本發(fā)明屬于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于zigbee和嵌入式系統(tǒng)的養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的畜牧養(yǎng)殖場(chǎng)大多還采用主要靠人力養(yǎng)殖的情況，不僅浪費(fèi)了大量的勞動(dòng)力，且養(yǎng)殖場(chǎng)的養(yǎng)殖效率得不到提高，且現(xiàn)有的養(yǎng)殖場(chǎng)雖然采取了一些智能的養(yǎng)殖模塊，但還需要工人在養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行照看，且工人上下班從外界進(jìn)入養(yǎng)殖場(chǎng)，會(huì)帶入一些細(xì)菌，工人數(shù)量的增多則會(huì)增加畜牧病菌感染的風(fēng)險(xiǎn)，由于現(xiàn)有養(yǎng)殖場(chǎng)一般較大，養(yǎng)殖工人巡邏困難，很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)畜牧是否生病，容易造成其他畜牧的感染，傳統(tǒng)的養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要以單片機(jī)為主控芯片，通過(guò)局域網(wǎng)在本地監(jiān)測(cè)和人工調(diào)控，受單片機(jī)資源和局域網(wǎng)通信距離的限制，這些養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息的本地采集和顯示

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于zigbee和嵌入式系統(tǒng)的養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程的控制模塊控制養(yǎng)殖場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境參數(shù)的合理調(diào)控。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種基于zigbee和嵌入式系統(tǒng)的養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，包括采集端、服務(wù)器端和客戶端，所述采集端用于采集養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境參數(shù)，通過(guò)zigbee模塊將所述環(huán)境參數(shù)發(fā)送到所述服務(wù)器端，所述服務(wù)器端接收所述環(huán)境參數(shù)，并發(fā)送給客戶端，并把客戶端發(fā)送的控制命令轉(zhuǎn)發(fā)到所述采集端實(shí)現(xiàn)對(duì)異常環(huán)境的調(diào)控。

進(jìn)一步的，所述采集端包括單片機(jī)、溫濕度傳感器、光照傳感器、風(fēng)扇、攝像頭、oled顯示屏，所述溫濕度傳感器用于采集養(yǎng)殖舍現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境信息并發(fā)送給所述單片機(jī)，并分別控制所述光照傳感器、風(fēng)扇和攝像頭，電源模塊用于為系統(tǒng)供電，所述單片機(jī)通過(guò)所述zigbee模塊與所述服務(wù)器端連接，將采集的信息發(fā)送至所述服務(wù)器端。

進(jìn)一步的，所述采集端還設(shè)置有oled顯示屏，所述單片機(jī)用于將接收的所述信息通過(guò)所述oled顯示屏顯示。

進(jìn)一步的，所述單片機(jī)還連接有報(bào)警裝置用于發(fā)出聲光報(bào)警。

進(jìn)一步的，所述攝像頭采用ov9650攝像頭拍攝各養(yǎng)殖舍現(xiàn)場(chǎng)畫面，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)的視頻監(jiān)控。

進(jìn)一步的，所述光照傳感器能夠采集和顯示1～64000勒克斯的光照強(qiáng)度。

進(jìn)一步的，所述服務(wù)器端包括64位微處理器，存儲(chǔ)器、視頻模塊和電源電路，所述64位微處理器通過(guò)所述zigbee模塊與所述采集端連接，所述存儲(chǔ)器用于將所述64位微處理器接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，所述視頻模塊用于對(duì)接收的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，所述電源電路用于為所述服務(wù)器端供電。

進(jìn)一步的，所述64位微處理器通過(guò)gprs模塊和/或wifi模塊與所述客戶端無(wú)線連接。

進(jìn)一步的，所述zigbee模塊采用zicm2410模塊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

本發(fā)明基于zigbee和嵌入式系統(tǒng)的養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)包括采集端、服務(wù)器端和客戶端，采用zigbee無(wú)線通信技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)濕度、溫度、光照強(qiáng)度等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行有效實(shí)時(shí)地調(diào)控，系統(tǒng)可以對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)濕度、溫度、光照強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以便后期的查詢和數(shù)據(jù)回放。

進(jìn)一步的，通過(guò)設(shè)置參數(shù)的上下限，系統(tǒng)為工作人員提供實(shí)時(shí)預(yù)警，工作人員可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程的控制模塊控制養(yǎng)殖場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境參數(shù)的合理調(diào)控。

綜上所述，本系統(tǒng)功能完善、運(yùn)行穩(wěn)定，能為養(yǎng)殖戶提供高性價(jià)比的養(yǎng)殖場(chǎng)監(jiān)控實(shí)施方案。

下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種基于zigbee和嵌入式系統(tǒng)的養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)由采集端、服務(wù)器端和客戶端三部分構(gòu)成。所述采集端負(fù)責(zé)采集養(yǎng)殖場(chǎng)的溫度、濕度、光照等參數(shù)，通過(guò)zigbee模塊將采集數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器端。采集端的個(gè)數(shù)和監(jiān)控范圍大小根據(jù)養(yǎng)殖場(chǎng)的規(guī)模及環(huán)境來(lái)決定。服務(wù)器端是整個(gè)系統(tǒng)的核心，接收采集終端發(fā)送的溫濕度、光照強(qiáng)度信息，并向客戶端提供所需要顯示的環(huán)境信息數(shù)據(jù)，更要分析和判斷環(huán)境信息是否異常，并把客戶端發(fā)送的控制命令轉(zhuǎn)發(fā)到采集端從而實(shí)現(xiàn)對(duì)異常環(huán)境的調(diào)控。養(yǎng)殖戶在客戶端對(duì)采集到的環(huán)境信息進(jìn)行遠(yuǎn)程查看，對(duì)采集端相關(guān)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，從而遠(yuǎn)程調(diào)控養(yǎng)殖場(chǎng)的溫度、濕度、光照強(qiáng)度。

請(qǐng)參閱圖1，采集端包括單片機(jī)、溫濕度傳感器、光照傳感器、風(fēng)扇、攝像頭、oled顯示屏，所述溫濕度傳感器用于采集養(yǎng)殖舍現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境信息并發(fā)送給所述單片機(jī)，所述單片機(jī)接收所述信息通過(guò)所述oled顯示屏顯示，并分別控制所述光照傳感器、風(fēng)扇和攝像頭工作，電源模塊用于為系統(tǒng)供電，所述單片機(jī)通過(guò)所述zigbee模塊與所述服務(wù)器端連接，將采集的信息發(fā)送至所述服務(wù)器端。

所述單片機(jī)還連接有報(bào)警裝置用于發(fā)出聲光報(bào)警。

采用ov9650攝像頭拍攝各養(yǎng)殖舍現(xiàn)場(chǎng)畫面，視頻傳至服務(wù)器端的視頻模塊進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)的視頻監(jiān)控。

養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)的溫度與濕度屬于正常溫濕度范圍，所以在溫濕度傳感器選型時(shí)不用考慮耐高溫和低溫的特殊要求。由于要根據(jù)采集到的養(yǎng)殖場(chǎng)溫濕度對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)溫濕條件進(jìn)行調(diào)控，所以對(duì)傳感器的采樣精度要求較高，傳感器的響應(yīng)時(shí)間則要求要小。溫度誤差應(yīng)該控制在1℃內(nèi)，濕度誤差應(yīng)該控制在3％rh內(nèi)，傳感器的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)該小于15s。使用dht11數(shù)字溫濕度傳感器，該傳感器各項(xiàng)指標(biāo)都符合要求，而且成本比較低。

養(yǎng)殖場(chǎng)里的光照不會(huì)太強(qiáng)，所以對(duì)量程的要求不高，一般傳感器都可以滿足量程要求。由于要實(shí)時(shí)控制，對(duì)精度的要求比較高。采用isl29003光照傳感器，具有體積小、穩(wěn)定性高、響應(yīng)時(shí)間短、抗干擾能力強(qiáng)、防水能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

isl29003是一種集成光傳感器，內(nèi)置adc和標(biāo)準(zhǔn)iic接口，可采集周圍光照強(qiáng)度，并把采集到的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，最后通過(guò)iic輸出。該傳感器可采集和顯示1～64000勒克斯的光照強(qiáng)度。

服務(wù)器端包括64位微處理器，存儲(chǔ)器、視頻模塊和電源電路，所述64位微處理器通過(guò)所述zigbee模塊與所述采集端連接，所述存儲(chǔ)器用于將所述64位微處理器接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，所述視頻模塊用于對(duì)接收的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，所述電源電路用于為所述服務(wù)器端供電。

所述64位微處理器通過(guò)gprs模塊和/或wifi模塊與所述客戶端無(wú)線連接。

系統(tǒng)選用zigbee作為采集端和服務(wù)器端的無(wú)線連接方案，zigbee模塊使用zicm2410模塊，zicm2410是集成cpu的單片zigbee芯片，為采集端和服務(wù)器端的zigbee網(wǎng)絡(luò)提供高性能，低成本的射頻收發(fā)方案。

本發(fā)明監(jiān)控系統(tǒng)的工作過(guò)程如下：

采集端對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)溫度、濕度、光照強(qiáng)度信息每秒采集一次，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，如果采集到的數(shù)據(jù)格式正確，把采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理打包發(fā)送給服務(wù)器端，由服務(wù)器端產(chǎn)生相應(yīng)的命令發(fā)回給采集端。為了方便查看采集端的運(yùn)行狀態(tài)，每個(gè)養(yǎng)殖舍配有oled顯示屏對(duì)采集到的環(huán)境信息進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示。考慮到服務(wù)器端與采集端的交互安全性問(wèn)題，正常情況下采集端由服務(wù)器端全部控制。當(dāng)由于意外導(dǎo)致服務(wù)器端無(wú)法正常控制采集端進(jìn)行環(huán)境異常報(bào)警時(shí)，采集端30s之后自動(dòng)切換到自控模式，在自控模式下采集端進(jìn)行自我環(huán)境異常檢測(cè)。

單片機(jī)采用基于armcortex-m0架構(gòu)的lpc11c14，主要面向高集成度和低功耗的嵌入式應(yīng)用，64位微處理器采用s5pc100，具有低成本、低功耗、高性能的優(yōu)點(diǎn)，適用于對(duì)性能要求高、處理數(shù)據(jù)量比較大的嵌入式系統(tǒng)。

本發(fā)明一種基于zigbee和嵌入式系統(tǒng)的養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)試，表明該系統(tǒng)能很好地實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖場(chǎng)溫度、濕度以及光照強(qiáng)度等環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)采集和無(wú)線傳送。通過(guò)對(duì)環(huán)境參數(shù)上下限的設(shè)置，系統(tǒng)從采集的環(huán)境參數(shù)信息里能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并及時(shí)預(yù)警，工作人員可遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖場(chǎng)和遠(yuǎn)程控制相關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。

以上內(nèi)容僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。