移动式散养鸡舍环境监控系统设计
发布时间：2021-05-17 02:09
目前我国家禽产业已有40多年的发展历史,家禽业的发展不仅促进了国民经济的增长,而且在人民生活方面发挥着重要作用。然而,在规模化、集约化的养殖模式下,品质较差的产品已不能满足居民的需求。林下生态养鸡,利用林间绿色环保的生态环境,结合传统与现代养殖技术,是生态养殖发展的方向,且其模式越来越受到人们的青睐。本系统结合现代化散养鸡舍特点,根据鸡只生长需求,针对散养鸡舍设计了一种环境监控系统。整个系统主要完成了以下3部分内容:鸡舍结构搭建、软硬件设计、算法选择。鸡舍整体结构由生态复合板和泡沫夹芯保温隔热板组成,重量轻便、方便拆卸和运输;其墙壁的玻璃窗满足了鸡只在生长过程中对采光度的要求、屋顶装设的防风绳保证了鸡舍的稳固性、且设有两侧加装两排小滑轮的可锁式收集鸡蛋装置等,为保障鸡舍的环境条件进行了科学合理的设计。硬件部分以西门子S7-200 SMART PLC为核心,以多种传感器、电源、执行部件和远程无线通讯模块等作为外围模块设计了硬件系统,完成了信号的采集与处理。同时,采用Wincc flexible监控组态软件设计了人机交互界面,以方便用户操作系统,通过组态画面显示下位机传送的参数、执行部件状...
【文章来源】：河北农业大学河北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 引言
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 研究目的及内容
1.4 本章小结
2 监控系统方案设计
2.1 鸡舍结构搭建
2.2 鸡舍环境参数及调控措施
2.2.1 环境参数分析及控制指标
2.2.2 温湿度的耦合现象
2.2.3 各项环境参数的调控
2.3 系统设计要求及方案确定
2.3.1 系统设计要求
2.3.2 系统方案确定
2.4 系统整体设计
2.5 本章小结
3 监控系统硬件设计
3.1 传感器的选取
3.1.1 温湿度光照度二氧化碳浓度一体化传感器
3.1.2 氧气浓度传感器
3.1.3 氨气浓度传感器
3.1.4 硫化氢浓度传感器
3.1.5 PM2.5 浓度传感器
3.1.6 太阳能供电系统模块
3.2 数据远程传输模块
3.2.1 模块的技术特点
3.2.2 移动4G的硬件参数及原理
3.3 控制系统PLC组件的选取
3.3.1 PLC控制的理论基础
3.3.2 S7-200 SMART PLC组件的选取
3.3.3 PLC控制系统的I/O点分配
3.3.4 系统通信设置
3.3.5 硬件接线图设计
3.4 人机交互模块
3.5 本章小结
4 鸡舍环境温度控制算法设计及仿真
4.1 模糊神经网络介绍
4.1.1 人工神经元
4.1.2 激活函数
4.1.3 模糊理论
4.1.4 神经网络与模糊理论的结合
4.2 BP神经网络PID控制器
4.2.1 BP神经网络PID控制器设计
4.2.2 BP神经网络PID控制器算法
4.3 模糊神经网络PID控制器
4.4 算法仿真设计及系统实现
4.4.1 控制对象的模型建立
4.4.2 仿真实现
4.4.3 仿真结果分析
4.4.4 算法在监控系统中的实现
4.5 本章小结
5 监控系统软件设计及实现
5.1 下位机PLC编程环境
5.2 下位机PLC程序设计
5.2.1 主程序设计
5.2.2 温湿度控制流程图及子程序设计
5.2.3 手动/自动控制程序
5.3 上位机组态界面开发与设计
5.3.1 监控组态软件的选择
5.3.2 组态界面开发与设计
5.4 PLC与远程模块的通讯设置
5.5 控制系统运行调试
5.5.1 系统功能测试的必要性
5.5.2 系统远程功能调试
5.5.3 数据分析
5.6 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于WiFi的花卉浇水远程控制系统的设计[J]. 廖应生. 木工机床. 2018(04)
[2]浅谈林下生态优质肉鸡养殖技术[J]. 张兆顺. 现代畜牧科技. 2018(12)
[3]肉鸡立体笼养标准化养殖环境控制技术[J]. 张芬鹊,许军红,段瑜,梁晓兵,王党伟,刘姚,安征. 国外畜牧学(猪与禽). 2018(11)
[4]基于4G VPN的无线远程监控系统[J]. 闫子熙. 科技风. 2018(33)
[5]基于模糊神经网络PID控制器的EEC数字化设计[J]. 肖磊,杨纪明,刘圣平,李腾辉,何大伟. 测控技术. 2018(10)
[6]基于BP神经网络自整定PID恒温控制系统研究[J]. 刘冰艳,朱武,张佳民. 仪表技术与传感器. 2018(08)
[7]基于多源数据融合的鸡舍环境智能监控技术研究[J]. 谢苗苗,李华龙. 山东农业工程学院学报. 2018(07)
[8]基于MSP430的禽舍智能控制系统设计及应用[J]. 于群,柳平增,李宝全,王祥龙,冯玲. 江苏农业科学. 2018(09)
[9]2017年我国肉鸡产业发展报告及政策建议[J]. 辛翔飞,王济民. 中国家禽. 2018(07)
[10]一种鸡舍环境监控系统的ZigBee组网设计[J]. 师斌杰,于亚萍. 天津农学院学报. 2018(01)
博士论文
[1]禽舍环境智能控制关键技术研究[D]. 王新政.东北林业大学 2012
[2]中国家禽产业的经济分析[D]. 申秋红.中国农业科学院 2008
硕士论文
[1]基于4G网络的果园环境监测系统研究与开发[D]. 常勇.西安理工大学 2018
[2]基于云平台的智能温室大棚的设计与研究[D]. 王海清.贵州大学 2018
[3]基于PLC的智能温室远程监控系统的研究[D]. 夏磊.扬州大学 2018
[4]基于ZigBee和3G技术的猪舍环境监控系统的研究[D]. 梁天航.吉林农业大学 2017
[5]基于模糊神经网络的船用锅炉水位控制研究[D]. 冯伟.大连海事大学 2017
[6]基于PLC的北方干旱地区日光温室环境智能控制系统的研究[D]. 季克.内蒙古农业大学 2016
[7]基于组态王的PLC水产养殖无线测控系统[D]. 徐晓峰.江苏大学 2016
[8]智能温室远程监控系统的设计与研究[D]. 冯琪.东华大学 2015
[9]鸡舍环境温湿度监测系统的研发与应用[D]. 付晨.河北农业大学 2013
[10]种禽养殖过程环境控制系统的设计与研究[D]. 熊亮.宁夏大学 2013
本文编号：3190863
【文章来源】：河北农业大学河北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 引言
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 研究目的及内容
1.4 本章小结
2 监控系统方案设计
2.1 鸡舍结构搭建
2.2 鸡舍环境参数及调控措施
2.2.1 环境参数分析及控制指标
2.2.2 温湿度的耦合现象
2.2.3 各项环境参数的调控
2.3 系统设计要求及方案确定
2.3.1 系统设计要求
2.3.2 系统方案确定
2.4 系统整体设计
2.5 本章小结
3 监控系统硬件设计
3.1 传感器的选取
3.1.1 温湿度光照度二氧化碳浓度一体化传感器
3.1.2 氧气浓度传感器
3.1.3 氨气浓度传感器
3.1.4 硫化氢浓度传感器
3.1.5 PM2.5 浓度传感器
3.1.6 太阳能供电系统模块
3.2 数据远程传输模块
3.2.1 模块的技术特点
3.2.2 移动4G的硬件参数及原理
3.3 控制系统PLC组件的选取
3.3.1 PLC控制的理论基础
3.3.2 S7-200 SMART PLC组件的选取
3.3.3 PLC控制系统的I/O点分配
3.3.4 系统通信设置
3.3.5 硬件接线图设计
3.4 人机交互模块
3.5 本章小结
4 鸡舍环境温度控制算法设计及仿真
4.1 模糊神经网络介绍
4.1.1 人工神经元
4.1.2 激活函数
4.1.3 模糊理论
4.1.4 神经网络与模糊理论的结合
4.2 BP神经网络PID控制器
4.2.1 BP神经网络PID控制器设计
4.2.2 BP神经网络PID控制器算法
4.3 模糊神经网络PID控制器
4.4 算法仿真设计及系统实现
4.4.1 控制对象的模型建立
4.4.2 仿真实现
4.4.3 仿真结果分析
4.4.4 算法在监控系统中的实现
4.5 本章小结
5 监控系统软件设计及实现
5.1 下位机PLC编程环境
5.2 下位机PLC程序设计
5.2.1 主程序设计
5.2.2 温湿度控制流程图及子程序设计
5.2.3 手动/自动控制程序
5.3 上位机组态界面开发与设计
5.3.1 监控组态软件的选择
5.3.2 组态界面开发与设计
5.4 PLC与远程模块的通讯设置
5.5 控制系统运行调试
5.5.1 系统功能测试的必要性
5.5.2 系统远程功能调试
5.5.3 数据分析
5.6 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于WiFi的花卉浇水远程控制系统的设计[J]. 廖应生. 木工机床. 2018(04)
[2]浅谈林下生态优质肉鸡养殖技术[J]. 张兆顺. 现代畜牧科技. 2018(12)
[3]肉鸡立体笼养标准化养殖环境控制技术[J]. 张芬鹊,许军红,段瑜,梁晓兵,王党伟,刘姚,安征. 国外畜牧学(猪与禽). 2018(11)
[4]基于4G VPN的无线远程监控系统[J]. 闫子熙. 科技风. 2018(33)
[5]基于模糊神经网络PID控制器的EEC数字化设计[J]. 肖磊,杨纪明,刘圣平,李腾辉,何大伟. 测控技术. 2018(10)
[6]基于BP神经网络自整定PID恒温控制系统研究[J]. 刘冰艳,朱武,张佳民. 仪表技术与传感器. 2018(08)
[7]基于多源数据融合的鸡舍环境智能监控技术研究[J]. 谢苗苗,李华龙. 山东农业工程学院学报. 2018(07)
[8]基于MSP430的禽舍智能控制系统设计及应用[J]. 于群,柳平增,李宝全,王祥龙,冯玲. 江苏农业科学. 2018(09)
[9]2017年我国肉鸡产业发展报告及政策建议[J]. 辛翔飞,王济民. 中国家禽. 2018(07)
[10]一种鸡舍环境监控系统的ZigBee组网设计[J]. 师斌杰,于亚萍. 天津农学院学报. 2018(01)
博士论文
[1]禽舍环境智能控制关键技术研究[D]. 王新政.东北林业大学 2012
[2]中国家禽产业的经济分析[D]. 申秋红.中国农业科学院 2008
硕士论文
[1]基于4G网络的果园环境监测系统研究与开发[D]. 常勇.西安理工大学 2018
[2]基于云平台的智能温室大棚的设计与研究[D]. 王海清.贵州大学 2018
[3]基于PLC的智能温室远程监控系统的研究[D]. 夏磊.扬州大学 2018
[4]基于ZigBee和3G技术的猪舍环境监控系统的研究[D]. 梁天航.吉林农业大学 2017
[5]基于模糊神经网络的船用锅炉水位控制研究[D]. 冯伟.大连海事大学 2017
[6]基于PLC的北方干旱地区日光温室环境智能控制系统的研究[D]. 季克.内蒙古农业大学 2016
[7]基于组态王的PLC水产养殖无线测控系统[D]. 徐晓峰.江苏大学 2016
[8]智能温室远程监控系统的设计与研究[D]. 冯琪.东华大学 2015
[9]鸡舍环境温湿度监测系统的研发与应用[D]. 付晨.河北农业大学 2013
[10]种禽养殖过程环境控制系统的设计与研究[D]. 熊亮.宁夏大学 2013
本文编号：3190863
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