歐陽晨星

摘要：現(xiàn)在我們所生活接觸到以及實(shí)際生產(chǎn)中的牧場(chǎng)建設(shè)和現(xiàn)有智能牧場(chǎng)屬于畜牧服務(wù)業(yè)，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分，針對(duì)畜牧業(yè)的生產(chǎn)力2 0010取決于品種，25%取決于飼料，25%_35%取決于環(huán)境，25%取決于是否合理先的有效管理方案，不適宜的環(huán)境條件如：光照、水分、空氣質(zhì)量及其流動(dòng)性、溫度都會(huì)使畜牧生產(chǎn)力下降25%-40%;同時(shí)還得依靠合理高效的管理方式、智能處理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)的監(jiān)控與檢測(cè)以應(yīng)對(duì)牧場(chǎng)的突發(fā)情況。因此，規(guī)劃建設(shè)一個(gè)科學(xué)、布局合理、配套設(shè)施完備的現(xiàn)代牧場(chǎng)，對(duì)保證牧場(chǎng)高產(chǎn)、高效運(yùn)營十分重要。本創(chuàng)意作品應(yīng)對(duì)智能農(nóng)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的實(shí)際情況，綜合運(yùn)用ZigBee技術(shù)、智能傳感器模塊、RFID技術(shù)、單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，能夠進(jìn)行參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控、牧場(chǎng)灌溉控制、日常管理等功能的智能牧場(chǎng)。

關(guān)鍵字：ZigBee技術(shù)智能傳感器RFID技術(shù)單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)

1緒論

隨著國家開始重視和推進(jìn)新型畜牧業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)畜牧業(yè)的發(fā)展，智能牧場(chǎng)將迎來新的發(fā)展機(jī)遇，與此同時(shí)物聯(lián)網(wǎng)智能牧場(chǎng)系統(tǒng)方案將得到更廣泛的普及和應(yīng)用。

智能牧場(chǎng)主要是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化、智能化、低碳化，從空間、組織和管理整合現(xiàn)有畜牧業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施、通信設(shè)備和信息化設(shè)施，通過智能化設(shè)備對(duì)生產(chǎn)環(huán)境能源消耗、改變情況排放進(jìn)行精確檢測(cè)，保障能源不浪費(fèi)，生產(chǎn)質(zhì)量安全;有效地利用各類農(nóng)業(yè)資源，改善生態(tài)環(huán)境。

智能牧場(chǎng)強(qiáng)調(diào)一體性，將周圍的農(nóng)田、養(yǎng)殖、村落等環(huán)境視為一體。通過智能化設(shè)備還可以對(duì)空氣、土壤等進(jìn)行精確的計(jì)算，自動(dòng)地調(diào)節(jié)投入品，有效地利用各類畜牧業(yè)資源，從而用最節(jié)約的投入品獲取更高的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，改善生態(tài)環(huán)境。

2系統(tǒng)方案

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能牧場(chǎng)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要有以下的三點(diǎn)：

2.1牧場(chǎng)智能澆灌系統(tǒng)

智能灌溉控制系統(tǒng)是傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等于一體的灌溉管理系統(tǒng)。智能灌溉控制系統(tǒng)通過傳感器對(duì)水泵的控制對(duì)農(nóng)田進(jìn)行取水管理，智能檢測(cè)的方式取代了傳統(tǒng)的專人管理方式;實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)用水計(jì)量、水資源信息的自動(dòng)化采集和測(cè)控。

2.2牧場(chǎng)室內(nèi)管理系統(tǒng)

牧場(chǎng)的室內(nèi)管理其中包括：牲畜的體質(zhì)檢測(cè)裝置、牧圈內(nèi)的溫濕度檢測(cè)及調(diào)節(jié)裝置、牲口的數(shù)量檢測(cè)、監(jiān)控裝置和牲口的質(zhì)量檢測(cè)裝置五個(gè)部分構(gòu)成，將牧場(chǎng)的管理更加人性化、智能化。讓管理者更加直觀的觀察都牧場(chǎng)中的情況，有利于牧場(chǎng)的管理。

2.3檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)

安全報(bào)警檢測(cè)裝置是牧場(chǎng)必須所具備的，當(dāng)檢測(cè)到牧場(chǎng)發(fā)生緊急危險(xiǎn)的情況時(shí)及時(shí)的報(bào)警和啟動(dòng)緊急措施將牧場(chǎng)的損失降到最小。及時(shí)的處理掉存在的危險(xiǎn)情況。

3功能與指標(biāo)

3.1智能澆灌系統(tǒng)

對(duì)于牧場(chǎng)的澆灌系統(tǒng)我們需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)出土壤的濕度并能夠在抽水灌溉牧場(chǎng)的草地，土壤的濕度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)停止?jié)补?，其設(shè)定值可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修改。

3.2檢測(cè)報(bào)警報(bào)警

安全報(bào)警的功能為：當(dāng)檢測(cè)到牧場(chǎng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)通過傳感器檢測(cè)報(bào)警;緊急的啟動(dòng)滅火裝置同時(shí)開啟風(fēng)扇排煙。

3.3牧場(chǎng)室內(nèi)管理

室內(nèi)管理分別有五部分組成：牲畜的體質(zhì)檢測(cè)裝置、牧圈內(nèi)的溫濕度檢測(cè)及調(diào)節(jié)裝置、牲口的數(shù)量檢測(cè)、監(jiān)控裝置和牲口的質(zhì)量檢測(cè)裝置。

4實(shí)施原理及過程

4.1智能澆灌系統(tǒng)

灌溉是通過土壤濕度傳感器對(duì)牧場(chǎng)的草地進(jìn)行實(shí)時(shí)的濕度檢測(cè)，控制繼電器的開關(guān)繼電器負(fù)責(zé)控制水泵的開關(guān)。當(dāng)土壤濕度的值低于管理者所設(shè)置的值時(shí)，開啟繼電器讓水泵工作抽水對(duì)牧場(chǎng)的草地進(jìn)行灌溉達(dá)到設(shè)定值時(shí)處理器發(fā)出繼電器關(guān)斷信號(hào)，停止水泵的工作。

4.2檢測(cè)報(bào)警裝置

報(bào)警裝置主要是對(duì)在牧場(chǎng)遇到火災(zāi)的情況下緊急的報(bào)警降低財(cái)產(chǎn)的損失。在牧場(chǎng)的室內(nèi)我們?cè)O(shè)置了火焰?zhèn)鞲衅骱蜔熿F傳感器進(jìn)行檢測(cè)，其中任一個(gè)傳感器檢測(cè)到緊急情況時(shí)就開啟緊急措施。緊急措施包括：開啟風(fēng)扇排煙、聲光報(bào)警、開啟圈門、發(fā)短信通知牧場(chǎng)管理者，這四個(gè)的開啟信號(hào)都是由煙霧傳感器和火焰?zhèn)鞲衅魉杉男盘?hào)，多重措施能夠?qū)⒃谟龅骄o急的情況降低牧場(chǎng)管理者的損失。

4.3牧場(chǎng)室內(nèi)管理系統(tǒng)

牧場(chǎng)的室內(nèi)管理是由五個(gè)部分組成，牲畜的體質(zhì)檢測(cè)裝置、牧圈內(nèi)的溫濕度檢測(cè)及調(diào)節(jié)裝置、監(jiān)控裝置、牲口的質(zhì)量檢測(cè)裝置和用戶飼養(yǎng)環(huán)境全景。

4.3.1牲畜的體質(zhì)檢測(cè)裝置

牲口的體質(zhì)檢測(cè)主要是對(duì)牲畜的體表溫度進(jìn)行檢測(cè)。我們采用無接觸式的紅外溫度檢測(cè)探頭對(duì)牲畜的體表溫度進(jìn)行，牲畜的體表溫度高于或低于管理者設(shè)置的上下限值時(shí)將在牧圈外的顯示紅燈提醒飼養(yǎng)員及時(shí)發(fā)現(xiàn)牲畜的病情如果體表溫度正常時(shí)牧圈外顯示綠燈。

4.3.2牧圈內(nèi)的溫濕度檢測(cè)及調(diào)節(jié)裝置

牧圈內(nèi)的溫濕度檢測(cè)采用溫濕度傳感器DHT11檢測(cè)出當(dāng)前室內(nèi)的溫濕度牧場(chǎng)管理者可根據(jù)具體的情況進(jìn)行溫濕度上下限的設(shè)置，有檢測(cè)到溫濕度值與設(shè)定值進(jìn)行比較判斷得出開關(guān)信號(hào)，開關(guān)是控制繼電器的常開與閉合?？刂频膱?zhí)行機(jī)構(gòu)有：風(fēng)扇、電熱阻絲、除濕器。這三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)將采集得到的溫濕度數(shù)值通過無線傳輸模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機(jī)上。

4.3.3監(jiān)控裝置

監(jiān)控設(shè)備我們主要采用攝像頭作為監(jiān)控的主要設(shè)備，在電腦主板上須事先安裝好視頻采集卡硬件和與該卡相匹配的軟件。視頻采集卡有4、8、16路之分，每一路為1個(gè)攝像頭，若多于16個(gè)攝像頭，可在一臺(tái)電腦上裝兩張16路的視屏卡，共用一個(gè)軟件即可以實(shí)現(xiàn)32個(gè)攝像頭畫面的監(jiān)控。

4.3.4牲畜的質(zhì)量檢測(cè)裝置

稱重檢測(cè)裝置我們采用壓力傳感器和ZigBee模塊來檢測(cè)、傳輸數(shù)據(jù)，當(dāng)檢測(cè)到牲畜的重量達(dá)到出售的重量時(shí)，壓力傳感器將發(fā)出信號(hào)，信號(hào)指示燈將變化同時(shí)ZigBee模塊將牲畜的所在的號(hào)數(shù)發(fā)送至上位機(jī)部分，讓管理者通過觀察上位機(jī)可知哪些牲口可以出售。

4.4.5用戶飼養(yǎng)環(huán)境全景

飼養(yǎng)環(huán)境全景采集是通過牧場(chǎng)所設(shè)置的攝像頭采集的視屏上傳到手機(jī)上，計(jì)劃該功能將能夠?qū)崿F(xiàn)在手機(jī)線上看到牧場(chǎng)的實(shí)時(shí)視頻。

5結(jié)論

智能牧場(chǎng)是當(dāng)今世界畜牧業(yè)發(fā)展的新潮流，托普物聯(lián)網(wǎng)指出智能牧場(chǎng)是以信息為基礎(chǔ)，利用傳感器及現(xiàn)代先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)，完整、準(zhǔn)確、及時(shí)的了解土地和作物、動(dòng)物的詳細(xì)數(shù)據(jù)，結(jié)合精確時(shí)空統(tǒng)計(jì)分析，及時(shí)迅速的做出決策的一種智能牧場(chǎng)管理系統(tǒng)。智能牧場(chǎng)是當(dāng)今世界畜牧業(yè)最富有吸引力的前沿課題之一，代表了21世紀(jì)全球畜牧業(yè)發(fā)展的方向，是畜牧業(yè)的一場(chǎng)革命，是面向21世紀(jì)畜牧業(yè)的新技術(shù)，對(duì)我國畜牧業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。

參考文獻(xiàn)

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