基于云平臺的豬舍監控系統

王穎 王清輝 劉亞丹 吳遠堂 林星

[摘? ? 要]文章提出了一種基于云平臺的豬舍監控系統。該系統在豬舍里安裝硬件感知層，通過它進行豬舍的溫濕度、有害氣體和電氣設備的監測，然后將這些數據通過有人云物聯網卡傳送到云服務器。在云服務器上進行豬舍環境參數、通風風機和水簾電機的遠程監控，并也可通過手機微信安裝的APP進行監控。該系統解決了當前疫情條件下，由于很多中小型養豬場因為依靠人工進行豬舍管理，豬場管理者在不進入豬場的前提下無法實時掌握豬舍的工作情況。因此，該系統應用在中小型的豬場豬舍監控具有較好的應用前景。

[關鍵詞]云平臺;豬舍;傳感器

[中圖分類號]TP391.4 [文獻標志碼]A [文章編號]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等高速移動互聯網絡和目前流行的云計算、物聯網等技術的發展以及智能手機的普及，使得養豬場管理的遠程監控變得可行[1]。于我國現有大部分養殖場而言，牧畜分布較為廣泛，牧畜養殖仍然存在很多的中小型養殖場，其中的日常牧畜養殖過程中的舍欄管理和監控還是以人工居多[2]。因此，在日常管理方面還是存在很多的不足，同時因為非洲豬瘟的防控，如果豬場管理者不是長期居住在豬場里，那么為了防控疫情的需要，他要進出豬場了解豬舍環境很不方便。目前已有的智能化物聯網養豬管理系統不管是其中的智能化大數據平臺還是智能化設施設備，對于中小型豬場來講價格仍然偏高，進口設備的價格更高，導致推行困難。

針對這些情況，文章提出了基于云平臺豬舍監控系統。通過安裝在豬舍里的硬件感知層進行豬舍的溫濕度、有害氣體和電氣設備的監測，然后將這些數據通過有人云物聯網卡傳送到云服務器進行豬舍環境參數和電氣設備的遠程監控，并可通過手機安裝的App進行監控。解決了豬瘟疫情嚴重時，豬場管理者不方便進入豬場豬舍也能實時掌握豬舍環境和電氣設備的工作情況。

1 系統結構

系統組成如圖1所示，該系統由3個部分構成：硬件感知層、云服務器和用戶層。硬件感知層使用STC15F2K60S2[3]作為核心芯片，通過傳感器進行豬舍環境參數監測，使用ESP8266[4-6]模塊構建局域網進行數據匯總，然后通過有人云物聯網模塊將數據傳輸到云服務器進行遠程監控，并可通過手機安裝的App進行監控。

1.1 硬件感知層

硬件感知層結構如圖2所示，該層由多個節點系統和1個主節點系統構成。其中的節點系統安裝在各個豬舍中，通過該系統完成每間豬舍的環境參數與電氣設備的監控，然后通過ESP8266模塊和主節點系統進行組網，將數據匯總到主節點系統中，主節點系統通過有人云物聯網卡將收集到的數據發送到云服務器，并能夠接收來至云服務器的控制命令，并將命令發送給各個節點系統實現豬舍里的電氣設備控制。

1.2 節點系統

節點系統的結構如圖3所示，由STC15F2K60S2單片機、溫濕度傳感器、氨氣檢測傳感器、ESP8266模塊和驅動模塊等構成。由溫濕度傳感器和氨氣檢測傳感器進行豬舍的環境檢測，由驅動模塊進行豬舍通風風機和水簾電機的控制。

1.3 主節點系統

主節點系統的結構如圖4所示，由STC15F2K60S2單片機、ESP8266模塊和有人云物聯網模塊等構成。

1.4 云服務器

本次設計選用的云服務器為山東有人物聯網股份有限公司提供的有人云服務器，它提供了免費快速搭建物聯網系統，可以讓使用者無需開發便可快速接入設備，零成本擁有平臺級的物聯網系統。該平臺支持多種終端協議，具備億級設備連接能力，輕松管理各地設備，使用通信設備免配置或者常用終端免配置進行設備終端的連接。軟件界面如圖5所示，可以很方便地進行物聯網設備的管理和監控。

2 主控設備軟件設計

主控設備是所有硬件設備的中樞，由節點系統和主節點系統構成，完成所有傳感器的數據與電氣設備的監測并將數據傳輸到云服務器。其中節點系統和主節點系統流程圖如圖6所示。具體的節點系統和主節點系統流程圖的詳細展開由于篇幅有限，不在這里介紹。

用戶層通過手機微信可添加有人云的云組態App。具體操作軟件界面如圖7所示。圖7（a）為云組態App軟件登入后的首頁圖，可以進行報警統計和設備統計查看。圖7（b）為報警通知圖，可以在該界面具體查看哪些設備進行了報警。圖7（c）為設備管理圖，可以進行設備的查看。

3 結束語

文章提出基于有人科技云平臺的豬舍監控系統。該系統通過安裝在豬舍里的節點子系統進行豬舍的溫濕度、有害氣體和電氣設備的監測，然后將這些數據通過有人云物聯網卡傳送到云服務器進行豬舍環境參數、通風風機和水簾電機的遠程監控，并可通過手機安裝的App進行監控。該系統解決了當前疫情條件下，中小型養豬場因為依靠人工管理豬舍，豬場管理者在不進入豬舍的前提下也能實時掌握豬舍的環境和電氣設備的工作情況。

參考文獻

[1] 任興旺.我國農業虛擬產業集群平臺構建及其協同發展機制研究[D].青島：青島科技大學，2019.

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

[3] 賴義漢，王清輝，溫發林.單片機原理及其應用─基于STC15系列單片機+C51編程[M].成都：西南交通大學出版社，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.ESP8266使用技巧[J].數字化用戶，2019，25（27）：9.

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