基于ZigBee技术的禽舍环境监控系统设计

发布时间：2017-04-09 17:07

  本文关键词：基于ZigBee技术的禽舍环境监控系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国经济建设的推进实施以及科技水平的逐步提高,带动了我国家禽养殖业的快速发展。但从养殖技术和规模方面来看,小规模大群体的产业模式仍占主导地位,以粗放式养殖模式为主,禽舍环境自动监控较少,自动化程度不高,且严重依赖人工清洁,不仅增加了劳动成本,家禽的防疫能力也会下降。若家禽生长的环境没有达到标准,病菌滋生会引起传染病迅速传播等一系列的问题,如今环境条件已成为保证禽类的健康与生产质量的一大问题。对此,本文设计了一套应用于禽舍环境的自动监控系统,该系统采用ZigBee技术实现对禽舍环境参数的无线传输,在对环境参数进行分析的基础上设计智能模糊控制系统对各执行装置进行实时控制,使得环境参数能够快速、有效地调节至适宜范围。具体地,本文的研究主要包括两个方面的内容：(1)系统的硬件设计,主要包括温度、湿度、有害气体(包括氨气、甲苯和二氧化硫等)浓度检测电路,无线传感器网络模块,执行机构的控制电路和清粪装置的设计等：(2)系统的软件设计，，主要包括上位机人机交互界面,上位机数据处理,模糊控制系统设计,执行机构控制程序和无线网络通信程序等。本系统通过硬件和软件设计的结合,实现对环境参数的实时调控。本系统具有以下特点：采集终端对禽舍的温度、湿度和有害气体浓度等参数进行实时检测,并利用ZigBee无线传输技术将环境参数传输至上位机进行实时显示,同时WIFI摄像头拍摄的图像经WIFI路由器无线传输至上位机,可实现对禽舍内部环境的实时监测：上位机对环境参数分析后可发送控制信号至执行终端，执行终端控制加热装置、增湿装置、通风装置和清粪装置的动作,使得禽舍的温度、湿度和有害气体浓度等参数处于适宜范围,从而改善家禽的生长环境,减少患病几率。另外,为了改善家禽的生长环境,本系统还研制了一种新型清粪装置,能够实现自动清理家禽粪便,装置组合紧密性好,粪便清理及时、彻底,运行过程噪声小,对目前的肉鸡网养、蛋鸡笼养(包括全阶梯、半阶梯和叠层式)均适用。本系统的开发不仅顺应了当代家禽养殖业的发展趋势,也有效减少人力成本,提供了全面的环境监控功能。该系统功能较为全面,性能稳定,适合推广应用于国内众多的集约化家禽养殖户,对养殖业的产出性能具有较强的促进作用,具有广阔的市场应用前景。
【关键词】：家禽养殖业 模糊控制系统 zigBee 环境监控 清粪装置
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP277;S815.9
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 选题背景9-10
• 1.2 选题意义10
• 1.3 国内外研究状况10-11
• 1.3.1 国外研究状况10-11
• 1.3.2 国内研究状况11
• 1.4 环境因子对家禽生长的影响11-13
• 1.4.1 温度12
• 1.4.2 湿度12
• 1.4.3 光照12
• 1.4.4 有害气体12-13
• 1.5 研究的主要内容13
• 2 系统理论基础13-19
• 2.1 无线数据传输技术13-18
• 2.1.1 ZigBee技术概述14-17
• 2.1.2 几种无线短距离通讯技术介绍17-18
• 2.2 模糊控制理论概述18-19
• 3 系统总体设计19-21
• 4 硬件设计21-35
• 4.1 ZigBee无线射频模块选型21-22
• 4.2 采集终端设计22-29
• 4.2.1 温湿度的采集22-24
• 4.2.2 有害气体浓度的采集24-28
• 4.2.3 TFT触屏模块28-29
• 4.3 清粪装置的机械设计29-32
• 4.3.1 传送机构的设计31
• 4.3.2 刮板机构的设计31-32
• 4.3.3 收集机构的设计32
• 4.4 执行终端电路设计32-33
• 4.5 执行装置安装设计33-35
• 5 软件设计35-50
• 5.1 功能模块设计35
• 5.2 ZigBee无线网络的实现35-41
• 5.2.1 ZigBee网络的建立36-40
• 5.2.2 无线数据的传输40-41
• 5.3 模糊控制系统设计41-43
• 5.4 实时监控设计43-50
• 5.4.1 采集终端监测设计43-46
• 5.4.2 执行终端控制设计46-50
• 6 上位机控制及人机界面50-57
• 6.1 软件开发环境简介50
• 6.1.1 IAR软件介绍50
• 6.1.2 LabVIEW与Matlab简介50
• 6.2 上位机通信接口的设计50-54
• 6.2.1 LabVIEW串口通信50-51
• 6.2.2 LabVIEW数据库设计51-54
• 6.2.3 LabVIEW与Matlab混合编程54
• 6.3 上位机的控制设计54-56
• 6.4 上位机人机界面的设计56-57
• 7 验证与分析57-63
• 7.1 验证条件57-58
• 7.2 功能验证58-59
• 7.3 结果分析59-63
• 8 结论63-65
• 参考文献65-69
• 致谢69

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6 马瑞峻;陈仲溥;徐永谦;毛宗源;吴国威;;华南型温室环境监控系统人机界面软件开发[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第五分册[C];2005年

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6 ;通风 节能 安全 三管齐下[N];中国计算机报;2004年

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