基于混合架构的鸡舍环境监测系统研制

发布时间：2018-05-05 17:34

  本文选题：鸡舍环境参数 + Web　； 参考：《南京农业大学》2015年硕士论文

【摘要】：鸡群的健康和生产性能与鸡舍养殖环境密切相关,有关研究表明,鸡舍环境中温湿度、CO2浓度和氨气浓度对鸡群影响最大,与肉鸡的生长状况以及蛋鸡的产蛋率密切相关。通过分析国内外鸡舍环境监测系统的研究现状,结合封闭式鸡舍的特点,在充分研究相关理论知识和软硬件开发技术的基础上,结合无线传感器网络技术、可视化应用软件开发技术、Java Web技术和计算机网络通信技术等研制了一套基于混合架构的鸡舍环境监测系统,实现鸡舍中温湿度、CO2浓度和氨气浓度的监测与管理,兼顾了局域网和广域网的监测需求。主要研究内容与成果如下:(1)基于Modbus的无线传输协议设计:为了规范系统数据传输格式,基于Modbus协议设计了数据帧,采用CRC校验确保数据传输的准确性,同时采用统一的数据传输格式可以提高系统中不同模块数据处理的效率,提高了系统数据处理的实时性。(2)基于无线传感器网络的鸡舍环境采集端设计:基于STM32单片机设计了采集节点采集鸡舍中温湿度、CO2浓度和氨气浓度数据,采用射频模块UTC-4432B1实现了数据无线传输。网关节点采用S3C6410处理器,移植Android操作系统,基于串口操作开发了可视化的应用程序,采用多线程编程实现了采集命令的定时发送、环境参数数据的接收、处理和实时显示,同时向中心服务器转发准确的环境参数数据。(3)基于N失恢复策略的环境参数数据帧传输协议实现:针对无线传输数据丢包的问题,基于N失恢复策略设计了环境参数数据帧传输协议,采集节点编程实现丢失检测和丢失重传,提高了环境参数传输的可靠性,减小丢包率,实现了环境参数的可靠采集。(4)现场监测系统设计.基于VC++6.0开发了现场监测系统软件,根据系统设计的无线传输协议解析数据,实现环境参数的处理、存储以及超限短信报警功能。针对无线传感器网络存在的数据重复问题,提出了基于时间识别的重复数据过滤方法,有效地过滤了重复数据,提高了系统的可靠性。针对系统中存在的数据缺失问题,提出了基于时-空相关性的缺失数据在线填补方法,最大限度的估计缺失数据并存入数据库,提高了系统数据的完整性。同时提出了基于数据库查询的设备状态同步与设备控制实现方法,提高了系统的安全性。(5)Web远程监测系统设计:基于Java Web技术开发了 Web远程监测系统,实现了鸡舍环境的远程监测。采用花生壳提供域名解析服务,在不知道中心服务器IP的情况下通过域名访问系统,提高了系统的实用性。为了实现智能设备的远程访问,采用自适应页面设计,对于智能设备的屏幕分辨率没有限则,达到较好的显示效果,提高了系统的跨平台能力,实现了移动监测。(6)视频监控实现:采用IP网络摄像机实现鸡舍视频监控,通过无线路由器与中心服务器连接,避免了布线的麻烦,通过frameset框架设计嵌入到Web远程监测系统中,对访问设备类型判断自动跳转到不同的视频监控页面,方便远程不同设备的访问。在养鸡场进行了实地试验,结果表明系统工作稳定可靠,无线传输丢包率较小,远程用户通过联网计算机或者智能设备的浏览器即可访问,实现了预期的功能,满足鸡舍实际生产要求。
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本文编号：1848653