本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee的養(yǎng)雞場(chǎng)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(kuò)大,導(dǎo)致養(yǎng)雞場(chǎng)出現(xiàn)布局不合理、設(shè)備管理不健全等問(wèn)題,造成養(yǎng)殖效益低下。所以多數(shù)養(yǎng)雞場(chǎng)迫切需求相關(guān)的監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)改善此類(lèi)問(wèn)題,尤其是中小型養(yǎng)雞場(chǎng)。雖然市場(chǎng)上出現(xiàn)了很多應(yīng)用于養(yǎng)雞場(chǎng)的有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)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(chǎng)并且普及率不高。有線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)具有傳輸速度快、安全性能高等優(yōu)勢(shì),但帶來(lái)安裝繁雜、使用成本高、監(jiān)控范圍小等諸多問(wèn)題。無(wú)線(xiàn)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(shì)。但很多無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)在智能監(jiān)控方面沒(méi)有很好地為用戶(hù)考慮,比如在監(jiān)控時(shí),監(jiān)控界面無(wú)法直接了解監(jiān)測(cè)設(shè)備的故障問(wèn)題,并且需手動(dòng)控制監(jiān)測(cè)設(shè)備,浪費(fèi)了時(shí)間和人力,沒(méi)有達(dá)到監(jiān)控的智能化。針對(duì)這些問(wèn)題,本文研究了基于ZigBee的養(yǎng)雞場(chǎng)溫濕度監(jiān)控系統(tǒng),其主要工作如下:(1)養(yǎng)雞場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜性會(huì)給無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)布局帶來(lái)困擾,在實(shí)際應(yīng)用中很容易因布局不合理而導(dǎo)致無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋不全或節(jié)點(diǎn)使用個(gè)數(shù)過(guò)多。針對(duì)這一問(wèn)題,課題研究了接收信號(hào)強(qiáng)度與傳輸距離之間的理論關(guān)系模型,并用德?tīng)柗品ㄅ袛囵B(yǎng)雞場(chǎng)環(huán)境的約束條件,再在此基礎(chǔ)上通過(guò)結(jié)合ZigBee星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜头涓C式網(wǎng)格布局的優(yōu)勢(shì)來(lái)對(duì)養(yǎng)雞場(chǎng)內(nèi)的ZigBee節(jié)點(diǎn)進(jìn)行布局,使網(wǎng)絡(luò)既能覆蓋整個(gè)養(yǎng)雞場(chǎng)又有效減少節(jié)點(diǎn)的使用數(shù)量。實(shí)驗(yàn)測(cè)量了實(shí)際養(yǎng)雞場(chǎng)內(nèi)的傳輸信號(hào)強(qiáng)度與節(jié)點(diǎn)高度、電壓的關(guān)系,繼而得出信號(hào)強(qiáng)度穩(wěn)定時(shí)的傳輸距離范圍。結(jié)合蜂窩式網(wǎng)格布局理論和實(shí)際養(yǎng)雞場(chǎng)面積,可計(jì)算出無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋整個(gè)養(yǎng)雞場(chǎng)需使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)量和節(jié)點(diǎn)之間的理論距離,經(jīng)比較表明實(shí)驗(yàn)得到的實(shí)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(chǎng)中可行。(2)傳統(tǒng)養(yǎng)雞場(chǎng)中的溫濕度控制一般是直接根據(jù)傳感器采集來(lái)的數(shù)據(jù)來(lái)控制冷熱風(fēng)機(jī)及抽濕機(jī)的。而在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中,傳感節(jié)點(diǎn)也會(huì)因電池供電、人為干擾等原因造成某些節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)不可靠。因此,若不對(duì)傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行甄別,將對(duì)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(lái)對(duì)溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷,判別出數(shù)據(jù)失真的節(jié)點(diǎn),以實(shí)際溫濕度值來(lái)調(diào)節(jié)養(yǎng)雞場(chǎng)內(nèi)的溫濕度。數(shù)據(jù)融合方法主要包括對(duì)失真數(shù)據(jù)的判斷和真實(shí)數(shù)據(jù)的融合,判斷失真數(shù)據(jù)的準(zhǔn)則主要有萊以特準(zhǔn)則、格羅貝斯準(zhǔn)則等。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較了這兩個(gè)準(zhǔn)則的準(zhǔn)確性,實(shí)驗(yàn)證明在養(yǎng)雞場(chǎng)環(huán)境下,格羅貝斯準(zhǔn)則在剔除疏失誤差方面上更優(yōu)于萊以特準(zhǔn)則,該準(zhǔn)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(shí)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(diǎn)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(duì)養(yǎng)雞場(chǎng)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(wú)法直觀地了解控制設(shè)備及傳感節(jié)點(diǎn)實(shí)際安裝的空間位置,以至于故障發(fā)生時(shí),工作人員無(wú)法快速定位故障節(jié)點(diǎn),影響系統(tǒng)維修的恢復(fù)效率。針對(duì)這一問(wèn)題,本文研究了一種面向感知網(wǎng)絡(luò)的3D視覺(jué)交互方法。該方法讓工作人員無(wú)需進(jìn)入養(yǎng)雞場(chǎng),就可通過(guò)監(jiān)控網(wǎng)頁(yè)中的3D可視化場(chǎng)景,查找出每個(gè)節(jié)點(diǎn)在實(shí)際養(yǎng)雞場(chǎng)中的相應(yīng)位置。當(dāng)養(yǎng)雞場(chǎng)內(nèi)的某些節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),工作人員能第一時(shí)間定位這些節(jié)點(diǎn),避免因長(zhǎng)時(shí)間查找問(wèn)題節(jié)點(diǎn)位置而造成監(jiān)控設(shè)備的維修效率低下。
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：S831;TP277

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