王穎 王清輝 劉亞丹 吳遠(yuǎn)堂 林星

[摘? ? 要]文章提出了一種基于云平臺(tái)的豬舍監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)在豬舍里安裝硬件感知層，通過(guò)它進(jìn)行豬舍的溫濕度、有害氣體和電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)，然后將這些數(shù)據(jù)通過(guò)有人云物聯(lián)網(wǎng)卡傳送到云服務(wù)器。在云服務(wù)器上進(jìn)行豬舍環(huán)境參數(shù)、通風(fēng)風(fēng)機(jī)和水簾電機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，并也可通過(guò)手機(jī)微信安裝的APP進(jìn)行監(jiān)控。該系統(tǒng)解決了當(dāng)前疫情條件下，由于很多中小型養(yǎng)豬場(chǎng)因?yàn)橐揽咳斯みM(jìn)行豬舍管理，豬場(chǎng)管理者在不進(jìn)入豬場(chǎng)的前提下無(wú)法實(shí)時(shí)掌握豬舍的工作情況。因此，該系統(tǒng)應(yīng)用在中小型的豬場(chǎng)豬舍監(jiān)控具有較好的應(yīng)用前景。

[關(guān)鍵詞]云平臺(tái);豬舍;傳感器

[中圖分類號(hào)]TP391.4 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）10–0–02

Pig House Monitoring System Based on Cloud Platform

Wang Ying，Wang Qing-hui，Liu Ya-dan，Wu Yuan-tang，Lin Xing

[Abstract]This article proposes a pig house monitoring system based on cloud platform. The system installs a hardware perception layer in the pig house， uses it to monitor the temperature and humidity of the pig house， harmful gases， and electrical equipment， and then transmits these data to the cloud server through the manned cloud IoT card. The remote monitoring of the environmental parameters of the pig house， the ventilation fan and the water curtain motor can be performed on the cloud server， and the monitoring can also be performed through the APP installed on the mobile phone WeChat. This system solves the current epidemic conditions. Because many small and medium-sized pig farms rely on manual pig house management， pig farm managers cannot grasp the working conditions of pig houses in real time without entering the pig farm. Therefore， the system has a good application prospect in the monitoring of small and medium-sized pig farms.

[Keywords]cloud platform; pig house; sensor

隨著3G、4G等高速移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和目前流行的云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展以及智能手機(jī)的普及，使得養(yǎng)豬場(chǎng)管理的遠(yuǎn)程監(jiān)控變得可行[1]。于我國(guó)現(xiàn)有大部分養(yǎng)殖場(chǎng)而言，牧畜分布較為廣泛，牧畜養(yǎng)殖仍然存在很多的中小型養(yǎng)殖場(chǎng)，其中的日常牧畜養(yǎng)殖過(guò)程中的舍欄管理和監(jiān)控還是以人工居多[2]。因此，在日常管理方面還是存在很多的不足，同時(shí)因?yàn)榉侵挢i瘟的防控，如果豬場(chǎng)管理者不是長(zhǎng)期居住在豬場(chǎng)里，那么為了防控疫情的需要，他要進(jìn)出豬場(chǎng)了解豬舍環(huán)境很不方便。目前已有的智能化物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)豬管理系統(tǒng)不管是其中的智能化大數(shù)據(jù)平臺(tái)還是智能化設(shè)施設(shè)備，對(duì)于中小型豬場(chǎng)來(lái)講價(jià)格仍然偏高，進(jìn)口設(shè)備的價(jià)格更高，導(dǎo)致推行困難。

針對(duì)這些情況，文章提出了基于云平臺(tái)豬舍監(jiān)控系統(tǒng)。通過(guò)安裝在豬舍里的硬件感知層進(jìn)行豬舍的溫濕度、有害氣體和電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)，然后將這些數(shù)據(jù)通過(guò)有人云物聯(lián)網(wǎng)卡傳送到云服務(wù)器進(jìn)行豬舍環(huán)境參數(shù)和電氣設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，并可通過(guò)手機(jī)安裝的App進(jìn)行監(jiān)控。解決了豬瘟疫情嚴(yán)重時(shí)，豬場(chǎng)管理者不方便進(jìn)入豬場(chǎng)豬舍也能實(shí)時(shí)掌握豬舍環(huán)境和電氣設(shè)備的工作情況。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)組成如圖1所示，該系統(tǒng)由3個(gè)部分構(gòu)成：硬件感知層、云服務(wù)器和用戶層。硬件感知層使用STC15F2K60S2[3]作為核心芯片，通過(guò)傳感器進(jìn)行豬舍環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)，使用ESP8266[4-6]模塊構(gòu)建局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總，然后通過(guò)有人云物聯(lián)網(wǎng)模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆品?wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，并可通過(guò)手機(jī)安裝的App進(jìn)行監(jiān)控。

1.1 硬件感知層

硬件感知層結(jié)構(gòu)如圖2所示，該層由多個(gè)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)和1個(gè)主節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)構(gòu)成。其中的節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)安裝在各個(gè)豬舍中，通過(guò)該系統(tǒng)完成每間豬舍的環(huán)境參數(shù)與電氣設(shè)備的監(jiān)控，然后通過(guò)ESP8266模塊和主節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行組網(wǎng)，將數(shù)據(jù)匯總到主節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中，主節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)通過(guò)有人云物聯(lián)網(wǎng)卡將收集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到云服務(wù)器，并能夠接收來(lái)至云服務(wù)器的控制命令，并將命令發(fā)送給各個(gè)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)豬舍里的電氣設(shè)備控制。

1.2 節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)

節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖3所示，由STC15F2K60S2單片機(jī)、溫濕度傳感器、氨氣檢測(cè)傳感器、ESP8266模塊和驅(qū)動(dòng)模塊等構(gòu)成。由溫濕度傳感器和氨氣檢測(cè)傳感器進(jìn)行豬舍的環(huán)境檢測(cè)，由驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行豬舍通風(fēng)風(fēng)機(jī)和水簾電機(jī)的控制。

1.3 主節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)

主節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖4所示，由STC15F2K60S2單片機(jī)、ESP8266模塊和有人云物聯(lián)網(wǎng)模塊等構(gòu)成。

1.4 云服務(wù)器

本次設(shè)計(jì)選用的云服務(wù)器為山東有人物聯(lián)網(wǎng)股份有限公司提供的有人云服務(wù)器，它提供了免費(fèi)快速搭建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，可以讓使用者無(wú)需開(kāi)發(fā)便可快速接入設(shè)備，零成本擁有平臺(tái)級(jí)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。該平臺(tái)支持多種終端協(xié)議，具備億級(jí)設(shè)備連接能力，輕松管理各地設(shè)備，使用通信設(shè)備免配置或者常用終端免配置進(jìn)行設(shè)備終端的連接。軟件界面如圖5所示，可以很方便地進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的管理和監(jiān)控。

2 主控設(shè)備軟件設(shè)計(jì)

主控設(shè)備是所有硬件設(shè)備的中樞，由節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)和主節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)構(gòu)成，完成所有傳感器的數(shù)據(jù)與電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆品?wù)器。其中節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)和主節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)流程圖如圖6所示。具體的節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)和主節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)流程圖的詳細(xì)展開(kāi)由于篇幅有限，不在這里介紹。

用戶層通過(guò)手機(jī)微信可添加有人云的云組態(tài)App。具體操作軟件界面如圖7所示。圖7（a）為云組態(tài)App軟件登入后的首頁(yè)圖，可以進(jìn)行報(bào)警統(tǒng)計(jì)和設(shè)備統(tǒng)計(jì)查看。圖7（b）為報(bào)警通知圖，可以在該界面具體查看哪些設(shè)備進(jìn)行了報(bào)警。圖7（c）為設(shè)備管理圖，可以進(jìn)行設(shè)備的查看。

3 結(jié)束語(yǔ)

文章提出基于有人科技云平臺(tái)的豬舍監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)安裝在豬舍里的節(jié)點(diǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行豬舍的溫濕度、有害氣體和電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)，然后將這些數(shù)據(jù)通過(guò)有人云物聯(lián)網(wǎng)卡傳送到云服務(wù)器進(jìn)行豬舍環(huán)境參數(shù)、通風(fēng)風(fēng)機(jī)和水簾電機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，并可通過(guò)手機(jī)安裝的App進(jìn)行監(jiān)控。該系統(tǒng)解決了當(dāng)前疫情條件下，中小型養(yǎng)豬場(chǎng)因?yàn)橐揽咳斯す芾碡i舍，豬場(chǎng)管理者在不進(jìn)入豬舍的前提下也能實(shí)時(shí)掌握豬舍的環(huán)境和電氣設(shè)備的工作情況。

參考文獻(xiàn)

[1] 任興旺.我國(guó)農(nóng)業(yè)虛擬產(chǎn)業(yè)集群平臺(tái)構(gòu)建及其協(xié)同發(fā)展機(jī)制研究[D].青島：青島科技大學(xué)，2019.

[2] 金偉康，黃振港，黎俊宏，等.基于物聯(lián)網(wǎng)的生豬飼養(yǎng)管理系統(tǒng)[J].信息通信，2020（7）：34.

[3] 賴義漢，王清輝，溫發(fā)林.單片機(jī)原理及其應(yīng)用─基于STC15系列單片機(jī)+C51編程[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2016.

[4] DA Martillano. Android-Based Smart Power Outlet Switching Device Using ESP8266 Enabled WiFi Module[J]. Advances in Computer Networks，2018，6（1）：61-65.

[5] 鞏建學(xué).ESP8266使用技巧[J].數(shù)字化用戶，2019，25（27）：9.

[6] 沈華剛，呂剛磊.基于ESP8266串口WiFi的智能插座關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)[J].河南科技，2019（8）：17-19.