【摘要】：當今科技發(fā)展日新月異,人們的生活水平得到了大幅度提高,綠色、健康飲食的思想不斷深入人心,隨著無線傳感網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,一定程度推動了大規(guī)模、集約型的傳統(tǒng)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域朝著信息化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。畜禽舍中產(chǎn)生的CO、H_2S、NH_3、SO_2等有毒氣體超過一定濃度會對畜禽的健康產(chǎn)生巨大的威脅,也影響了肉制品品質(zhì),常用的氣體傳感器存在受混合氣體間交叉干擾影響大、選擇性差等缺點,導(dǎo)致測量誤差大。本文在分析了國內(nèi)外養(yǎng)殖場環(huán)境監(jiān)測技術(shù)、Zig Bee自組網(wǎng)技術(shù)以及數(shù)據(jù)融合技術(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合實際需求,設(shè)計了養(yǎng)殖場環(huán)境氣體監(jiān)測自組網(wǎng)系統(tǒng)和報警系統(tǒng)。本文以雞舍為例,分析了影響其生長的主要環(huán)境因素,并以有毒氣體CO、H_2S、NH_3作為監(jiān)測對象,將Zig Bee自組網(wǎng)技術(shù)和數(shù)據(jù)融合技術(shù)應(yīng)用到養(yǎng)殖場環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中,系統(tǒng)主要由檢測終端、自組網(wǎng)系統(tǒng)和監(jiān)測中心三部分組成。檢測終端主要由傳感器模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和電源模塊組成,負責環(huán)境數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送;無線傳感網(wǎng)絡(luò)采用樹形網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計,由協(xié)調(diào)器節(jié)點、路由器節(jié)點、傳感器節(jié)點組建,完成環(huán)境中各節(jié)點數(shù)據(jù)的傳輸;監(jiān)測中心以STM32F107為核心處理器,外圍電路包括串口通信電路、GSM報警電路,主要負責接收檢測終端發(fā)送來的數(shù)據(jù),并進行處理、判斷和發(fā)送,為提高數(shù)據(jù)的真實可靠性,在MATLAB7.0平臺上對發(fā)送來的數(shù)據(jù)分別采用經(jīng)典數(shù)據(jù)融合算法和現(xiàn)代數(shù)據(jù)融合算法進行擬合分析、比較,最終得出最優(yōu)數(shù)據(jù)融合算法,將該算法植入STM32單片機數(shù)據(jù)處理模塊中對接收的數(shù)據(jù)進行融合處理,經(jīng)過融合算法處理后的數(shù)據(jù)一方面經(jīng)過串口通信的方式發(fā)送到PC端上位機界面進行顯示和存儲,另一方面經(jīng)過微處理器判斷是否超過閾值,若超過,則向GSM短信報警模塊發(fā)送指令,啟動報警。最后進行了組網(wǎng)可靠性測試,測試表明:網(wǎng)路中加入路由器節(jié)點之后,在保證傳輸數(shù)據(jù)不丟包的情況下,網(wǎng)絡(luò)通信距離由原先的30m增加到70m,組網(wǎng)穩(wěn)定可靠。本文設(shè)計的環(huán)境監(jiān)測和報警系統(tǒng)滿足設(shè)計要求,具有良好的應(yīng)用前景。
【圖文】：

天）、低復(fù)雜度、自組織（ZigBee 具有大規(guī)模的組網(wǎng)能力，60000 個節(jié)點）、低成本的優(yōu)勢而被廣泛使用，因此，本系e 無線傳輸方式。系統(tǒng)的整體架構(gòu)系統(tǒng)以養(yǎng)殖環(huán)境中單間雞舍為一個獨立的監(jiān)測區(qū)域，假設(shè)每間同一品種的雞只，對環(huán)境要求基本相同。系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖要由檢測終端、監(jiān)測中心、PC 端和短信報警模塊組成。

顯示實時數(shù)據(jù)及變化曲線。統(tǒng)主要器件的選型體傳感器選型際應(yīng)用中，對傳感器的選型要考慮其靈敏度、成本、壽命素。氣體傳感器根據(jù)其工作原理可以分成金屬半導(dǎo)體、材料等傳感器，其中最常用的是金屬半導(dǎo)體氣敏傳感器，，本低、驅(qū)動電路簡單、壽命長等諸多優(yōu)點越來越受到人們場環(huán)境的特點以及檢測需求，本系統(tǒng)采用 MQ-136、MQ體氣敏傳感器檢測雞舍中的 H2S、NH3、CO 三種有毒有害實物圖如圖 2-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.5;S818.9

【參考文獻】

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1 周鵬;;多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究與展望[J];物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);2015年05期

2 徐佳偉;;基于主成分分析法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在氣敏傳感器陣列檢測方法中的應(yīng)用[J];電力與能源;2015年02期

3 彭占武;王雪;袁洪印;;基于ZigBee的雞舍環(huán)境無線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J];中國農(nóng)機化學(xué)報;2015年02期

4 梁喜鳳;劉立豪;;傳感器陣列的CO與H_2S混合氣體檢測系統(tǒng)設(shè)計與試驗[J];中國計量學(xué)院學(xué)報;2015年01期

5 劉福;;多傳感器信息融合技術(shù)研究與展望[J];產(chǎn)業(yè)與科技論壇;2014年24期

6 彭占武;王雪;馬金湘;袁洪印;;基于ZigBee的雞舍環(huán)境溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J];農(nóng)業(yè)與技術(shù);2014年12期

7 張延龍;王俊勇;;多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)概述[J];艦船電子工程;2013年02期

8 楊守建;陳懇;;BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)性能與隱藏層結(jié)構(gòu)的相關(guān)性探究[J];寧波大學(xué)學(xué)報(理工版);2013年01期

9 趙杰;李維煒;單以軍;;畜舍內(nèi)環(huán)境的控制與改善[J];上海畜牧獸醫(yī)通訊;2012年06期

10 邢廣成;強天偉;;人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與應(yīng)用[J];科技風(fēng);2012年15期

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