本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee的養(yǎng)雞場溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)

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【摘要】：隨著養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴大,導致養(yǎng)雞場出現(xiàn)布局不合理、設(shè)備管理不健全等問題,造成養(yǎng)殖效益低下。所以多數(shù)養(yǎng)雞場迫切需求相關(guān)的監(jiān)控系統(tǒng)來改善此類問題,尤其是中小型養(yǎng)雞場。雖然市場上出現(xiàn)了很多應用于養(yǎng)雞場的有線或無線監(jiān)控系統(tǒng),但這些系統(tǒng)大多數(shù)適用于大型養(yǎng)雞場并且普及率不高。有線監(jiān)控系統(tǒng)具有傳輸速度快、安全性能高等優(yōu)勢,但帶來安裝繁雜、使用成本高、監(jiān)控范圍小等諸多問題。無線監(jiān)控系統(tǒng)具有智能設(shè)備中普及性高、成本低、監(jiān)控范圍廣等優(yōu)勢。但很多無線監(jiān)控系統(tǒng)在智能監(jiān)控方面沒有很好地為用戶考慮,比如在監(jiān)控時,監(jiān)控界面無法直接了解監(jiān)測設(shè)備的故障問題,并且需手動控制監(jiān)測設(shè)備,浪費了時間和人力,沒有達到監(jiān)控的智能化。針對這些問題,本文研究了基于ZigBee的養(yǎng)雞場溫濕度監(jiān)控系統(tǒng),其主要工作如下:(1)養(yǎng)雞場環(huán)境的復雜性會給無線傳感網(wǎng)絡(luò)布局帶來困擾,在實際應用中很容易因布局不合理而導致無線傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋不全或節(jié)點使用個數(shù)過多。針對這一問題,課題研究了接收信號強度與傳輸距離之間的理論關(guān)系模型,并用德爾菲法判斷養(yǎng)雞場環(huán)境的約束條件,再在此基礎(chǔ)上通過結(jié)合ZigBee星型網(wǎng)絡(luò)拓撲和蜂窩式網(wǎng)格布局的優(yōu)勢來對養(yǎng)雞場內(nèi)的ZigBee節(jié)點進行布局,使網(wǎng)絡(luò)既能覆蓋整個養(yǎng)雞場又有效減少節(jié)點的使用數(shù)量。實驗測量了實際養(yǎng)雞場內(nèi)的傳輸信號強度與節(jié)點高度、電壓的關(guān)系,繼而得出信號強度穩(wěn)定時的傳輸距離范圍。結(jié)合蜂窩式網(wǎng)格布局理論和實際養(yǎng)雞場面積,可計算出無線傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋整個養(yǎng)雞場需使用的節(jié)點數(shù)量和節(jié)點之間的理論距離,經(jīng)比較表明實驗得到的實際穩(wěn)定距離范圍與理論距離相符,從而判斷出該布局方法在養(yǎng)雞場中可行。(2)傳統(tǒng)養(yǎng)雞場中的溫濕度控制一般是直接根據(jù)傳感器采集來的數(shù)據(jù)來控制冷熱風機及抽濕機的。而在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中,傳感節(jié)點也會因電池供電、人為干擾等原因造成某些節(jié)點采集的數(shù)據(jù)不可靠。因此,若不對傳感數(shù)據(jù)進行甄別,將對溫濕度控制造成極大干擾。為此本文采用了數(shù)據(jù)融合方法來對溫濕度數(shù)據(jù)進行判斷,判別出數(shù)據(jù)失真的節(jié)點,以實際溫濕度值來調(diào)節(jié)養(yǎng)雞場內(nèi)的溫濕度。數(shù)據(jù)融合方法主要包括對失真數(shù)據(jù)的判斷和真實數(shù)據(jù)的融合,判斷失真數(shù)據(jù)的準則主要有萊以特準則、格羅貝斯準則等。本文通過實驗比較了這兩個準則的準確性,實驗證明在養(yǎng)雞場環(huán)境下,格羅貝斯準則在剔除疏失誤差方面上更優(yōu)于萊以特準則,該準則與加權(quán)融合思想相配合得到的數(shù)據(jù)將更貼近真實數(shù)據(jù)。溫濕度控制中的控制流程具有兩種功能,一種是可向工作人員發(fā)送數(shù)據(jù)失真節(jié)點信息的功能;另一種是可控制溫濕度的功能;溫濕度控制的研究將對養(yǎng)雞場溫濕度監(jiān)控提供有效的幫助。(3)傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)中,工作人員無法直觀地了解控制設(shè)備及傳感節(jié)點實際安裝的空間位置,以至于故障發(fā)生時,工作人員無法快速定位故障節(jié)點,影響系統(tǒng)維修的恢復效率。針對這一問題,本文研究了一種面向感知網(wǎng)絡(luò)的3D視覺交互方法。該方法讓工作人員無需進入養(yǎng)雞場,就可通過監(jiān)控網(wǎng)頁中的3D可視化場景,查找出每個節(jié)點在實際養(yǎng)雞場中的相應位置。當養(yǎng)雞場內(nèi)的某些節(jié)點出現(xiàn)問題時,工作人員能第一時間定位這些節(jié)點,避免因長時間查找問題節(jié)點位置而造成監(jiān)控設(shè)備的維修效率低下。
【學位授予單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S831;TP277

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