顏玉松,王元靖,何少鵬,肖 建

(1.南京郵電大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院、人工智能學(xué)院,江蘇 南京 210023;2.南京郵電大學(xué) 集成電路科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇 南京 210023)

0 引 言

豬肉作為中國(guó)人最喜愛(ài)的肉類(lèi)之一,是人們?nèi)粘Ｉ钪兄匾娜忸?lèi)來(lái)源[1]。然而近些年豬肉價(jià)格的波動(dòng)使得社會(huì)中出現(xiàn)了“吃不起豬肉”的聲音,究其原因是豬肉供給出現(xiàn)嚴(yán)重不足。與已實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)達(dá)國(guó)家相比,中國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)存在資源利用率低、自動(dòng)化和智能化程度不足等問(wèn)題[2]。為了響應(yīng)“感知中國(guó)”的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略,“設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”就成了改善國(guó)內(nèi)養(yǎng)豬現(xiàn)狀的關(guān)鍵措施[3]。

在豬場(chǎng)養(yǎng)殖過(guò)程中,種豬的身體健康狀況備受重視,體溫是表現(xiàn)動(dòng)物健康狀況的最直接、最重要的參數(shù)[4]。此外,種豬感染一些疾病的最初跡象通常是發(fā)燒和運(yùn)動(dòng)減少[5],因此針對(duì)種豬體溫的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是必要的。目前國(guó)內(nèi)外許多相關(guān)人員先后開(kāi)展了針對(duì)種豬體溫實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)和研究。Wu Y等[6]提出以51單片機(jī)為主控,基于紅外測(cè)溫模塊對(duì)豬的體溫進(jìn)行非接觸式測(cè)量。Krizanac等[7]采用帶有溫度探頭的氣管并將其插入豬呼吸道進(jìn)行體溫測(cè)量,可以獲得更精確的體溫?cái)?shù)據(jù)。以上兩種豬體溫測(cè)量方式雖然都在一定程度上減少了人力勞動(dòng)、時(shí)間、成本等資源消耗,但都不具備遠(yuǎn)程云端實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)種豬體溫的功能,無(wú)法做到疾病等緊急情況的提前預(yù)防。此外如果養(yǎng)豬場(chǎng)規(guī)模較大,種豬數(shù)量較多,應(yīng)用這兩種方式仍需要消耗大量人工成本。針對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)豬體溫問(wèn)題,胡宜敏等[8]提出一種基于Zigbee的豬體溫測(cè)量系統(tǒng),利用貼片式溫度傳感器采集種豬溫度數(shù)據(jù)并通過(guò)路由器和協(xié)調(diào)器等設(shè)備將數(shù)據(jù)上傳至Tomcat服務(wù)器,可供用戶(hù)遠(yuǎn)程瀏覽數(shù)據(jù)。但Zigbee的衍射能力弱、穿墻能力差[9],在養(yǎng)豬場(chǎng)墻壁較多的復(fù)雜環(huán)境中使用效果較差。柏廣宇等[10]提出基于MLX90614和CC2430的母豬體溫實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng),通過(guò)MLX90614紅外傳感器輸出溫度信號(hào),CC2430處理溫度信號(hào)并發(fā)送至網(wǎng)關(guān)。但這種方式的有效通信距離僅有30 m,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以覆蓋大面積的養(yǎng)豬場(chǎng)規(guī)模,如果要實(shí)現(xiàn)全范圍覆蓋需要消耗大量的資源去搭建相關(guān)網(wǎng)絡(luò),并且對(duì)通信系統(tǒng)的功耗和可靠性都增大了挑戰(zhàn)。

針對(duì)當(dāng)前種豬體溫測(cè)量方法的局限性,該文研究了基于LoRa技術(shù)的低功耗通信網(wǎng)絡(luò)策略,設(shè)計(jì)了基于國(guó)產(chǎn)低功耗芯片的體溫?cái)?shù)據(jù)測(cè)量和傳輸節(jié)點(diǎn),并依靠阿里云服務(wù)器建立種豬體溫?cái)?shù)據(jù)監(jiān)測(cè)網(wǎng)站,供用戶(hù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理。該系統(tǒng)具有低成本、低功耗、低延遲、高精度、覆蓋范圍廣等優(yōu)勢(shì),可應(yīng)用于多種規(guī)模的養(yǎng)豬場(chǎng),為種豬合理健康養(yǎng)殖提供自動(dòng)化、智能化與科學(xué)化的解決方案,給未來(lái)種豬體溫監(jiān)測(cè)研究提供新的前進(jìn)方向。

1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于LoRa技術(shù)的低功耗種豬體溫云平臺(tái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由溫度采集層、數(shù)據(jù)傳輸層和后臺(tái)應(yīng)用層3個(gè)部分組成,系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

溫度采集層由若干個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)組成,每個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一頭種豬。監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的運(yùn)行方案進(jìn)行工作,把采集的溫度數(shù)據(jù)和種豬編號(hào)按照特定協(xié)議同時(shí)發(fā)送給網(wǎng)關(guān);網(wǎng)關(guān)利用4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)器;服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析并允許用戶(hù)通過(guò)PC端或移動(dòng)端在線遠(yuǎn)程訪問(wèn)。

2 系統(tǒng)硬件及通信方案設(shè)計(jì)

2.1 監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

考慮到種豬配戴監(jiān)測(cè)設(shè)備過(guò)程中可能出現(xiàn)影響其正?；顒?dòng)和設(shè)備無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間正常工作的不良情況,系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中始終嚴(yán)格遵循體積小、低功耗的要求。每個(gè)獨(dú)立的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)由國(guó)產(chǎn)LP5100低功耗芯片、ADT7320溫度傳感器、LoRa通信模塊和AN9520陶瓷天線組成(見(jiàn)圖2),具有種豬體溫?cái)?shù)據(jù)采集、種豬個(gè)體編號(hào)和數(shù)據(jù)無(wú)限通信的功能。此外,電源選用容量為2 200 mAh,電壓為3.7 V的小體積鋰電池,滿(mǎn)足系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間的工作需求。

圖2 監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)硬件組成

ADT7320溫度傳感器與LP5100主控芯片通過(guò)SPI協(xié)議連接,主控芯片在獲取體溫?cái)?shù)據(jù)后會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)的通信協(xié)議格式重新打包體溫?cái)?shù)據(jù)和種豬編號(hào)并通過(guò)LoRa模塊定時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)到網(wǎng)關(guān)。

在監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)中,溫度傳感器的選擇是至關(guān)重要的。本次選用的ADT7320溫度傳感器面積僅為4 mm×4 mm,大大節(jié)省了PCB板的空間。此外其具有±0.25℃的溫度精度和超低功耗的特性,在很大程度上確保了體溫?cái)?shù)據(jù)的真實(shí)性,延長(zhǎng)了系統(tǒng)工作時(shí)間,能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間精確測(cè)量種豬體溫的需求。此外,為了更好地控制ADT7320傳感器的使用時(shí)間以減少不必要的功耗,系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用LP5100芯片實(shí)時(shí)控制帶使能端的TPS7A0230(見(jiàn)圖3)線性穩(wěn)壓器開(kāi)啟和關(guān)斷的方案,對(duì)ADT7320(見(jiàn)圖4)傳感器的供電進(jìn)行管理。

圖3 TPS7A0230電路圖

圖4 ADT7320電路圖

2.2 通信方案設(shè)計(jì)

低功耗廣域網(wǎng)(Low Power Wide Area Network,LPWAN)技術(shù)是一種革命性的物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線接入新技術(shù),與Wi-Fi、藍(lán)牙、ZigBee等現(xiàn)有成熟商用的無(wú)線技術(shù)相比,具有遠(yuǎn)距離、低功耗、低成本、覆蓋容量大等優(yōu)點(diǎn)[11],而該系統(tǒng)選用的LoRa技術(shù)更是LPWAN中發(fā)展比較快、相對(duì)比較成熟的技術(shù)[12],具有廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景。LoRa采用星型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),與網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相比,它是具有最低延遲、最簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),因此設(shè)計(jì)人員可以最大程度地實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)距離的通信與更低的功耗[13]。經(jīng)過(guò)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果可知,即使是在復(fù)雜的多墻壁廠房環(huán)境內(nèi)也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、低功耗、低延時(shí)的數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸。此外,系統(tǒng)還采用AN9520陶瓷天線來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化通信效果。這種陶瓷天線具有體積小、抗干擾能力強(qiáng)、高靈敏度等優(yōu)點(diǎn),滿(mǎn)足系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)需求。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)溫度測(cè)量與數(shù)據(jù)通信設(shè)計(jì)、通信數(shù)據(jù)幀格式設(shè)計(jì)和網(wǎng)關(guān)服務(wù)器設(shè)計(jì)三個(gè)部分。

3.1 監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)工作流程設(shè)計(jì)

為了最大程度地降低功耗、延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命,系統(tǒng)以各模塊對(duì)應(yīng)的睡眠或關(guān)斷模式為主要工作狀態(tài)[14]。在非測(cè)量周期內(nèi)LP5100芯片進(jìn)入睡眠狀態(tài),ADT7320因受TPS7A0230輸出影響而斷電關(guān)斷,LoRa則進(jìn)入深度休眠模式,整個(gè)系統(tǒng)處于低功耗運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)入測(cè)量周期時(shí),LP5100芯片被喚醒進(jìn)入正常工作狀態(tài)并恢復(fù)ADT7320供電,LP5100與ADT7320以SPI方式進(jìn)行通信并獲取溫度數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)打包完成后恢復(fù)LoRa正常工作狀態(tài)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)。測(cè)量周期和非測(cè)量周期是連續(xù)的,共同組成了監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的整個(gè)工作過(guò)程。具體軟件流程如圖5所示。

圖5 單個(gè)監(jiān)測(cè)模塊軟件設(shè)計(jì)流程

3.2 通信數(shù)據(jù)幀格式設(shè)計(jì)

由于LoRa網(wǎng)絡(luò)的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是多對(duì)一的傳輸方式,即多個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)向同一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。因此,為了區(qū)分不同種豬的體溫?cái)?shù)據(jù),需要對(duì)每頭種豬進(jìn)行特殊編號(hào),這就需要設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)有效的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。

該系統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)編碼選用ISO-8859-1格式。該編碼是單字節(jié)編碼,其編碼范圍是0x00-0xFF,可以用多位編碼代表種豬編號(hào)和一位編碼代表體溫?cái)?shù)據(jù),滿(mǎn)足系統(tǒng)表示和儲(chǔ)存多頭種豬編號(hào)和多組體溫?cái)?shù)據(jù)的需求。使用ISO-8859-1編碼格式通信可以明顯縮短發(fā)送時(shí)間,減少發(fā)送功耗,保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?符合系統(tǒng)通信的整體要求。

待發(fā)送的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)幀頭、種豬編號(hào)、若干個(gè)體溫?cái)?shù)據(jù)和數(shù)據(jù)幀尾四部分組成。幀頭和幀尾是固定不變的,用于檢查待發(fā)送數(shù)據(jù)的完整性和識(shí)別接收數(shù)據(jù)的身份。種豬編號(hào)可由數(shù)字、字母或特殊符號(hào)組成,用于特殊標(biāo)識(shí)種豬個(gè)體。由于系統(tǒng)采用多次體溫測(cè)量并同時(shí)發(fā)送的方案,因此待發(fā)送數(shù)據(jù)中應(yīng)包含多個(gè)體溫?cái)?shù)據(jù),這些體溫?cái)?shù)據(jù)按照時(shí)間順序依次排列。具體通信數(shù)據(jù)幀格式如表1所示。

表1 通信數(shù)據(jù)幀格式

3.3 LoRa網(wǎng)關(guān)與云平臺(tái)服務(wù)器軟件設(shè)計(jì)

LoRa網(wǎng)關(guān)與云平臺(tái)服務(wù)器設(shè)計(jì)主要包括了接收數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存兩個(gè)部分,均在Eclipse IDE開(kāi)發(fā)環(huán)境下使用Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)。

(1)接收數(shù)據(jù)。LoRa網(wǎng)關(guān)采用TCP/IP通信協(xié)議。為了接收LoRa網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù),服務(wù)端采用基于Java Socket套接字編寫(xiě)的數(shù)據(jù)接收軟件創(chuàng)建Socket套接字,監(jiān)聽(tīng)服務(wù)器的約定端口是否有連接請(qǐng)求,雙方建立連接后通過(guò)打開(kāi)連接到Socket的輸入/輸出流,按照一定的協(xié)議對(duì)Socket進(jìn)行讀/寫(xiě),從而完成從LoRa網(wǎng)關(guān)接收數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)客戶(hù)端和服務(wù)端之間的持續(xù)連接,選擇使用多線程編程,通過(guò)死循環(huán)開(kāi)啟Socket連接實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)連接,將一個(gè)客戶(hù)端連接單獨(dú)放到一個(gè)線程中處理消息的接收,直到接收到關(guān)閉連接指令結(jié)束線程。

(2)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存。選用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。使用Java的JDBC連接到數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)對(duì)接收到的信息進(jìn)行解析,將信息分類(lèi)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中,方便信息管理和查詢(xún)。

服務(wù)端工作的主要流程如圖6所示。

圖6 服務(wù)端工作流程

4 系統(tǒng)測(cè)試

系統(tǒng)實(shí)際在某養(yǎng)豬場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集,隨機(jī)選用30頭身體狀況健康的種豬為試驗(yàn)對(duì)象,試驗(yàn)周期為5天。單個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)實(shí)物圖如圖7所示。

圖7 監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)實(shí)物圖

4.1 系統(tǒng)安裝方案

Tabuaciri P等[15]研究豬的耳根、耳尖、眼睛和上頸部到臀部區(qū)域表面溫度與直腸溫度之間的關(guān)系并得出耳根表面溫度是最接近直腸溫度的區(qū)域。因此,為了采集更精準(zhǔn)的溫度數(shù)據(jù),系統(tǒng)選擇將監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)固定在種豬耳朵根部附近,使ADT7320溫度傳感器緊貼耳根位置。將LoRa網(wǎng)關(guān)安裝在廠房?jī)?nèi)的高處以減少通信過(guò)程中的墻壁等物體對(duì)信號(hào)的遮擋和屏蔽,增大通信傳輸距離。

4.2 體溫?cái)?shù)據(jù)采集測(cè)試

系統(tǒng)按照每20 s采集一次體溫?cái)?shù)據(jù),每10 min發(fā)送一次數(shù)據(jù)的頻率進(jìn)行工作。任意選擇3頭種豬作為監(jiān)測(cè)對(duì)象,隨機(jī)選取一天并將它們的體溫?cái)?shù)據(jù)按種豬編號(hào)繪制,如圖8所示。限于篇幅關(guān)系,將數(shù)據(jù)顯示的時(shí)間單位改為每小時(shí),每小時(shí)的體溫?cái)?shù)據(jù)為該小時(shí)內(nèi)的所有測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值。

圖8 3頭種豬一天內(nèi)體溫變化曲線

隨機(jī)選取一天內(nèi)五個(gè)不連續(xù)的時(shí)間點(diǎn)對(duì)種豬進(jìn)行人工測(cè)溫。將人工測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)與該系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,得到系統(tǒng)測(cè)量體溫的準(zhǔn)確率,具體數(shù)值如表2所示。

從表2可以看出,系統(tǒng)測(cè)溫準(zhǔn)確率穩(wěn)定在99%左右,可以準(zhǔn)確、及時(shí)地反映出被測(cè)種豬的體溫變化情況。

表2 體溫測(cè)量結(jié)果對(duì)比

4.3 數(shù)據(jù)通信測(cè)試

通信測(cè)試場(chǎng)所選擇在養(yǎng)豬場(chǎng)內(nèi)部。為了方便測(cè)試,將系統(tǒng)采集與發(fā)送頻率分別設(shè)置為5 s測(cè)量一次和10 s發(fā)送一次,即10 s發(fā)送兩個(gè)體溫?cái)?shù)據(jù)。選擇5個(gè)與LoRa網(wǎng)關(guān)相距不同的測(cè)試地點(diǎn),每次測(cè)試時(shí)長(zhǎng)為5 min即發(fā)送30次,測(cè)試結(jié)果如表3所示

表3 數(shù)據(jù)通信測(cè)試結(jié)果

從表3可以看出,該系統(tǒng)在150 m范圍內(nèi)均可實(shí)現(xiàn)零誤差的高效率通信,后續(xù)仍可通過(guò)降低空速、提高發(fā)射功率等方式增大數(shù)據(jù)傳輸距離。

4.4 功耗測(cè)試

利用EMK8505+型號(hào)μA低功耗功率分析儀對(duì)系統(tǒng)整體功耗進(jìn)行精確分析。分別測(cè)試以下四種情形:①監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)正常休眠狀態(tài);②單次體溫測(cè)量過(guò)程;③發(fā)送一次完整數(shù)據(jù)(該數(shù)據(jù)包含30個(gè)體溫?cái)?shù)據(jù)、種豬編號(hào)等)過(guò)程;④監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)正常不間斷工作2.45小時(shí)。上述四種情形下的測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果如表4所示。

表4 四種情形的功耗測(cè)試結(jié)果

情形①、②、③組成了監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的基本工作內(nèi)容。從表4可以看出,在監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)工作過(guò)程中情形③的功耗較高,這是由于一次性發(fā)送數(shù)據(jù)較多造成的,但發(fā)送持續(xù)時(shí)間較短且發(fā)送頻率不高所以對(duì)該系統(tǒng)而言不會(huì)造成太多的功耗浪費(fèi),即系統(tǒng)依舊可以保證長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。

4.5 云平臺(tái)監(jiān)測(cè)測(cè)試

用戶(hù)可以使用PC端或移動(dòng)端登錄云平臺(tái)監(jiān)測(cè)網(wǎng)站實(shí)時(shí)查看所有被監(jiān)測(cè)種豬的體溫?cái)?shù)據(jù),網(wǎng)站部分界面如圖9所示。

圖9 云平臺(tái)監(jiān)測(cè)網(wǎng)頁(yè)端顯示(溫度可視化部分)

網(wǎng)頁(yè)顯示單頭種豬體溫?cái)?shù)據(jù)的變化情況,橫坐標(biāo)為時(shí)間,縱坐標(biāo)為體溫?cái)?shù)據(jù)。用戶(hù)可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)左上角的下拉框選擇種豬編號(hào)來(lái)查看對(duì)應(yīng)種豬的體溫?cái)?shù)據(jù),此外用戶(hù)還可以將溫度導(dǎo)出成csv文件。測(cè)試結(jié)果表明,云平臺(tái)網(wǎng)頁(yè)端可以正常顯示測(cè)得的種豬數(shù)據(jù)并將其可視化供用戶(hù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

5 結(jié)束語(yǔ)

設(shè)計(jì)了以國(guó)產(chǎn)LP5100低功耗芯片,ADT7320溫度傳感器和LoRa模塊為核心的低功耗種豬體溫云平臺(tái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。將監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)固定在種豬耳朵上即可正常工作,以設(shè)定的時(shí)間間隔采集和發(fā)送體溫等數(shù)據(jù)至網(wǎng)關(guān),在服務(wù)器后端解析完數(shù)據(jù)后可供用戶(hù)遠(yuǎn)程在線瀏覽。

系統(tǒng)依靠高精度ADT7320溫度傳感器能夠準(zhǔn)確采集種豬體溫?cái)?shù)據(jù),確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果顯示(圖8),系統(tǒng)能夠真實(shí)快速地反映一天內(nèi)種豬體溫的變化趨勢(shì),有利于用戶(hù)對(duì)種豬身體狀況做出及時(shí)正確的判斷。此外,系統(tǒng)使用LoRa網(wǎng)絡(luò)有效解決了數(shù)據(jù)傳輸距離短、抗干擾能力弱、數(shù)據(jù)丟失率高等通信問(wèn)題,極大地?cái)U(kuò)展了系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景,能夠在復(fù)雜的養(yǎng)豬場(chǎng)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)低誤差、低延遲、遠(yuǎn)距離的高效率通信。但網(wǎng)關(guān)與監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)之間存在障礙物依舊會(huì)導(dǎo)致通信距離下降,因此如何減輕障礙物對(duì)通信質(zhì)量的影響是未來(lái)研究種豬體溫監(jiān)測(cè)中需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。

依靠LP5100低功耗芯片和ADT7320及LoRa的低功耗或關(guān)斷模式,系統(tǒng)能夠以極低的功耗進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的正常工作。但由于系統(tǒng)需要鋰電池供電,導(dǎo)致監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)需要攜帶電池一同安裝在豬耳上,這無(wú)疑增加了節(jié)點(diǎn)的占用空間和整體重量,后續(xù)擬采用體積更小的電池替代現(xiàn)有電池以減輕相關(guān)負(fù)擔(dān)。