基于嵌入式的物联网技术的规模化猪场健康养殖系统设计.docVIP

基于嵌入式的物联网技术的规模化猪场健康养殖系统设计 　　摘 要：提出了基于嵌入式的物联网技术的猪场健康养殖环境监控系统，采用B/S模式，设计了一种通用型的控制器，可以通过手机终端远程和现地端监控多个猪舍，实时检测每个猪舍的温度、湿度、二氧化碳，氨气等环境因素，可实现对不同育龄阶段猪仔的猪舍进行智能通风、智能控温、数据记录追溯、远程诊断和疫情预警功能。将以上这套系统应用于武汉市新洲区东泰猪场，经过试用证明了该套系统可降低劳动强度，提高养殖的质量。 　　关键词：规模化猪场；嵌入式；物联网；通用控制器 　　中图分类号：S24 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.11.008 　　Abstract： In this paper， a universal controller and healthy aquaculture environmental monitoring systems was proposed based on embedded networking， Using B/S mode. It could realize remote and local control，and real-time detection of environmental factors for each piggery including temperature， humidity， carbon dioxide， ammonia and other values. For different stage pigs it could realize intelligent ventilation， intelligent temperature control， data recording traceability， remote diagnostics and outbreak alert. The system was installed in Dongtai farms of Xinzhou District of Wuhan City， after the trial it was proved that the set of systems can reduce labor intensity while improving the quality of farming. 　　Key words： large scale pig farm；embedded technology；IOT；universal controller 　　现代生猪养殖产业正在经历“精细化、设施化、智能化”的变革[1]，各种新技术新设备层出不穷，而生猪所在的环境是影响生猪养殖产量和质量的最关键因素。在规模化生猪养殖中不同育龄阶段的生猪所需要的舒适环境差异较大[2]，目前已建成的猪场在环境控制方面多以人工经验控制为主，没有科学量化和精细化管理的标准和依据，且猪舍数量较多、类型不同，容易造成人为操作失误增加工作量，养殖质量难以保证；有一些大型养猪场虽配置了传统的PLC（可编程逻辑控制器） [3-4]作为现场监控中心，采用有线方式分布，但其系统布线复杂，容易造成接触不良，维护成本高，且不能远程控制。而相关畜舍内环境参数也没有长时间动态监测量化的指标，通常依靠经验判断，具有不可靠性，一旦出现疫情也难以追溯。 　　随着畜禽健康养殖和动福利的提出[5]，人们也越来越意识到，良好的小气候环境对减少生猪患病机率，提高生猪肉品质有着决定性的作用。随着物联网[6-10]和“互联网+”技术实践的不断深入，可以精确控制各猪舍栏内小气候环境，助力畜禽养殖管理不断走向精细化、智能化。本研究提出了基于嵌入式的物联网猪场健康养殖环境监控系统，采用B/S模式，可以通过手机终端远程和现地端监控多个猪舍，实时检测每个猪舍的温度、湿度、二氧化碳，氨气值等环境因素，针对不同阶段猪仔的猪舍进行智能通风，智能控温，实现数据记录追溯，远程诊断和疫情预警。 　　1 系统设计 　　1.1 系统总体设计 　　基于物联网方式，系统从逻辑上分为：应用层，传输层，现地采集控制层（图1）。 　　应用层面向管理者和养殖户，包括：园区管理、远程诊断、数据记录追溯、远程操控、动态监测和预警、智能自动监控模式。 　　传输层则是根据现场条件，采取稳定且经济综合最优的通信方式，如ZigBee，GPRS网络。 　　现地采集控制层是根据不同类型的猪舍分别进行设计，由终端节点（猪舍环境参数监测节点和设备控制节点）以及现地控制器构成。 　　监测节点负责采集猪舍的温湿度、气体相关信息，设备节点则是风机、湿帘、保温灯等执行机构，这些终端由跳线编码器设