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万物皆联网,做动物也不能落后!畜牧养殖场项目智能化系统设计方案

2019-08-09 09:13 弱电工程师的圈子

导读:物联网技术的应用越来越广泛,畜牧养殖对于物联网的需求非常大,今天就来介绍一下物联网在养殖行业的应用。

物联网技术的应用越来越广泛,畜牧养殖对于物联网的需求非常大,今天就来介绍一下物联网在养殖行业的应用。

万物皆联网,做动物也不能落后!畜牧养殖场项目智能化系统设计方案

图源:图虫创意

1.概述

1.1. 背景

养殖往往受养殖品种、饲料种类和质量、疫病、生长环境和管理水平等因素的影响,致使中国养殖业一直发展不强大。所以科学养殖显得尤为重要,将物联网技术与养殖业结合起来,能让养殖户在第一时间感知到养殖环境及牲畜生长变化,从而及时作出补救。

一方面,使牲畜的生长环境一直保持在最佳状态,保证牲畜身体健康生长速度。另一方面,远程监控,自动化控制,大大降低人工成本。

1.2. 建设目标

物联网是物联网技术在养殖生产、经营、管理和服务中的具体应用。具体讲就是运用各类传感器,广泛采集大田种?#30149;?#35774;施园艺、家禽水产养殖、农产品物流等相关信息;通过建立数据传输和格式转换方法,集成无线传感器网络、电信网和互联网,实现农业信息的多尺度(个域、视域、区域、地域)传输;最后将获取的海量农业信息进行融合、处理,并通过智能化操作终端实现农业产前、产中、产后的过程监控、科学管理?#22270;词?#26381;务,进而实现农业集约、高产、高效、优质、生态和安全的目标。

养牛产业生产主要受养殖品种、饲料种类和质量、疫病、生长环境和管理水平等因素的影响。其中环境因素所起的作用约占20%-30%。圈舍环境因素包括温度、湿度、噪声、光照、有害气体等。环境因素对养殖业生产的重要影响作用已被国内外大量?#30446;?#23398;实验和生产?#23548;?#25152;证实。

基于物联网的家禽智能养殖系统利用物联网技术,围绕设施化家禽养殖场生产和管理?#26041;冢?#36890;过智能传感器在线采集养殖场环境信息(二氧化碳、氨气、硫化氢、空气温湿度等),同时集成改造现有的养殖场环境控制设备,实现家禽养殖的智能生产与科学管理。养殖户可以通过手机、PDA、计算机等信息终端,实时掌握养殖厂环境信息,及时获取异常报警信息,并可以根据监测结果,远程控制相应设备,实现健康养殖、节能降耗的目的。

2.项目整体设计

2.1. 物联网网络架构

系统总体架构分为终端应用、数据处理平台、网络传输和自动采集/终端控制四部分。


系统示意图

2.2. 物联网拓扑图

家禽圈舍物联网拓扑图

2.3. 系统设计架构

系统总体架构

系统将采用B/S架构,B/S是Brower/Server的缩写,客户机?#29616;?#35201;安装一个浏览器(Browser),如Netscape Navigator或Internet Explorer,就可以操作系?#22330;?/p>

B/S最大的优点就?#24378;?#20197;在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件。只要有一台能上网的电脑就能使用,客户端零维护,系统的扩展性强。

2.4. 物联网设计原则

1、应用系统需采用模块化设计,单一模块出现故障应不影响其他模块的正常工作。同时,可以方便的增加新的应用系统;

2、系统设计时应考虑用户使用便捷的因素,因此要求系统支持互联网、手机等多种应用模式和方式;

3、系统数据库设计时应考虑数据接口的安全性和统一性,一方面要保证数据的相对安全,一方面还要为以后增加新的应用系统提供便捷的数据接口。同时,数据要建立冗余机制。

2.5. 物联网技术采用原则

a) 实用性

针对目前养殖环境指标监测困难、手段落后?#28909;?#28857;,利用物联网技术,实时监测大棚种植信息,真正做到精?#25216;?#27979;、精细生产和科学管理。考虑到系统用户的大众性,软件应具有易学易用的特点。用户通过培训能够独立对系统进行维护、调整和扩展,最大限度减少对系统开发商的技术?#35272;怠?/p>

b) 适应性

系统采用技术成熟、成本易控制的传感、视频、智能手机等其他设备为信息输入端,信息通过互联网、无线网络等?#34892;?#38598;成。以种?#19981;?#22659;信息实时采集、后台自动运算与传输为基础;从而实现以自动监测、远程控制、视频控制为一体的综合管理平台。

c) 共享性

为经营农业的企业提供信息管理平台数据采集,实现管理信息共享和生产调度指挥,做到数字化管理,提升精耕细作管理水平,并为种?#19981;?#25552;供生产和农?#24066;?#24687;服务。

3.物联网组成

3.1. 监测体系

3.1.1. 环境信息采集仪器

本系统针对目前家禽养殖舍环境指标监测困难、手段落后?#28909;?#28857;,将物联网技术应用到家禽养殖领域,以终端模块作为物联网的感知层。采集养殖舍内空气温度、空气湿度、氨气、硫化氢、二氧化碳和光照度等环境?#38382;?#24182;通过监控摄像头,可实时查看家禽生长信息,利用以太网、GPRS、3G/4G等网络技术作为物联网的网络层,实时将大棚环境?#38382;?#20256;输到以管理软件平台为核心的物联网应用层,实现大棚内环境信息的实时监测。?#35789;?#31181;植农户身在外地也可以通过互联网、手机实时查看大棚里信息。

根据圈舍?#23548;是?#20917;,在圈舍安装无线空气温湿度传感器,安装无线氨气传感器,安装无线硫化氢传感器等。实时采集圈舍空气温湿度、氨气、硫化氢等环境信息。

3.1.2. 视?#23548;?#25511;

作为家禽管理生产的人员而言,仅仅数值化的物物相联并不能完全营造牛的最佳生长条件。视频与图像监控提供了更直观的表达方?#20581;?#23478;禽生长环境的不均匀性决定了信息获取?#31995;?#20808;天性弊端,而很难从单纯的技术手段上进行突破。视?#23548;?#25511;的引用,直观地?#20174;?#20102;家禽生长的实时状态,引入视频图像与图像处理,既可直观?#20174;?#23478;禽的生长态势,也可以侧面?#20174;?#20986;家禽生长的整体状态及营养水平。可?#28304;?#25972;体上提供更加科学的家禽养殖决策理论依据。

安?#26696;?#28165;网络摄像机,通过光端机、光缆等传输设备将高清视频信息传输至监控中心视?#23548;?#25511;系统,实现管理生产的人员在监控中心实时监测家禽的饲料剩余量。

采用视?#23548;?#25511;技术,可直观?#20174;?#23478;禽的生长环境和动态,通过观察视频画面可以在线监控家禽的行为,对于?#29615;?#24773;况的处理提供了依据。

圈舍安装视?#23548;?#25511;,实现无死角化监控。通过?#26893;际讲?#32622;监控设备实现对整个圈舍的监控管理,在监控机房加装网络硬盘刻录机视频网络服务器。使家禽管理人员通过电脑视频画面就能直观?#30446;?#21040;家禽。

3.1.3. 环境智能控制系统

环境智能控制器实现风机、水阀、湿帘、补光等设备的全自动化监控和管理。根据?#23548;?#38656;求,在圈舍分别配置智能控制器。

设备?#28304;?#35302;摸屏,通过点击系统按钮、或者操作鼠标即可实现对种植设备的远程自动化控制。通过对设备所采集的生产环境?#38382;?#36827;行计算分析,生成设备?#30446;?#21046;指令,再通过通讯链路传输到?#27542;?#35774;备控制器中,即可实现自动生产。如自动通风、供水等。

通过在圈舍加装的智能设备进行数据采集,再远程传输数据至家禽养殖物联网平台,进行数据过程分析、统计分析,最终用户通过PC或智能手机即可随时随地实?#36136;?#26102;监控、远程控制等。

3.2. 家禽养殖物联网管理系统软件

家禽养殖物联网管理系统是基于物联网技术,实现监测、报警、控制、数据输出等一体化管理平台。通过在线监测家禽生长的环境信息,调控圈舍的生长环?#31243;?#20214;,以实现家禽的健康生长和繁殖,从而提高家禽的生产?#21097;?#33410;省人工成本,提高家禽肉质品质。

系统主要功能包括:圈舍实时数据展示,数据整合,圈舍舍智能控智制系?#22330;?#35270;?#23548;?#25511;系?#22330;?#25968;据整合分析系?#22330;?#25968;据上报和预警等功能。

1、智能监控系统:自动监控、手动监控、视?#23548;?#25511;、监控信息采集等功能。自动监控,系统可按养殖区域、品种、传感器名称自动采集空气温湿度、氨气、硫化氢、二氧化碳、光照强度等环境?#38382;?#24182;自动生成变化曲线图。数据以图表、数字列表等?#38382;?#23637;示。选择一定的时间,可以展示不同时间段的环境数据。

2、手动监控:可选择养殖区域所有传感器的同时手动?#35789;?#25968;据采集。

3、视?#23548;?#25511;:多通道同屏展示,可远程操作摄像?#26041;?#24230;、变焦、变倍、光圈等?#38382;?/p>

4、自动控制:可以远程设定风机、水阀、天窗、湿帘等电气设施的工作状态。

5、预警提醒:设定各传感器?#38382;?#25253;警区间阀值。系统监控圈舍内温度、湿度等环境?#38382;?#36319;设定的正常范围比较,异常的自动报警。

6、用户管理:可查看所有系统登录账户的情况及登?#25216;鍬家?#21450;新增不同权限用户。

7、信息查询:包括历史数据查询、历史数据对比分析、历史数据备份、报警信息查询、设备状态查询、用户日志查询。


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