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畜舍养殖环境监测系统的设计与实现

作　者: 姜荣昌
导　师: 苏中滨
学　校: 东北农业大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 畜舍环境监测有毒有害气体数据采集远程查询
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着当前我国经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高，人们对各类畜禽肉的需求不断加大，对安全、高品质、无污染、绿色食品的需求也日益强烈，这就对当前规模化的畜禽养殖场提出了很严格的要求，特别是“口蹄疫”、“疯牛病”和“禽流感”等疾病的出现后，迫使畜禽养殖厂必须改变传统的养殖方式，实行现代有效的养殖环境监测手段。本文对国内外畜舍养殖环境监控技术研究现状进行调研，结合我国的实际情况，重点研究了东北高寒地区畜舍养殖环境的特点，针对具体的研究目标和内容，建立了适合我国国情成本低廉、性能稳定的畜舍养殖环境监测系统。首先，构建了畜舍养殖环境监测系统的硬件部分：其中包括温湿度检测设备、二氧化碳检测设备、氨气检测设备、硫化氢检测设备和光照监测设备；并将前四种传感器组合在一起，建立了养殖环境参数感知集中器；又根据现场实际环境的不同情况，分别设计了基于RS485有线通讯方式的设备和基于ZigBee、GPRS无线通讯方式的设备，并提出相应的硬件系统抗干扰解决方案。其次，构建了畜舍养殖环境监测系统的软件部分：基于C/S构架的数据采集系统主要负责环境参数信息采集和存储任务，该采集系统能够24小时不间断工作，具有完善的权限管理机制和可靠的检测机制，当舍内环境信息超过预警值时记录相关报警信息并及时告知管理人员；基于B/S构架的远程数据查询平台主要负责为远程用户提供查询任务，该平台不仅支持多用户高并发访问，而且还可生成各种报表和趋势曲线图等，为管理人员提供第一手详实的数据资料。其中，软件部分设计出的多数据库无缝切换的数据访问模块、串口通信模块、基于TCP/IP通信模块、数据曲线模块和系统缓存模块等等，具有良好的可复用性和可移植性，减少了相似课题的工作量。最后，根据不同现场环境分别给出了基于RS485有线网络和基于ZigBee、GPRS无线网络的养殖环境外部的项目实施方案，以及畜舍内部传感器安装位置和方式等方案，为不同需求的用户提供全面的技术支持。综上所述，本文建立了完整的畜舍养殖环境监测系统，不仅具有畜舍养殖环境实时监测功能，还具有分布式查询功能，系统整体测量精度高、成本适中、功能强大，适合我国绝大多数畜舍环境，为以后的畜舍环境调控提供重要的参考依据。

全文目录

目录  4-6
CONTENTS  6-8
摘要  8-9
Abstract  9-11
1 引言  11-17
  1.1 研究目的和意义  11
  1.2 畜舍养殖环境对畜禽健康的影响  11-13
    1.2.1 温度的影响  11-12
    1.2.2 湿度的影响  12
    1.2.3 光照度的影响  12-13
    1.2.4 有毒有害气体的影响  13
  1.3 国内外畜舍养殖环境监测技术研究现状  13-14
  1.4 主要研究内容与设计目标  14-17
    1.4.1 主要研究内容和技术路线  14-15
    1.4.2 课题来源  15
    1.4.3 设计目标  15-17
2 畜舍养殖环境监测系统总体设计  17-21
  2.1 系统设计要求  17
  2.2 系统设计原则  17-18
  2.3 系统整体结构  18-19
  2.4 可行性分析  19-20
  2.5 本章小结  20-21
3 畜舍养殖环境监测系统的硬件设计  21-45
  3.1 硬件系统总体结构  21
  3.2 养殖环境参数感知设备  21-34
    3.2.1 温湿度检测  23-26
    3.2.2 二氧化碳浓度检测  26-28
    3.2.3 氨气浓度检测  28-31
    3.2.4 硫化氢浓度检测  31-32
    3.2.5 光照度检测  32-34
  3.3 养殖环境参数感知集中器  34-40
  3.4 通讯组网设备  40-43
    3.4.1 基于 RS485 有线通讯方式  40-41
    3.4.2 基于 ZigBee 无线通讯方式  41-42
    3.4.3 基于 GPRS 无线通讯方式  42-43
  3.5 本章小结  43-45
4 畜舍养殖环境监测系统的软件设计与实现  45-66
  4.1 软件系统总体结构  45-46
  4.2 数据库设计及访问技术  46-50
  4.3 基于 C/S 构架数据采集系统  50-56
    4.3.1 系统各功能模块介绍  50-53
    4.3.2 串口通信模块的设计与实现  53-54
    4.3.3 基于 TCP/IP 通信模块的设计与实现  54-56
  4.4 基于 B/S 构架远程数据查询系统  56-65
    4.4.1 系统各功能模块介绍  57-60
    4.4.2 基于 ExtJS 的软件界面设计  60-62
    4.4.3 基于 Microsoft Chart Controls 的数据曲线设计  62-64
    4.4.4 基于 Enterprise Library 的系统缓存设计  64-65
  4.5 本章小结  65-66
5 系统的抗干扰设计与实施方案  66-70
  5.1 系统的抗干扰设计  66-67
  5.2 系统实施方案  67-70
6 总结与展望  70-71
  6.1 总结  70
  6.2 展望  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-75
攻读硕士学位期间发表的学术论文  75

畜舍养殖环境监测系统的设计与实现

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