猪舍环境监控系统设计与开发

发布时间：2020-05-08 13:09

【摘要】：随着生活水平的提高,人们对优质肉制品的需求不断增加。在集约化的养殖模式下,养殖环境对动物的健康生长有重要影响,因此对动物养殖环境进行实时监控具有重要意义。本文选择猪的生长环境作为研究对象,设计开发了一种猪舍环境监控系统,该系统由监控终端、云端和用户端三部分组成;主要工作和结果如下:1.探究了空气温湿度、光照强度、二氧化碳浓度、空气颗粒物浓度、硫化氢气体浓度和氨气浓度等环境因子对猪的生长的影响,分析了国内外猪舍环境监控系统的发展现状。2.设计并实现了猪舍环境监控系统;监控终端由监测单元、控制单元组成,主要包括STM32F411RET6微控制器、ESP8266无线通信模块、传感器模块、继电器模块;云端应用中国移动OneNET云平台作为上位机服务平台,管理接入监控终端并存储环境数据;开发Web页面和手机APP为用户提供远程监控功能。3.在实验室环境下完成模块功能测试,在某养殖场基地完成了系统现场测试;结果表明,系统能实时监测温湿度、光照强度、二氧化碳浓度、空气颗粒物浓度、硫化氢气体浓度和氨气浓度;当环境因子超出预设值时会触发报警,通过系统Web页面或者手机APP下达命令,使控制单元驱动继电器控制现场设备工作;验证了系统具有实时监测猪舍环境和远程调控能力。
【图文】：

浙江工业大学硕士学位论文度、光照强度、空气悬浮颗粒物、有害气体(CO2、NH3、H2S)等环境数据，通过无线通信模块接入互联网，将上述环境数据上传到云平台。控制单元负责接收云平台下发的控制信号，控制猪舍通风设备、照明设备、保温设备等现场设备的开启与关闭，实现调节控制环境保障猪只健康生长。(2) 云端是物联网云平台，作为上位机服务平台，接收、处理和储存监测单元上传的环境数据。用户通过云平台后台界面管理监控终端，设置环境数据超出预设值时触发报警条件，设置云平台推送报警信息的方式，以及向控制单元下发控制指令。(3) 用户端是指猪舍环境监控系统 Web 页面。用户通过浏览器或者手机 APP访问 Web 页面，查看猪舍环境相关参数的实时数据，查询历史数据，实施远程控制猪舍现场设备，实现远程调控猪舍环境。

猪舍环境监控系统硬件由监测单元和控制单元组成，，硬件结构图如图 3-1 所示。监测单元采用模块化设计，为了方便安装与调试，主控底板和传感器板之间的连接做了可分离设计。传感器板为通用设计，可根据实际部署需求安装不同的传感器。监测单元包括主控模块、无线通信模块、温湿度检测模块、光照强度检测模块、空气悬浮颗粒物(PM)检测模块、二氧化碳检测模块、氨气检测模块及硫化氢气体检测模块。控制单元是猪舍环境调控的执行单元，根据通过云平台下发的调控指令执行对现场环境的调控。猪舍环境的调控主要是通过执行风机、暖机、湿帘等外部设备实现的，这些设备通常是高电压强电流设备，无法通过连接主控芯片直接控制系统采用在主控芯片与被控设备之间添加继电器模块电路，通过驱动继电器控制设备运行。控制单元硬件由主控芯片、电源转换电路、继电器模块电路组成。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP277;S828.4

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