基于物聯網的掌上智能智控雞舍設計簡析

陳創業 陳蕊 胡天讓 張旭紅 李先山 孔祥 陳立濤

摘? 要：基于物聯網技術設計的掌上智能智控雞舍系統，能夠解決雞舍管理中環境監測不及時的問題。本文對掌上智能智控雞舍進行軟件與硬件兩部分監測，并對功能實現的原理進行闡述，以幫助解決雞舍內環境管理中的人員不足問題，使雞舍內部環境監測更加精準。

關鍵詞：物聯網;智能智控雞舍;壓力傳感器

中圖分類號：S815.5 文獻標志碼：C 文章編號：1001-0769（2021）06-0072-

1? 系統功能描述

掌上智能智控雞舍系統是一個基于物聯網的實時監測雞舍內環境的溫度、相對濕度以及有害氣體濃度的監控系統，由硬件模塊和軟件模塊組成。

該系統通過監測與調控雞舍內的環境，能夠保障雞群生長環境的溫度和相對濕度達到最適宜的狀態;此外，該系統也能自動調控雞舍內環境中的電機設備，確保其在使用過程中能夠發揮正常的功能[1]。該系統同時還能監控雞舍內環境中的噪聲等，監測母雞的產蛋情況、雞舍內部各類設備的運營狀態，最終在管理中能夠通過遠程掌上操控實時動態了解雞舍內環境的各項參數。

2? 硬件模塊設計

2.1 核心控制

在設計硬件模塊時，用STM32單片機完成核心控制部分的設計，通過嵌入式系統操作，控制整個硬件模塊的功能及其傳輸狀況，具有響應速度快和使用過程中單片機電能消耗低的特點。核心控制部分是掌上智能智控雞舍設計中最關鍵的部分，硬件模塊設計和軟件模塊設計都需要在此基礎上進行。

2.2 供電

在設計掌上智能智控雞舍系統的硬件模塊時采用兩個供電模塊：其中一個為整體硬件供電，使硬件系統在運行中能擁有足夠穩定的電能，便于完成日常運轉;另一個采用5 V電源，單獨向單片機供電，目的是為確保核心控制單片機能夠正常運營，避免因為斷電等原因導致內部數據丟失。在設計向總硬件設備供電的電源時，采用220 V電源，以便能更加便捷地向所設計的掌上智能智控雞舍中的設備供電，同時在使用過程中可減少供電因素造成的功能故障。

2.3 傳感器

對雞舍內環境的監測主要是通過傳感器實現的，在設計掌上智能智控雞舍的傳感器時，重點使用三種傳感器，分別是水位傳感器、壓力傳感器和噪聲傳感器。水位傳感器能夠通過液體液位的變化發出信號，在向單片機完成信號傳輸后，對控制系統提供監測數據[2]。壓力傳感器則是通過特殊的構造計量雞舍中母雞的產蛋量。噪聲傳感器在功能實現上通常與壓力傳感器類似，即當噪聲達到一定值時，能夠轉化為數據，并實時傳輸，監測雞舍內環境中的噪聲。雞舍內環境如果出現嚴重的噪聲，表示存在異常。噪聲傳感器能夠直接輸出噪聲數據，從而被管理人員察覺，進而達到能夠在第一時間排查雞舍內環境中所存在的危險因素的目的。

3? 軟件模塊的設計

3.1 實時環境監測

實時環境監測主要通過數據庫信息采集雞舍內部環境中的數據，通過控制線路向單片機傳輸數據，從而完成環境的動態監測。在軟件環境中，不同顏色的數據代表不同的監測狀態，例如，在檢測水位時，如果水位處于合理的標準范圍內，則提交的監視數據以灰色狀態顯示;如果水位達到了上下限值，則提交的監視數據以紅色狀態出現，用于提醒雞舍管理人員是時候調整水位了。通過軟件程序匯編實現對環境的監測，能夠間隔一段時間更新并上傳數據，在對更新的數據與標準數據進行分析對比后，確定環境內部是否存在不合理的因素。至于設備使用過程中存在的問題，例如，開啟或關閉狀態，軟件控制系統也能夠發出信號指令進行實時調整。

3.2 實時數據顯示

動態環境監測系統在得到環境中的各項數據后，主要通過內部的數據處理實現數據的實時顯示，顯示內容包括數據的動態值以及其是否超出閥值。所顯示的數據，是通過分析不同類型的數據進行分類，能確保在數據的顯示過程中不會出現錯亂，雞舍管理人員也能更快速地觀察和分析數據。

3.3 自動化設備控制

掌上智能智控雞舍系統的手機APP多終端監控能夠實時監測雞舍內環境中所監測到的各項信息或數據，包括雞舍內環境的水位、噪聲等信息，也能夠分析雞舍內的產蛋量，管理人員可通過分析所得到的結果控制母雞的產蛋量[3]。至于自動化設備的控制，在設計系統軟件時，會有針對性地選擇雞舍內部自動化設備的具體數量，以確保每個自動化設備都處于系統控制范圍內，自動化設備使用的各項數據也能夠通過設備內部傳輸進行實時動態地反映與監測。手機APP多終端監控操作設計見圖1。

用手機APP多終端監控控制自動化設備時，采用WiFi進行遠程數據傳輸，進行參數實時動態接收和遠程控制操作。雞舍內部自動化設備與網絡系統連接后進行控制，在網絡系統覆蓋范圍內，能夠完成數據參數的實時有效監測。

4? 結語

基于物聯網技術所構建的掌上智能智控雞舍系統，將采集的數據實現遠程傳輸及手機APP多終端監控，不受時空地域限制，實現溫度、濕度、空氣等參數的遠程控制。能夠實時更新雞舍內環境參數以及母雞的產蛋量，從而降低勞動成本，提高管理人員對雞舍的管理水平，進一步提高養禽業的生產效益。

參考文獻

[1]王亞. 基于物聯網的肉雞養殖技術應用與研究[J]. 無線互聯科技，2020（17）：12-13.

[2]羅雯馨，謝敏儀，石秀茹，等. 智控手衛生物聯網系統在提高ICU護士手衛生依從性中的應用[J]. 當代護士：中旬刊，2020（1）：112-113.

[3]李光元，黃偉，于洪文，等. 基于物聯網控制的太陽能+空氣源熱泵的采暖系統研究[J]. 節能，2019（6）：53-56.