養(yǎng)殖場信息采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā).pdf

1、隨著傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)逐步朝向現(xiàn)代化和信息化方向邁進(jìn)，養(yǎng)殖場信息采集對于提高養(yǎng)殖場自動化水平具有重要意義。但傳統(tǒng)養(yǎng)殖場的生產(chǎn)信息仍然較多地依靠人工收集和評估，不僅占用人力資源，還不能及時(shí)準(zhǔn)確地采集、處理養(yǎng)殖過程中的多種信息，無法為禽畜提供最優(yōu)的生長環(huán)境，也因此制約了養(yǎng)殖場的綜合效益提升;同時(shí)，全面的信息監(jiān)測可以有效避免疫情的發(fā)生。因此，信息的實(shí)時(shí)采集與分析就顯得至關(guān)重要。
　　本文在分析國內(nèi)外養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對養(yǎng)殖場信息監(jiān)測水

2、平落后，信息監(jiān)測不全面以及舍內(nèi)不易布線等問題，設(shè)計(jì)一種養(yǎng)殖場信息采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)︷B(yǎng)殖場禽畜舍溫度、濕度、NH3濃度、風(fēng)速、用水量和用電量進(jìn)行采集，并通過無線網(wǎng)絡(luò)將傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控室內(nèi)養(yǎng)殖場信息監(jiān)測子系統(tǒng)進(jìn)行顯示、存儲、分析、查詢及報(bào)警;系統(tǒng)通過多傳感器信息融合，對養(yǎng)殖環(huán)境進(jìn)行舒適度評估，為最優(yōu)生長環(huán)境控制提供依據(jù)。本文主要工作如下:
　　(1)養(yǎng)殖場信息采集系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。系統(tǒng)方案包括信息采集與傳輸子系統(tǒng)方案和信息監(jiān)測子系

3、統(tǒng)方案兩部分。分析養(yǎng)殖場主要信息采集目標(biāo)，結(jié)合使用環(huán)境選取傳感器;根據(jù)養(yǎng)殖場現(xiàn)場通信距離、穩(wěn)定性、組網(wǎng)方式，設(shè)計(jì)信息傳輸方案，傳感器數(shù)據(jù)通過有線方式采集，并通過ZigBee網(wǎng)狀組網(wǎng)方式進(jìn)行傳輸;根據(jù)禽畜舍位置結(jié)構(gòu)，通過CFD軟件仿真分析，設(shè)計(jì)終端節(jié)點(diǎn)布置方案;基于數(shù)據(jù)庫開發(fā)的信息監(jiān)測子系統(tǒng)，通過接收ZigBee協(xié)調(diào)器數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析后，圖形用戶界面對采集、處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。
　　(2)信息采集與傳輸子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。ZigBee核

4、心使用CC2530芯片，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了環(huán)境采集節(jié)點(diǎn)、用水量采集節(jié)點(diǎn)、用電量采集節(jié)點(diǎn)、用料量采集節(jié)點(diǎn)、路由器與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)采集與傳輸;結(jié)合Z-Stack任務(wù)處理機(jī)制，通過定時(shí)觸發(fā)傳感器數(shù)據(jù)采集事件，周期性采集傳感器數(shù)據(jù)，并通過結(jié)構(gòu)化傳感器數(shù)據(jù)幀發(fā)送給協(xié)調(diào)器。
　　(3)養(yǎng)殖場信息處理。使用多個(gè)紅外測距傳感器，結(jié)合料罐實(shí)際的幾何尺寸，通過體積計(jì)算獲得用料量體積，并通過三維擬合方式，計(jì)算用料量密度，進(jìn)而獲得用料量質(zhì)量;針

5、對采集到禽畜舍溫度、濕度、風(fēng)速和NH3濃度，通過使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多傳感器信息融合，對環(huán)境舒適度進(jìn)行評判，通過樣本仿真和泛化驗(yàn)證，該模型能夠較準(zhǔn)確地評估禽畜舍環(huán)境舒適度。
　　(4)信息監(jiān)測子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。基于Delphi和SQL Server2005進(jìn)行軟件開發(fā)，對傳感器數(shù)據(jù)顯示、報(bào)警、歷史查詢、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)存儲功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過圖形用戶界面顯示為工作人員提供監(jiān)測數(shù)據(jù)。
　　(5)系統(tǒng)功能測試與聯(lián)調(diào)。在養(yǎng)殖場實(shí)際環(huán)境下，進(jìn)

6、行了傳感器數(shù)據(jù)采集測試，無線網(wǎng)絡(luò)傳輸功能測試，紅外傳感器測量用料量和養(yǎng)殖環(huán)境舒適度評估測試。
　　實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明:該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測養(yǎng)殖場禽畜舍溫度、濕度、風(fēng)速、NH3濃度、用水量、用電量和用料量信息，有效提高了工作人員對養(yǎng)殖場的監(jiān)測和管理效率;較靈活的養(yǎng)殖場信息傳輸協(xié)議設(shè)計(jì)和ZigBee自組網(wǎng)特性，使得本系統(tǒng)可擴(kuò)展性強(qiáng);養(yǎng)殖環(huán)境的舒適度評估，為最優(yōu)生長環(huán)境控制提供依據(jù)，有助提高養(yǎng)殖自動化水平。本系統(tǒng)現(xiàn)場運(yùn)行穩(wěn)定，具有一