块时采用两个供电模块:其中一个为整体硬件供电,使硬件系统在运行中能拥有足够稳定的电能,便于完成日常运转;另一个采用5 V电源,单独向单片机供电,目的是为确保核心控制单片机能够正常运营,避免因为断电等原因导致内部数据丢失。在设计向总硬件设备供电的电源时,采用220 V电源,以便能更加便捷地向所设计的掌上智能智控鸡舍中的设备供电,同时在使用过程中可减少供电因素造成的功能故障。
  2.3 传感器
  对鸡舍内环境的监测主要是通过传感器实现的,在设计掌上智能智控鸡舍的传感器时,重点使用三种传感器,分别是水位传感器、压力传感器和噪声传感器。水位传感器能够通过液体液位的变化发出信号,在向单片机完成信号传输后,对控制系统提供监测数据[2]。压力传感器则是通过特殊的构造计量鸡舍中母鸡的产蛋量。噪声传感器在功能实现上通常与压力传感器类似,即当噪声达到一定值时,能够转化为数据,并实时传输,监测鸡舍内环境中的噪声。鸡舍内环境如果出现严重的噪声,表示存在异常。噪声传感器能够直接输出噪声数据,从而被管理人员察觉,进而达到能够在第一时间排查鸡舍内环境中所存在的危险因素的目的。
  3  软件模块的设计
  3.1 实时环境监测
  实时环境监测主要通过数据库信息采集鸡舍内部环境中的数据,通过控制线路向单片机传输数据,从而完成环境的动态监测。在软件环境中,不同颜色的数据代表不同的监测状态,例如,在检测水位时,如果水位处于合理的标准范围内,则提交的监视数据以灰色状态显示;如果水位达到了上下限值,则提交的监视数据以红色状态出现,用于提醒鸡舍管理人员是时候调整水位了。通过软件程序汇编实现对环境的监测,能够间隔一段时间更新并上传数据,在对更新的数据与标准数据进行分析对比后,确定环境内部是否存在不合理的因素。至于设备使用过程中存在的问题,例如,开启或关闭状态,软件控制系统也能够发出信号指令进行实时调整。
  3.2 实时数据显示
  动态环境监测系统在得到环境中的各项数据后,主要通过内部的数据处理实现数据的实时显示,显示内容包括数据的动态值以及其是否超出阀值。所显示的数据,是通过分析不同类型的数据进行分类,能确保在数据的显示过程中不会出现错乱,鸡舍管理人员也能更快速地观察和分析数据。
  3.3 自动化设备控制
  掌上智能智控鸡舍系统的手机APP多终端监控能够实时监测鸡舍内环境中所监测到的各项信息或数据,包括鸡舍内环境的水位、噪声等信息,也能够分析鸡舍内的产蛋量,管理人员可通过分析所得到的结果控制母鸡的产蛋量[3]。至于自动化设备的控制,在设计系统软件时,会有针对性地选择鸡舍内部自动化设备的具体数量,以确保每个自动化设备都处于系统控制范围内,自动化设备使用的各项数据也能够通过设备内部传输进行实时动态地反映与监测。手机APP多终端监控操作设计见图1。
  用手机APP多终端监控控制自动化设备时,采用WiFi进行远程数据传输,进行参数实时动态接收和远程控制操作。鸡舍内部自动化设备与网络系统连接后进行控制,在网络系统覆盖范围内,能够完成数据参数的实时有效监测。
  4  结语
  基于物联网技术所构建的掌上智能智控鸡舍系统,将采集的数据实现远程传输及手机APP多终端监控,不受时空地域限制,实现温度、湿度、空气等参数的远程控制。能够实时更新鸡舍内环境参数以及母鸡的产蛋量,从而降低劳动成本,提高管理人员对鸡舍的管理水平,进一步提高养禽业的生产效益。
  参考文献
  [1]王亚. 基于物联网的肉鸡养殖技术应用与研究[J]. 无线互联科技,2020(17):12-13.
  [2]罗雯馨,谢敏仪,石秀茹,等. 智控手卫生物联网系统在提高ICU护士手卫生依从性中的应用[J]. 当代护士:中旬刊,2020(1):112-113.
  [3]李光元,黄伟,于洪文,等. 基于物联网控制的太阳能+空气源热泵的采暖系统研究[J]. 节能,2019(6):53-56.
  基金项目:2021年甘肃省高等学校创新基金项目(2021A-273);武威市2020年度第二批市列科技计划项目(WW2002033)作者简介:陈创业(1989— ),男,工程师,研究方向为电气自动化
文章作者:陈创业,陈 蕊 北斗农科     文章编辑:一米优讯     
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