基于zigbee的智能雞舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)改

1、基于 zigbee 的智能雞舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要:針對(duì)目前家禽養(yǎng)殖密集程度大、疾病多發(fā)、環(huán)境污染等現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)了基于 zigbee 的智能雞舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)以 cc2430作為檢測(cè)單元主處理器通過(guò) 傳感器檢測(cè)雞舍溫度、濕度、二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度。通過(guò) zigbee 無(wú)線通信 模塊將數(shù)據(jù)傳送到由 STM32F103ZET6為主控制器的上位機(jī)上。 上位機(jī)通過(guò)判斷 對(duì)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行控制,達(dá)到自動(dòng)或手動(dòng)控制雞舍環(huán)境的目的。關(guān)鍵詞 :環(huán)境監(jiān)控; zigbee ; cc2430; STM32F103ZET6;節(jié)能環(huán)保一、引言近年來(lái),隨著規(guī)?；B(yǎng)殖的快速發(fā)展,養(yǎng)殖業(yè)的集約化、工業(yè)化程度不斷提 高,傳染

2、性疾病多發(fā),雞舍環(huán)境對(duì)雞的健康和生產(chǎn)性能的影響越來(lái)越大。 文獻(xiàn) 1介紹了檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的建立與使用,可以通過(guò) PC 監(jiān)測(cè),但沒(méi)有完成對(duì)小氣候環(huán)境的 控制作用。 文獻(xiàn) 2監(jiān)控與自動(dòng)控制, 但并沒(méi)有具體提及如何進(jìn)行自動(dòng)控制與自動(dòng) 控制系統(tǒng)的構(gòu)建。 沒(méi)有考慮到雞舍糞便的污染問(wèn)題, 節(jié)能環(huán)保問(wèn)題。 文獻(xiàn) 3對(duì)環(huán) 境的傳感器檢測(cè)系統(tǒng)提出了采用無(wú)線通信技術(shù), 但沒(méi)有就傳感器系統(tǒng)與自動(dòng)控制 進(jìn)行闡述。 文獻(xiàn) 4對(duì)國(guó)內(nèi)外畜禽舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了深入的闡述, 充 分說(shuō)明了本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義與重要性。文獻(xiàn) 5對(duì) zigbee 技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用 提出了自己的概念,但沒(méi)有充分發(fā)揮技術(shù)的優(yōu)越性沒(méi)能更好地?cái)U(kuò)展系統(tǒng)功能

3、。 本文設(shè)計(jì)了基于 zigbee 的智能雞舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)以 CC2430為處理 器, 并通過(guò) zigbee 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與以 STM32F103ZET6為主控制器的上位機(jī)進(jìn)行通訊。 上位機(jī)與 PC 機(jī)通過(guò) USB 連接由通過(guò) labview 建立的監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。通 過(guò)各傳感器對(duì)雞舍內(nèi)的溫度、濕度、二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè), 然后傳送給上位機(jī)進(jìn)行處理, 上位機(jī)或監(jiān)測(cè)人員根據(jù)相應(yīng)的指標(biāo)進(jìn)而控制執(zhí)行機(jī) 構(gòu)運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)對(duì)雞舍環(huán)境的控制。當(dāng)檢測(cè)值高于或低于雞舍環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)時(shí)系統(tǒng)報(bào)警 并可以自動(dòng)調(diào)節(jié),達(dá)到自動(dòng)和手動(dòng)雙模式控制。二、系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)基于 zigbee 的智能雞舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

4、主要由 zigbee 檢測(cè)系統(tǒng) 6、上位機(jī)監(jiān) 控系統(tǒng)、 節(jié)能環(huán)保系統(tǒng)三個(gè)部分組成。 zigbee 檢測(cè)系統(tǒng)主要由 zigbee 無(wú)線通訊與 各種傳感器構(gòu)成。主要由 cc2430處理器對(duì)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理通過(guò)無(wú)線通訊 將數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。上 位 機(jī) 監(jiān) 控 系 統(tǒng) 由 控 制 部 分 和 監(jiān) 控 平 臺(tái) 組 成 其 中 控 制 是 由 處 理 器 STM32F103ZET6將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理判斷從而達(dá)到自動(dòng)控制或手動(dòng)控制改善環(huán)境參 數(shù)的目的,使各種指標(biāo)維持在標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)范圍內(nèi)。上位機(jī)監(jiān)控平臺(tái)主要通過(guò) PC 機(jī) 上的 labview 虛擬儀器技術(shù)建立,可以對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示及數(shù)據(jù)保存,方 便

5、遠(yuǎn)程查看,對(duì)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行設(shè)定,反應(yīng)相應(yīng)參數(shù)變化曲線等。主要由 zigbee 通訊模塊、監(jiān)控終端顯示器組成。節(jié)能環(huán)保系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池板、 蓄電池、 沼氣池組成。 雞舍一切用電可 以通過(guò)太陽(yáng)能電池板提供。 由于雞舍的選址可能造成周邊環(huán)境的污染, 該供電系 統(tǒng)解決了雞舍選址電力供應(yīng)困難, 是選址更加方便。 雞的排泄物等可以收集儲(chǔ)存 在沼氣池內(nèi)轉(zhuǎn)化為能源及肥料使用。 有效減少排泄物露天儲(chǔ)存等對(duì)空氣環(huán)境占地 面積等方面的影響。使雞舍整體更加節(jié)能環(huán)保。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖如 圖 1所示 : 四、上位機(jī)檢測(cè)平臺(tái)主要由 PC 機(jī)組成, Pc 機(jī)顯示采用具有圖形化的語(yǔ)言的 LABVIEW 軟件編寫(xiě)上位機(jī)監(jiān)控界面

6、, pc 機(jī)顯示部分將數(shù)據(jù)通過(guò)監(jiān)控平臺(tái)直觀的 反映出來(lái),并可以對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行設(shè)置,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存。系統(tǒng)測(cè)試實(shí)物圖如圖 6所示。圖 7為控制系統(tǒng)實(shí)物圖。系統(tǒng)實(shí)測(cè)時(shí),設(shè)定二氧化碳濃度為 500PPM ,人 為增加二氧化碳濃度, 監(jiān)控平臺(tái)實(shí)時(shí)顯示對(duì)應(yīng)濃度曲線, 并進(jìn)行報(bào)警處理。 如圖 8所示。 圖 6 系統(tǒng)測(cè)試實(shí)物圖 圖 7 控制系統(tǒng)實(shí)物圖 6 圖 8 上位機(jī)界面顯示二氧化碳濃度超標(biāo)報(bào)警 通過(guò)自動(dòng)控制啟動(dòng)排便系統(tǒng)將糞便直接送人沼氣池中，啟動(dòng)排風(fēng)扇交換空氣 從而使二氧化碳濃度控制到標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),使?jié)舛戎祷謴?fù)正常，如圖 9 所示。 圖 9 上位機(jī)界面顯示二氧化碳濃度自動(dòng)調(diào)整 當(dāng)光照減少時(shí)，光照曲線呈下降趨勢(shì)

7、，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的曲線如圖 10 所示， 7 圖 10 上位機(jī)界面顯示二氧化碳濃度自動(dòng)調(diào)整 當(dāng)光照強(qiáng)度低時(shí)，處理器通過(guò) PWM 調(diào)節(jié)燈光亮度從而增加光照強(qiáng)度，效果 如圖 11 所示。 圖 11 上位機(jī)界面顯示二氧化碳濃度自動(dòng)調(diào)整 五、結(jié)束語(yǔ) 經(jīng)運(yùn)行表明：該控制器性能穩(wěn)定、功能完善、界面友好、操作方便，能有效 的解決密閉式雞舍的環(huán)境問(wèn)題，改善雞舍小氣候，提高飼料利用率，降低養(yǎng)殖成 本，對(duì)實(shí)現(xiàn)雞的健康生長(zhǎng)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義，具有很好的推廣價(jià)值。 8 1Liang Ma，Tengguanghui Teng，Zhizhong Li，Embedded web server in laying hens mon

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