基于物聯(lián)網(wǎng)的掌上智能智控雞舍設(shè)計簡析

陳創(chuàng)業(yè) 陳蕊 胡天讓 張旭紅 李先山 孔祥 陳立濤

摘? 要：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計的掌上智能智控雞舍系統(tǒng)，能夠解決雞舍管理中環(huán)境監(jiān)測不及時的問題。本文對掌上智能智控雞舍進行軟件與硬件兩部分監(jiān)測，并對功能實現(xiàn)的原理進行闡述，以幫助解決雞舍內(nèi)環(huán)境管理中的人員不足問題，使雞舍內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測更加精準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);智能智控雞舍;壓力傳感器

中圖分類號：S815.5 文獻標(biāo)志碼：C 文章編號：1001-0769（2021）06-0072-

1? 系統(tǒng)功能描述

掌上智能智控雞舍系統(tǒng)是一個基于物聯(lián)網(wǎng)的實時監(jiān)測雞舍內(nèi)環(huán)境的溫度、相對濕度以及有害氣體濃度的監(jiān)控系統(tǒng)，由硬件模塊和軟件模塊組成。

該系統(tǒng)通過監(jiān)測與調(diào)控雞舍內(nèi)的環(huán)境，能夠保障雞群生長環(huán)境的溫度和相對濕度達到最適宜的狀態(tài);此外，該系統(tǒng)也能自動調(diào)控雞舍內(nèi)環(huán)境中的電機設(shè)備，確保其在使用過程中能夠發(fā)揮正常的功能[1]。該系統(tǒng)同時還能監(jiān)控雞舍內(nèi)環(huán)境中的噪聲等，監(jiān)測母雞的產(chǎn)蛋情況、雞舍內(nèi)部各類設(shè)備的運營狀態(tài)，最終在管理中能夠通過遠程掌上操控實時動態(tài)了解雞舍內(nèi)環(huán)境的各項參數(shù)。

2? 硬件模塊設(shè)計

2.1 核心控制

在設(shè)計硬件模塊時，用STM32單片機完成核心控制部分的設(shè)計，通過嵌入式系統(tǒng)操作，控制整個硬件模塊的功能及其傳輸狀況，具有響應(yīng)速度快和使用過程中單片機電能消耗低的特點。核心控制部分是掌上智能智控雞舍設(shè)計中最關(guān)鍵的部分，硬件模塊設(shè)計和軟件模塊設(shè)計都需要在此基礎(chǔ)上進行。

2.2 供電

在設(shè)計掌上智能智控雞舍系統(tǒng)的硬件模塊時采用兩個供電模塊：其中一個為整體硬件供電，使硬件系統(tǒng)在運行中能擁有足夠穩(wěn)定的電能，便于完成日常運轉(zhuǎn);另一個采用5 V電源，單獨向單片機供電，目的是為確保核心控制單片機能夠正常運營，避免因為斷電等原因?qū)е聝?nèi)部數(shù)據(jù)丟失。在設(shè)計向總硬件設(shè)備供電的電源時，采用220 V電源，以便能更加便捷地向所設(shè)計的掌上智能智控雞舍中的設(shè)備供電，同時在使用過程中可減少供電因素造成的功能故障。

2.3 傳感器

對雞舍內(nèi)環(huán)境的監(jiān)測主要是通過傳感器實現(xiàn)的，在設(shè)計掌上智能智控雞舍的傳感器時，重點使用三種傳感器，分別是水位傳感器、壓力傳感器和噪聲傳感器。水位傳感器能夠通過液體液位的變化發(fā)出信號，在向單片機完成信號傳輸后，對控制系統(tǒng)提供監(jiān)測數(shù)據(jù)[2]。壓力傳感器則是通過特殊的構(gòu)造計量雞舍中母雞的產(chǎn)蛋量。噪聲傳感器在功能實現(xiàn)上通常與壓力傳感器類似，即當(dāng)噪聲達到一定值時，能夠轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，并實時傳輸，監(jiān)測雞舍內(nèi)環(huán)境中的噪聲。雞舍內(nèi)環(huán)境如果出現(xiàn)嚴(yán)重的噪聲，表示存在異常。噪聲傳感器能夠直接輸出噪聲數(shù)據(jù)，從而被管理人員察覺，進而達到能夠在第一時間排查雞舍內(nèi)環(huán)境中所存在的危險因素的目的。

3? 軟件模塊的設(shè)計

3.1 實時環(huán)境監(jiān)測

實時環(huán)境監(jiān)測主要通過數(shù)據(jù)庫信息采集雞舍內(nèi)部環(huán)境中的數(shù)據(jù)，通過控制線路向單片機傳輸數(shù)據(jù)，從而完成環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測。在軟件環(huán)境中，不同顏色的數(shù)據(jù)代表不同的監(jiān)測狀態(tài)，例如，在檢測水位時，如果水位處于合理的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，則提交的監(jiān)視數(shù)據(jù)以灰色狀態(tài)顯示;如果水位達到了上下限值，則提交的監(jiān)視數(shù)據(jù)以紅色狀態(tài)出現(xiàn)，用于提醒雞舍管理人員是時候調(diào)整水位了。通過軟件程序匯編實現(xiàn)對環(huán)境的監(jiān)測，能夠間隔一段時間更新并上傳數(shù)據(jù)，在對更新的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進行分析對比后，確定環(huán)境內(nèi)部是否存在不合理的因素。至于設(shè)備使用過程中存在的問題，例如，開啟或關(guān)閉狀態(tài)，軟件控制系統(tǒng)也能夠發(fā)出信號指令進行實時調(diào)整。

3.2 實時數(shù)據(jù)顯示

動態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)在得到環(huán)境中的各項數(shù)據(jù)后，主要通過內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時顯示，顯示內(nèi)容包括數(shù)據(jù)的動態(tài)值以及其是否超出閥值。所顯示的數(shù)據(jù)，是通過分析不同類型的數(shù)據(jù)進行分類，能確保在數(shù)據(jù)的顯示過程中不會出現(xiàn)錯亂，雞舍管理人員也能更快速地觀察和分析數(shù)據(jù)。

3.3 自動化設(shè)備控制

掌上智能智控雞舍系統(tǒng)的手機APP多終端監(jiān)控能夠?qū)崟r監(jiān)測雞舍內(nèi)環(huán)境中所監(jiān)測到的各項信息或數(shù)據(jù)，包括雞舍內(nèi)環(huán)境的水位、噪聲等信息，也能夠分析雞舍內(nèi)的產(chǎn)蛋量，管理人員可通過分析所得到的結(jié)果控制母雞的產(chǎn)蛋量[3]。至于自動化設(shè)備的控制，在設(shè)計系統(tǒng)軟件時，會有針對性地選擇雞舍內(nèi)部自動化設(shè)備的具體數(shù)量，以確保每個自動化設(shè)備都處于系統(tǒng)控制范圍內(nèi)，自動化設(shè)備使用的各項數(shù)據(jù)也能夠通過設(shè)備內(nèi)部傳輸進行實時動態(tài)地反映與監(jiān)測。手機APP多終端監(jiān)控操作設(shè)計見圖1。

用手機APP多終端監(jiān)控控制自動化設(shè)備時，采用WiFi進行遠程數(shù)據(jù)傳輸，進行參數(shù)實時動態(tài)接收和遠程控制操作。雞舍內(nèi)部自動化設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接后進行控制，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)，能夠完成數(shù)據(jù)參數(shù)的實時有效監(jiān)測。

4? 結(jié)語

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所構(gòu)建的掌上智能智控雞舍系統(tǒng)，將采集的數(shù)據(jù)實現(xiàn)遠程傳輸及手機APP多終端監(jiān)控，不受時空地域限制，實現(xiàn)溫度、濕度、空氣等參數(shù)的遠程控制。能夠?qū)崟r更新雞舍內(nèi)環(huán)境參數(shù)以及母雞的產(chǎn)蛋量，從而降低勞動成本，提高管理人員對雞舍的管理水平，進一步提高養(yǎng)禽業(yè)的生產(chǎn)效益。

參考文獻

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[2]羅雯馨，謝敏儀，石秀茹，等. 智控手衛(wèi)生物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在提高ICU護士手衛(wèi)生依從性中的應(yīng)用[J]. 當(dāng)代護士：中旬刊，2020（1）：112-113.

[3]李光元，黃偉，于洪文，等. 基于物聯(lián)網(wǎng)控制的太陽能+空氣源熱泵的采暖系統(tǒng)研究[J]. 節(jié)能，2019（6）：53-56.