雞養(yǎng)殖環(huán)境信息感知系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雞養(yǎng)殖環(huán)境信息感知系統(tǒng)，包括微處理器，與微處理器連接的電源、時鐘電路、存儲器以及養(yǎng)殖環(huán)境傳感器，所述養(yǎng)殖環(huán)境傳感器包含：空氣溫濕度傳感器、光照強度傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、CO2濃度傳感器、NH3濃度傳感器、H2S濃度傳感器、粉塵濃度傳感器，所述微處理器連接有復(fù)位電路、高低頻晶振及定義好的標準輸入I/O口。與現(xiàn)有技術(shù)相比，其能夠?qū)崟r感知雞養(yǎng)殖環(huán)境信息，并將數(shù)據(jù)上傳，可為養(yǎng)殖者提供數(shù)據(jù)，并輔助養(yǎng)殖者進行雞養(yǎng)殖，具有感知參數(shù)齊全、節(jié)點布設(shè)方便、監(jiān)測效果好的優(yōu)點。
【專利說明】雞養(yǎng)殖環(huán)境信息感知系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及雞養(yǎng)殖環(huán)境信息感知系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]農(nóng)業(yè)信息化是人類在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動和社會實踐中，通過普遍地采用以通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)等為主要內(nèi)容的高新技術(shù)，更加充分有效地開發(fā)和利用農(nóng)業(yè)信息資源，推動農(nóng)業(yè)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)村社會進步的過程。農(nóng)業(yè)信息化是農(nóng)業(yè)全過程的信息化，是建設(shè)“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全”可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的迫切要求?；谖锫?lián)網(wǎng)的雞產(chǎn)業(yè)鏈信息感知系統(tǒng)，擬充分利用物聯(lián)網(wǎng)透徹感知技術(shù)，建立養(yǎng)殖、存儲、加工、運輸及銷售的無縫信息感知系統(tǒng)，為雞產(chǎn)業(yè)鏈的信息化管理、標準化種、質(zhì)量安全溯源及政府宏觀監(jiān)管提供條件。
[0003]雞舍是雞養(yǎng)殖的物質(zhì)基礎(chǔ)，直接影響著雞生長發(fā)育和產(chǎn)肉量的形成，雞舍環(huán)境的優(yōu)劣直接影響著雞肉產(chǎn)品的質(zhì)量和安全。雞舍環(huán)境信息是雞生長的重要因素，直接影響雞養(yǎng)殖物養(yǎng)殖的適宜度和肉產(chǎn)品產(chǎn)量。綜合分析影響雞生長的環(huán)境因素，養(yǎng)殖階段需要感知的信息包括雞舍(雞舍序號、大小、形狀及面積等)、光照強度、風(fēng)速風(fēng)向、二氧化碳濃度、硫化氫濃度、氨氣濃度、粉塵濃度及氣候環(huán)境等信息。養(yǎng)殖環(huán)節(jié)需感知信息中，有些信息可以自動檢測，而有些信息需要借助信息化手段人工提交。其中，需實時在線監(jiān)測的因素包括空氣溫濕度、光照強度、風(fēng)速風(fēng)向、CO2濃度、NH3濃度、H2S濃度、粉塵濃度值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型針對以上不足之處，提供了一種雞養(yǎng)殖環(huán)境信息感知系統(tǒng)，其能夠?qū)崟r監(jiān)測養(yǎng)殖環(huán)境信息，并將數(shù)據(jù)上傳，為養(yǎng)殖者提供數(shù)據(jù)，輔助養(yǎng)殖者進行雞養(yǎng)殖，具有參數(shù)齊全、節(jié)點布設(shè)方便、監(jiān)測效果好的優(yōu)點。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種雞養(yǎng)殖環(huán)境信息感知系統(tǒng)，包括微處理器，與微處理器連接的電源、時鐘電路、存儲器以及養(yǎng)殖環(huán)境傳感器，所述養(yǎng)殖環(huán)境傳感器包含有:空氣溫濕度傳感器、光照強度傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、CO2濃度傳感器、NH3濃度傳感器、H2S濃度傳感器、粉塵濃度傳感器。
[0006]所述微處理器連接有復(fù)位電路、高低頻晶振及定義好的標準輸入I/O 口。
[0007]所述的電源為市電交流220V電源經(jīng)開關(guān)電源轉(zhuǎn)換后獲得。
[0008]所述微處理器連接有無線傳輸模塊以及遠程傳輸模塊。
[0009]微處理器選用MSP430F5438 ;空氣溫濕度傳感器選用了 SLHT5-1 ;光照強度傳感器選用的是ARN-GZ光照傳感器；風(fēng)速風(fēng)向傳感器選用型號為Qs-fx傳感器；C02濃度傳感器選用的是BMG-CO2-NDIr氣體傳感器；H2S濃度傳感器選用的是BMG-H2S氣體傳感器；NH3濃度傳感器選用的是BMG-NH3氣體傳感器；粉塵濃度傳感器選擇的是灰塵傳感器PPD4NS。
[0010]無線傳輸模塊選用的是2.4GHz免授權(quán)ISM頻段的ZigBee/IEEE802.15.4射頻收發(fā)芯片CC2520，遠程傳輸模塊選用的是H 7210 DTU0[0011]所述空氣溫濕度傳感器溫度測量范圍是-40?123.8° C，濕度測量范圍是O?100%RH，溫度測量精度是±0.5° C，濕度測量精度是±4.5%RH，響應(yīng)時間為8s ;所述光照強度傳感器，測量范圍是0-200K1UX，輸出信號為4-20mA，精度為±3% ;風(fēng)速傳感器量程:0-32.4 m/s，輸出信號:0.4-2V ;風(fēng)向傳感器測量范圍為16個方向(360度)，測量精度:±5%，輸出信號:電壓信號0.4-2V;C02濃度傳感器，測量范圍是0-5000ppm，輸出信號為4-20mA，精度為±3% ;H2S濃度傳感器，濃度測量范圍O-lOOppm，輸出信號為4_20mA，精度為±3% ;NH3濃度傳感器，濃度測量范圍O-lOOppm，輸出信號為4_20mA，精度為±3% ;粉塵傳感器測量范圍是0L4mg/m%輸出信號pwm。
[0012]本實用新型主要包括微處理器以及與其連接有的傳感器、通訊設(shè)備。
[0013]所述的傳感器連接在微處理器上，能實時感知環(huán)境信息，微處理器通過通訊設(shè)備將采集數(shù)據(jù)上傳，以供養(yǎng)殖者進行查閱和觀看，或供系統(tǒng)進行輔助決策。
[0014]微處理器連接有復(fù)位電路、高低頻晶振及定義好的標準輸入輸出1/0 口，可方便進行系統(tǒng)設(shè)計和擴展。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1所示是雞養(yǎng)殖環(huán)境信息感知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2所示是核心板接線圖；
[0017]圖3所示是空氣溫濕度傳感器接線圖；
[0018]圖4所示是無線傳輸模塊CC2520接線圖；
[0019]圖5所示是左側(cè)為串口電路(GPRS)轉(zhuǎn)換接口，右側(cè)為GPRS電路；
[0020]圖6其它傳感器連接圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述:
[0022]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護的范圍。
[0023]如圖1所示，一種雞養(yǎng)殖信息感知系統(tǒng)采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，系統(tǒng)由感知核心板一微處理器、通訊模塊及各因素監(jiān)測傳感器模塊組成。
[0024]其中感知核心板是終端的核心，感知核心板設(shè)計中微處理器選用了 MSP430F5438微處理器，該型微處理器為16位精簡指令集架構(gòu)，指令運行速度快，具有超低功耗特性，具有豐富的片內(nèi)資源及較為強大的通信功能，內(nèi)置256KB FLASH存儲器，16KBRAM,具有4個通用串行通信接口 ；除微處理器外，核心板配置了復(fù)位電路、高低頻晶振及定義好的標準輸Λ 1/0 口，方便進行系統(tǒng)設(shè)計和擴展；MSP430F5438微處理器核心板設(shè)計如圖2所示。
[0025]空氣溫濕度測量選用了 SLHT5-1傳感器，該傳感器工作電壓為3V，兩線數(shù)字信號輸出，溫度測量范圍是-40?123.8° C，濕度測量范圍是O?100%RH，溫度測量精度是±0.5° C，濕度測量精度是±4.5%RH，響應(yīng)時間為8s ;光照強度測量選用的是ARN-GZ光照傳感器，測量范圍是0-200Klux，輸出信號為4-20mA，精度為±3% ;風(fēng)速傳感器選用的型號為Qs-fs，技術(shù)參數(shù):量程:0-32.4 m/s，輸出信號:0.4-2V ;風(fēng)向傳感器型號為Qs_fx，技術(shù)參數(shù):測量范圍為16個方向(360度)，測量精度:±5%，輸出信號:電壓信號0.4-2V;C02濃度測量選用的是BMG-CO2-NDIr氣體傳感器，測量范圍是0-5000ppm，輸出信號為4-20mA，精度為±3% ；H2S濃度測量選用的是BMG-H2S氣體傳感器，濃度測量范圍O-lOOppm，輸出信號為4-20mA，精度為±3% ；NH3濃度測量選用的是BMG-NH3氣體傳感器，濃度測量范圍O-lOOppm，輸出信號為4-20mA，精度為±3% ;粉塵測量選擇的是灰塵傳感器PPD4NS測量范圍是01.4mg/ m2,通過pwm調(diào)節(jié)輸出信號。
[0026]無線傳輸模塊選用的是2.4GHz免授權(quán)ISM頻帶的ZigBee/IEEE802.15.4射頻收發(fā)芯片CC2520，可實現(xiàn)最佳的連接性、共存性優(yōu)異的鏈路運算性能。射頻前端選用的是CC2591，該芯片集成了可將輸出功率提高+22dBm的功率放大器及可將接收機靈敏度提高+6dB的噪聲放大器，以及平衡轉(zhuǎn)換器、交換機、電感器和RF匹配網(wǎng)絡(luò)等，設(shè)計方便簡單?？煞奖憬M建無縫信息感知網(wǎng)絡(luò)；遠程傳輸模塊選用的是H 7210 DTU，便于信息的遠距離傳輸。
[0027]系統(tǒng)詳細連接如下所述:(1)整個系統(tǒng)設(shè)計采用了模塊化結(jié)構(gòu)，由核心板和功能模塊組成。其中，核心板主要包括微處理器MSP430F5438。接線圖如圖2所示。
[0028](2)空氣溫濕度傳感器SLHT5-1接線如圖3所示。傳感器I腳接電源，2腳接地，并連接有上拉電阻。3腳時鐘線接核心板微處理器Pl.6腳，傳感器4腳連接核心板微處理器P2.6腳。
[0029](3)無線傳輸模塊CC2520接線如圖4所示。無線傳輸模塊CC2520的I腳接電源，2腳接地，3腳連接微處理器P3.5腳，4腳連接微處理器P3.6腳，5腳連接微處理器P3.7腳，6腳連接微處理器P4.0腳，7腳連接微處理器P4.1腳，8腳連接微處理器P4.2腳，9腳連接微處理器P4.3腳，10腳連接微處理器P4.4腳，11腳連接微處理器P4.5腳，12腳連接微處理器P4.6腳，13腳連接微處理器P4.7腳。
[0030](4) GPRS模塊及其接口電路如圖5所示。GPRS模塊通過RS232接口與GPRS轉(zhuǎn)換接口 SP3232EEN連接，通過GPRS轉(zhuǎn)換接口 SP3232EEN連接到微處理器上。其中，GPRS轉(zhuǎn)換接口 SP3232EEN的13腳連接在微處理器的P9.5引腳上，GPRS轉(zhuǎn)換接口 SP3232EEN的14腳連接在微處理器的P9.4引腳上。
[0031](5)其它傳感器連接如圖6所示。二氧化碳濃度傳感器I腳接電源，2腳接地，3腳通過標準16腳插座連接在微處理器的P6.1腳上；氨氣濃度傳感器的I腳接電源，2腳接地，3腳通過標準16腳插座連接在微處理器的P6.2腳；硫化氫濃度傳感器的I腳接電源，2腳接地，3腳通過標準16腳插座連接在微處理器的P6.3腳；粉塵濃度傳感器TW的I腳接電源，2腳接地，3腳通過標準16腳插座連接在微處理器的P6.7腳，并連接有分壓電阻；光照強度傳感器ARN-GZ的I腳接電源，2腳接地，3腳通過標準16腳插座連接在微處理器的P6.0腳；風(fēng)速傳感器Qs-fs的I腳接電源，2腳接地，3腳通過標準16腳插座連接在微處理器的P6.2腳；風(fēng)向傳感器Qs-fx的I腳接電源，2腳接地，3腳通過標準16腳插座連接在微處理器的P6.6腳。
【權(quán)利要求】
1.一種雞養(yǎng)殖環(huán)境信息感知系統(tǒng),其特征在于:包括微處理器，與微處理器連接的電源、時鐘電路、存儲器以及養(yǎng)殖環(huán)境傳感器，所述養(yǎng)殖環(huán)境傳感器包含有:空氣溫濕度傳感器、光照強度傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、CO2濃度傳感器、NH3濃度傳感器、H2S濃度傳感器、粉塵濃度傳感器，所述微處理器連接有復(fù)位電路、高低頻晶振及定義好的標準輸入I/O 口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雞養(yǎng)殖環(huán)境信息感知系統(tǒng)，其特征在于:所述的電源為市電交流220V電源經(jīng)開關(guān)電源轉(zhuǎn)換后獲得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雞養(yǎng)殖環(huán)境信息感知系統(tǒng)，其特征在于:所述微處理器連接有無線傳輸模塊以及遠程傳輸模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雞養(yǎng)殖環(huán)境信息感知系統(tǒng)，其特征在于:微處理器選用MSP430F5438 ;空氣溫濕度傳感器選用了 SLHT5-1 ;光照強度傳感器選用的是ARN-GZ光照傳感器；風(fēng)速風(fēng)向傳感器選用型號為Qs-fx傳感器；C02濃度傳感器選用的是BMG-CO2-NDIr氣體傳感器；H2S濃度傳感器選用的是BMG-H2S氣體傳感器；NH3濃度傳感器選用的是BMG-NH3氣體傳感器；粉塵濃度傳感器選擇的是灰塵傳感器PPD4NS。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雞養(yǎng)殖環(huán)境信息感知系統(tǒng),其特征在于:無線傳輸模塊選用的是2.4GHz免授權(quán)ISM頻段的ZigBee/IEEE802.15.4射頻收發(fā)芯片CC2520，遠程傳輸模塊選用的是H 7210 DTU0
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雞養(yǎng)殖環(huán)境信息感知系統(tǒng)，其特征在于:所述空氣溫濕度傳感器溫度測量范圍是-40?123.8° C，濕度測量范圍是O?100%RH，溫度測量精度是±0.5° C，濕度測量精度是±4.5%RH，響應(yīng)時間為8s ;所述光照強度傳感器，測量范圍是.0-200Klux，輸出信號為4-20mA，精度為±3% ;風(fēng)速傳感器量程:0-32.4 m/s，輸出信號:.0.4-2V;風(fēng)向傳感器測量范圍為16個方向，360度，測量精度:±5%，輸出信號:電壓信號.0.4-2V ；C02濃度傳感器，測量范圍是0-5000ppm，輸出信號為4_20mA，精度為±3% ；H2S濃度傳感器，濃度測量范圍Ο-lOOppm，輸出信號為4-20mA，精度為±3% ;NH3濃度傳感器，濃度測量范圍Ο-lOOppm，輸出信號為4-20mA，精度為±3% ;粉塵傳感器測量范圍是01.4mg/m%通過pwm調(diào)節(jié)輸出信號。
【文檔編號】G08C17/02GK203657828SQ201320543015
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】成子強, 柳平增, 姚飛, 于群, 張利, 王桂華 申請人:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)