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基于ZigBee网络的奶山羊舍环境监测与预警系统
1 研究背景
畜牧业是中国农业的重要组成部分,随着时代的发展,畜禽健康养殖越来越受到重视.我国作为养羊大国,有着非常丰富的草原资源和悠久的养羊历史,尤其是奶山羊种类多样,其中西农萨能奶山羊、崂山奶山羊等是非常优质的品种［1］,产奶稳定而优质.近年来,我国为了保护生态,实行草原轮牧禁牧政策,使得奶山羊的集中养殖成为必然的趋势.目前,我国养羊业的现代化水平与他国相比差距较大,养殖方式粗放,设施原始,容易受到自然灾害的影响.
奶山羊的生长主要受温度、湿度、氨气浓度、二氧化碳浓度等环境因素的影响［2］.基于此,本研究基于Zig-Bee 网络设计了一套奶山羊舍环境监测及预警系统,具有环境参数感知、信息传送和信息处理等功能,可靠性好,监测精度高,可实时监测奶山羊羊舍内的温度、湿度、氨气和二氧化碳等的环境信息［1］,当测量值超出阈值时会报警,从而智能调节羊舍的环境,保障奶山羊的健康生长.
2 系统介绍
2.1 ZigBee技术的简要介绍
近些年,近距离无线通信技术ZigBee 不断发展,其具有以下几个优点：能耗低、可自行组网,使用方便、成本低廉,且网络容量较大,可应用在农田、养殖场等环境的监测中.
系统在环境监测节点与协调节点的通信采用ZigBee技术,数据通过羊舍协调节点预处理后传输给PC端软件进行实时显示和预警调控,养殖管理员足不出户即可对羊舍环境进行监测和收到预警,大大提高了羊舍管理的自动化水平.系统主要包括以下零部件.
2.1.1 CC2530.CC2530 芯片集成了增强型的8051内核MCU和一个高性能2.4 GHz收发器核心,支持和采用TI 公司最新的ZigBee Pro 协议,同时内部还集成了16MHz RC 振荡器和23KHz RC 振荡器,工作时功耗较低,且具有多种工作格式,因而广泛适用于多种场景［4］.
2.1.2 温湿度传感器DHT1.DHT1 是一种输出数字信号的温湿度传感器,可用于检测环境中的温湿度.输出信号已在传感器上校准,因而具有很好的稳定性和准确性.
2.1.3 氨气传感器MQ137.MQ137 气体传感器是一款氨气传感器,其输出信号为模拟电信号,将二氧化锡作为检测材料,该材料对氨气的感应度较高,随着环境中氨气浓度的升高,该传感器的电阻率也会不断升高.此外,这种传感器可用于监测三甲胺、乙醇胺等含氨气体浓度的场景中.
2.1.4 二氧化碳传感器MH-Z14.MH-Z14 是一种用于检测二氧化碳浓度的气体传感器,主要利用非色散红外原理检测空气中的二氧化碳,测量结果精度高、能耗低,且能够实现UART、模拟电压信号等多种输出方式.
2.2 系统总体结构
基于ZigBee 网络的奶山羊舍环境监测及预警系统由氨气传感器、二氧化碳传感器、温湿度传感器等环境数据采集节点和羊舍协调节点组成,从而实现了对羊舍中温度、湿度、氨气浓度、二氧化碳浓度等环境参数的实时监测与预报.
环境监测节点主要是由CC2530 芯片、DHT1 温湿度传感器、MQ137 氨气传感器、MH-Z14 二氧化碳传感器构成.协调节点是TQ2440,其主要作用是接受前端采集节点的参数,对参数进行预处理,最终将数据进行打包,通过TCP/IP协议传输给PC端软件,具体如图1 所示.
3 结语
基于ZigBee 网络的奶山羊舍环境监测及预警系统能够实时监测奶山羊羊舍中的温度、湿度、氨气、二氧化碳等,当环境不利于奶山羊生长即数值超出设定阈值时,能够及时发现异常并在PC 终端发出警报信息.长期检测得到,该系统运行稳定,能够很好地提高羊场的现代化管理水平.
环境监测论文范文结:
关于本文可作为相关专业环境监测论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文环境监测论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
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