基于ZigBee的养鸡场温湿度监控系统

发布时间：2017-12-06 01:14

  本文关键词：基于ZigBee的养鸡场温湿度监控系统

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【摘要】：随着养殖规模不断扩大,导致养鸡场出现布局不合理、设备管理不健全等问题,造成养殖效益低下。所以多数养鸡场迫切需求相关的监控系统来改善此类问题,尤其是中小型养鸡场。虽然市场上出现了很多应用于养鸡场的有线或无线监控系统,但这些系统大多数适用于大型养鸡场并且普及率不高。有线监控系统具有传输速度快、安全性能高等优势,但带来安装繁杂、使用成本高、监控范围小等诸多问题。无线监控系统具有智能设备中普及性高、成本低、监控范围广等优势。但很多无线监控系统在智能监控方面没有很好地为用户考虑,比如在监控时,监控界面无法直接了解监测设备的故障问题,并且需手动控制监测设备,浪费了时间和人力,没有达到监控的智能化。针对这些问题,本文研究了基于ZigBee的养鸡场温湿度监控系统,其主要工作如下:(1)养鸡场环境的复杂性会给无线传感网络布局带来困扰,在实际应用中很容易因布局不合理而导致无线传感网络覆盖不全或节点使用个数过多。针对这一问题,课题研究了接收信号强度与传输距离之间的理论关系模型,并用德尔菲法判断养鸡场环境的约束条件,再在此基础上通过结合ZigBee星型网络拓扑和蜂窝式网格布局的优势来对养鸡场内的ZigBee节点进行布局,使网络既能覆盖整个养鸡场又有效减少节点的使用数量。实验测量了实际养鸡场内的传输信号强度与节点高度、电压的关系,继而得出信号强度稳定时的传输距离范围。结合蜂窝式网格布局理论和实际养鸡场面积,可计算出无线传感网络覆盖整个养鸡场需使用的节点数量和节点之间的理论距离,经比较表明实验得到的实际稳定距离范围与理论距离相符,从而判断出该布局方法在养鸡场中可行。(2)传统养鸡场中的温湿度控制一般是直接根据传感器采集来的数据来控制冷热风机及抽湿机的。而在ZigBee网络中,传感节点也会因电池供电、人为干扰等原因造成某些节点采集的数据不可靠。因此,若不对传感数据进行甄别,将对温湿度控制造成极大干扰。为此本文采用了数据融合方法来对温湿度数据进行判断,判别出数据失真的节点,以实际温湿度值来调节养鸡场内的温湿度。数据融合方法主要包括对失真数据的判断和真实数据的融合,判断失真数据的准则主要有莱以特准则、格罗贝斯准则等。本文通过实验比较了这两个准则的准确性,实验证明在养鸡场环境下,格罗贝斯准则在剔除疏失误差方面上更优于莱以特准则,该准则与加权融合思想相配合得到的数据将更贴近真实数据。温湿度控制中的控制流程具有两种功能,一种是可向工作人员发送数据失真节点信息的功能;另一种是可控制温湿度的功能;温湿度控制的研究将对养鸡场温湿度监控提供有效的帮助。(3)传统监控系统中,工作人员无法直观地了解控制设备及传感节点实际安装的空间位置,以至于故障发生时,工作人员无法快速定位故障节点,影响系统维修的恢复效率。针对这一问题,本文研究了一种面向感知网络的3D视觉交互方法。该方法让工作人员无需进入养鸡场,就可通过监控网页中的3D可视化场景,查找出每个节点在实际养鸡场中的相应位置。当养鸡场内的某些节点出现问题时,工作人员能第一时间定位这些节点,避免因长时间查找问题节点位置而造成监控设备的维修效率低下。
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S831;TP277

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本文编号：1256844