基于ZigBee技术的鸡舍环境监控系统设计
发布时间:2021-07-23 18:09
养殖场所的环境监控具有广泛的需求和必要性,本文拟针对鸡舍环境监控系统进行研究。随着我国养鸡产业的发展,养殖规模也逐渐扩大,规模化养殖已经成为主流,在提高整体生产效率的同时,在鸡舍管理等方面等也暴露出问题。比如过多的人员走动,不仅影响鸡群休息,也不利于鸡舍内保温,同时工作人员工作量大,造成劳动力成本高等问题;另外,人们对食品安全极为关注,如何科学、有效地监控鸡场环境等,成为人们在养殖实践中急需解决的问题。本文利用物联网技术、计算机技术、电子技术等搭建起鸡舍监控系统,在很大程度上使养殖生产中的信息能够及时被养殖管理者获取,并能及时调节鸡舍环境,改善鸡舍内的生长环境条件,保证蛋鸡的健康成长,提升生产效率,进而提高经济效率。该系统使用当前主流的、低成本、低功耗的ZigBee、窄带NB-IOT、多功能网关、云平台、MQTT等技术来设计和搭建鸡舍环境监控系统,并对数据进行分析,发出控制指令,以达到对鸡舍环境的最佳控制。本系统主要包括使用传感器采集数据的采集层、实现数据收发的网络传输层和对数据进行处理的应用层,从总体设计、硬件设计、软件设计等方面分析存在的问题,并提出解决办法,并对系统的开发工作进行...
【文章来源】:齐鲁工业大学山东省
【文章页数】:71 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
MQTT协议的交互示意图
第2章系统总体设计16通过串口传递给网关。设计基于Stm32与NB-IOT的网关,网关主要包括接口部分、Stm32微处理器、NB-IOT模块三个部分。最后鸡舍内中的环境数据通过NB-IOT上传到云平台,实现鸡舍监控信息的远距离传输。具体设计方案如下:(1)由传感器节点对鸡舍的温湿度等参数进行数据采集。系该统工作的过程如图2.2所示。图2.2系统工作过程(2)在物联网环境下的云平台上新建项目作为上位机,云平台存储和显示采集的数据,并和经验数据进行对比,调用养殖专家系统对鸡舍环境参数进行分析,并做出分析和判断;(3)经过与经验数据判断(根据实际设置),做出正确的控制指令,上位机将控制信息依次通过NB-IOT、嵌入式网关、ZigBee协调器节点、路由器节点无线传输至执行终端节点(继电器);(4)通过现场控制柜控制执行装置的控制动作,把鸡舍内各环境参数调节到最合适的范围,以满足鸡舍内实际需求。本系统的工作过程是:根据鸡舍内的实际情况,包括鸡舍大孝设备布置、通风情况等,在鸡舍内规划好后,布设温湿度传感器节点、光照传感器节点和氨气传感器节点,将三种传感器分别安装在相应的ZigBee模块上,设置一个协调器节点,若干个路由器节点和终端节点(包含控制节点),终端节点将采集的传感器数据传递或经由路由器节点转发至协调器节点,按照网络结构,协调器节点再通过串口将接收到的数据发送给网关设备,网关连接NB-IOT通信模块,可以直接连接上网,数据上传到物联网云平台,云平台可及时显示相关数据,云平台应用系统通过预先设置的条件判断后发出控制指令,最终通过ZigBee控制节点将指令发
第2章系统总体设计18图2.3HTU21D数字型温湿度传感器2.4.2光照传感器光照的强度和鸡的生长也密切相关,自然光中有紫外线,适量的光照能够杀死有害细菌和病毒,也有利于鸡对钙等物质的吸收,保障骨骼的正常发育生长。光照过强也会造成鸡身体温度过高,影响正常的新陈代谢[35]。本文选用TEMT6000环境光传感器可模拟环境光线强度,是一个硅NPN外延平面光晶体管在一个微型透明模具表面安装到电路板上,它对红外光谱不敏感,但仅对可见光敏感,具体参数和传感器外形如图2.4所示。工作电压:DC3.3-5V工作电压:-40-85℃照度范围:1-1000lux输出信号:模拟电压,电压范围0-5V图2.4TEMT6000环境光传感器2.4.3氨气传感器氨气本身属于碱性物质,它的溶解度高,经常被吸附甚至溶解到鸡的粘膜、
【参考文献】:
期刊论文
[1]笼养肉鸡舍通风量及湿帘风机配置计算方法[J]. 顾平. 中国畜禽种业. 2019(12)
[2]鸡舍通风控制管理[J]. 宋立华. 畜牧兽医科学(电子版). 2019(22)
[3]基于NB-IOT组网技术的智能井盖监测系统[J]. 李越,白玉萍,薛仁杰,於子泰,吴轩. 居舍. 2019(26)
[4]智能机器人在蛋鸡养殖领域的应用及研究进展[J]. 温灏宇,宋贵兵,郝科阳,刘旭东,姬舒,闫锋欣,闵育娜. 中国家禽. 2019(09)
[5]基于窄带物联网技术的路灯监控系统的设计与实现[J]. 李艳娇,李莉,罗汉文,许晖. 上海师范大学学报(自然科学版). 2019(01)
[6]大型鸡舍诱导通风系统温度和浓度分布[J]. 王芳,王鹏浩,徐洪祥. 哈尔滨理工大学学报. 2019(01)
[7]窄带物联网NB-IoT技术特点及在电动自行车联网管理方面的应用[J]. 王少锋. 数字通信世界. 2019(01)
[8]规模化笼养蛋鸡舍冬季氨气和颗粒物排放特征研究[J]. 王悦,杨金凤,薛文涛,孙钦平,朱志平,田壮,李新荣,邹国元. 农业工程学报. 2018(23)
[9]短距离无线通信技术在信息传输中的应用研究[J]. 郄凤林,肖克. 信息系统工程. 2018(05)
[10]鸡舍环境参数实时监测预警系统的设计及应用[J]. 许晨曦,李丽华,黄孟选,贾兰英. 家畜生态学报. 2017(10)
硕士论文
[1]基于ZigBee的生活辅助系统及数据处理方法研究[D]. 梅敏杰.南京邮电大学 2019
[2]基于能量采集技术的无线传感网系统设计[D]. 李凌锋.南京邮电大学 2019
[3]基于NB-IOT的智能路灯控制系统设计与实现[D]. 张宁.兰州大学 2019
[4]基于NB-IoT的挥发性有机气体在线监测系统研究[D]. 卢洪钰.山东工商学院 2019
[5]基于NB-IoT的监控系统的设计与实现[D]. 王明.中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所) 2019
[6]基于NB-IoT技术的远程采集终端设计与实现[D]. 苏俊盼.西安科技大学 2019
[7]基于NB-IoT的煤气罐监控终端的设计与实现[D]. 王宁.北京交通大学 2019
[8]基于STM32的汽车胎压监测单元设计及系统功能研究[D]. 陈华杰.杭州电子科技大学 2019
[9]基于QQ物联平台的智能硬件接入方案应用研究[D]. 安培媛.南京邮电大学 2018
[10]基于ZigBee和NB-IoT的环境监测系统设计与实现[D]. 裴君君.深圳大学 2018
本文编号:3299781
【文章来源】:齐鲁工业大学山东省
【文章页数】:71 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
MQTT协议的交互示意图
第2章系统总体设计16通过串口传递给网关。设计基于Stm32与NB-IOT的网关,网关主要包括接口部分、Stm32微处理器、NB-IOT模块三个部分。最后鸡舍内中的环境数据通过NB-IOT上传到云平台,实现鸡舍监控信息的远距离传输。具体设计方案如下:(1)由传感器节点对鸡舍的温湿度等参数进行数据采集。系该统工作的过程如图2.2所示。图2.2系统工作过程(2)在物联网环境下的云平台上新建项目作为上位机,云平台存储和显示采集的数据,并和经验数据进行对比,调用养殖专家系统对鸡舍环境参数进行分析,并做出分析和判断;(3)经过与经验数据判断(根据实际设置),做出正确的控制指令,上位机将控制信息依次通过NB-IOT、嵌入式网关、ZigBee协调器节点、路由器节点无线传输至执行终端节点(继电器);(4)通过现场控制柜控制执行装置的控制动作,把鸡舍内各环境参数调节到最合适的范围,以满足鸡舍内实际需求。本系统的工作过程是:根据鸡舍内的实际情况,包括鸡舍大孝设备布置、通风情况等,在鸡舍内规划好后,布设温湿度传感器节点、光照传感器节点和氨气传感器节点,将三种传感器分别安装在相应的ZigBee模块上,设置一个协调器节点,若干个路由器节点和终端节点(包含控制节点),终端节点将采集的传感器数据传递或经由路由器节点转发至协调器节点,按照网络结构,协调器节点再通过串口将接收到的数据发送给网关设备,网关连接NB-IOT通信模块,可以直接连接上网,数据上传到物联网云平台,云平台可及时显示相关数据,云平台应用系统通过预先设置的条件判断后发出控制指令,最终通过ZigBee控制节点将指令发
第2章系统总体设计18图2.3HTU21D数字型温湿度传感器2.4.2光照传感器光照的强度和鸡的生长也密切相关,自然光中有紫外线,适量的光照能够杀死有害细菌和病毒,也有利于鸡对钙等物质的吸收,保障骨骼的正常发育生长。光照过强也会造成鸡身体温度过高,影响正常的新陈代谢[35]。本文选用TEMT6000环境光传感器可模拟环境光线强度,是一个硅NPN外延平面光晶体管在一个微型透明模具表面安装到电路板上,它对红外光谱不敏感,但仅对可见光敏感,具体参数和传感器外形如图2.4所示。工作电压:DC3.3-5V工作电压:-40-85℃照度范围:1-1000lux输出信号:模拟电压,电压范围0-5V图2.4TEMT6000环境光传感器2.4.3氨气传感器氨气本身属于碱性物质,它的溶解度高,经常被吸附甚至溶解到鸡的粘膜、
【参考文献】:
期刊论文
[1]笼养肉鸡舍通风量及湿帘风机配置计算方法[J]. 顾平. 中国畜禽种业. 2019(12)
[2]鸡舍通风控制管理[J]. 宋立华. 畜牧兽医科学(电子版). 2019(22)
[3]基于NB-IOT组网技术的智能井盖监测系统[J]. 李越,白玉萍,薛仁杰,於子泰,吴轩. 居舍. 2019(26)
[4]智能机器人在蛋鸡养殖领域的应用及研究进展[J]. 温灏宇,宋贵兵,郝科阳,刘旭东,姬舒,闫锋欣,闵育娜. 中国家禽. 2019(09)
[5]基于窄带物联网技术的路灯监控系统的设计与实现[J]. 李艳娇,李莉,罗汉文,许晖. 上海师范大学学报(自然科学版). 2019(01)
[6]大型鸡舍诱导通风系统温度和浓度分布[J]. 王芳,王鹏浩,徐洪祥. 哈尔滨理工大学学报. 2019(01)
[7]窄带物联网NB-IoT技术特点及在电动自行车联网管理方面的应用[J]. 王少锋. 数字通信世界. 2019(01)
[8]规模化笼养蛋鸡舍冬季氨气和颗粒物排放特征研究[J]. 王悦,杨金凤,薛文涛,孙钦平,朱志平,田壮,李新荣,邹国元. 农业工程学报. 2018(23)
[9]短距离无线通信技术在信息传输中的应用研究[J]. 郄凤林,肖克. 信息系统工程. 2018(05)
[10]鸡舍环境参数实时监测预警系统的设计及应用[J]. 许晨曦,李丽华,黄孟选,贾兰英. 家畜生态学报. 2017(10)
硕士论文
[1]基于ZigBee的生活辅助系统及数据处理方法研究[D]. 梅敏杰.南京邮电大学 2019
[2]基于能量采集技术的无线传感网系统设计[D]. 李凌锋.南京邮电大学 2019
[3]基于NB-IOT的智能路灯控制系统设计与实现[D]. 张宁.兰州大学 2019
[4]基于NB-IoT的挥发性有机气体在线监测系统研究[D]. 卢洪钰.山东工商学院 2019
[5]基于NB-IoT的监控系统的设计与实现[D]. 王明.中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所) 2019
[6]基于NB-IoT技术的远程采集终端设计与实现[D]. 苏俊盼.西安科技大学 2019
[7]基于NB-IoT的煤气罐监控终端的设计与实现[D]. 王宁.北京交通大学 2019
[8]基于STM32的汽车胎压监测单元设计及系统功能研究[D]. 陈华杰.杭州电子科技大学 2019
[9]基于QQ物联平台的智能硬件接入方案应用研究[D]. 安培媛.南京邮电大学 2018
[10]基于ZigBee和NB-IoT的环境监测系统设计与实现[D]. 裴君君.深圳大学 2018
本文编号:3299781
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