一种基于ZigBee和嵌入式系统的养殖环境监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于ZigBee和嵌入式系统的养殖环境监控系统，包括采集端、服务器端和客户端，所述采集端用于采集养殖场环境参数，通过ZigBee模块将所述环境参数发送到所述服务器端，所述服务器端接收所述环境参数，并发送给客户端，并把客户端发送的控制命令转发到所述采集端实现对异常环境的调控。采用ZigBee无线通信技术、嵌入式系统和网络数据库技术对养殖场湿度、温度、光照强度等环境参数进行有效实时地调控，系统可以对养殖场湿度、温度、光照强度进行实时监测，并对相关数据存储以便后期的查询和数据回放。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ZigBee和嵌入式系统的养殖环境监控系统
本专利技术属于现代农业工程
，具体涉及一种基于ZigBee和嵌入式系统的养殖环境监控系统。
技术介绍
传统的畜牧养殖场大多还采用主要靠人力养殖的情况，不仅浪费了大量的劳动力，且养殖场的养殖效率得不到提高，且现有的养殖场虽然采取了一些智能的养殖模块，但还需要工人在养殖场内进行照看，且工人上下班从外界进入养殖场，会带入一些细菌，工人数量的增多则会增加畜牧病菌感染的风险，由于现有养殖场一般较大，养殖工人巡逻困难，很难及时发现畜牧是否生病，容易造成其他畜牧的感染，传统的养殖场环境监控系统主要以单片机为主控芯片，通过局域网在本地监测和人工调控，受单片机资源和局域网通信距离的限制，这些养殖场环境监控系统只能实现环境信息的本地采集和显示
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于ZigBee和嵌入式系统的养殖环境监控系统，可以通过现场或远程的控制模块控制养殖场设备的运行状态，实现对环境参数的合理调控。本专利技术采用以下技术方案：一种基于ZigBee和嵌入式系统的养殖环境监控系统，包括采集端、服务器端和客户端，所述采集端用于采集养殖场环境参数，通过ZigBee模块将所述环境参数发送到所述服务器端，所述服务器端接收所述环境参数，并发送给客户端，并把客户端发送的控制命令转发到所述采集端实现对异常环境的调控。进一步的，所述采集端包括单片机、温湿度传感器、光照传感器、风扇、摄像头、OLED显示屏，所述温湿度传感器用于采集养殖舍现场环境信息并发送给所述单片机，并分别控制所述光照传感器、风扇和摄像头，电源模块用于为系统供电，所述单片机通过所述ZigBee模块与所述服务器端连接，将采集的信息发送至所述服务器端。进一步的，所述采集端还设置有OLED显示屏，所述单片机用于将接收的所述信息通过所述OLED显示屏显示。进一步的，所述单片机还连接有报警装置用于发出声光报警。进一步的，所述摄像头采用OV9650摄像头拍摄各养殖舍现场画面，实现对整个养殖场的视频监控。进一步的，所述光照传感器能够采集和显示1～64000勒克斯的光照强度。进一步的，所述服务器端包括64位微处理器，存储器、视频模块和电源电路，所述64位微处理器通过所述ZigBee模块与所述采集端连接，所述存储器用于将所述64位微处理器接收的数据进行存储，所述视频模块用于对接收的视频数据进行处理，所述电源电路用于为所述服务器端供电。进一步的，所述64位微处理器通过GPRS模块和/或WIFI模块与所述客户端无线连接。进一步的，所述ZigBee模块采用ZICM2410模块。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术基于ZigBee和嵌入式系统的养殖环境监控系统包括采集端、服务器端和客户端，采用ZigBee无线通信技术、嵌入式系统和网络数据库技术对养殖场湿度、温度、光照强度等环境参数进行有效实时地调控，系统可以对养殖场湿度、温度、光照强度进行实时监测，并对相关数据存储以便后期的查询和数据回放。进一步的，通过设置参数的上下限，系统为工作人员提供实时预警，工作人员可以通过现场或远程的控制模块控制养殖场设备的运行状态，实现对环境参数的合理调控。综上所述，本系统功能完善、运行稳定，能为养殖户提供高性价比的养殖场监控实施方案。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术监测系统结构图。具体实施方式本专利技术提供了一种基于ZigBee和嵌入式系统的养殖环境监控系统，养殖场环境智能监控系统由采集端、服务器端和客户端三部分构成。所述采集端负责采集养殖场的温度、湿度、光照等参数，通过ZigBee模块将采集数据发送到服务器端。采集端的个数和监控范围大小根据养殖场的规模及环境来决定。服务器端是整个系统的核心，接收采集终端发送的温湿度、光照强度信息，并向客户端提供所需要显示的环境信息数据，更要分析和判断环境信息是否异常，并把客户端发送的控制命令转发到采集端从而实现对异常环境的调控。养殖户在客户端对采集到的环境信息进行远程查看，对采集端相关设备进行远程控制，从而远程调控养殖场的温度、湿度、光照强度。请参阅图1，采集端包括单片机、温湿度传感器、光照传感器、风扇、摄像头、OLED显示屏，所述温湿度传感器用于采集养殖舍现场环境信息并发送给所述单片机，所述单片机接收所述信息通过所述OLED显示屏显示，并分别控制所述光照传感器、风扇和摄像头工作，电源模块用于为系统供电，所述单片机通过所述ZigBee模块与所述服务器端连接，将采集的信息发送至所述服务器端。所述单片机还连接有报警装置用于发出声光报警。采用OV9650摄像头拍摄各养殖舍现场画面，视频传至服务器端的视频模块进行处理，实现对整个养殖场的视频监控。养殖场内的温度与湿度属于正常温湿度范围，所以在温湿度传感器选型时不用考虑耐高温和低温的特殊要求。由于要根据采集到的养殖场温湿度对养殖场温湿条件进行调控，所以对传感器的采样精度要求较高，传感器的响应时间则要求要小。温度误差应该控制在1℃内，湿度误差应该控制在3％RH内，传感器的响应时间应该小于15s。使用DHT11数字温湿度传感器，该传感器各项指标都符合要求，而且成本比较低。养殖场里的光照不会太强，所以对量程的要求不高，一般传感器都可以满足量程要求。由于要实时控制，对精度的要求比较高。采用ISL29003光照传感器，具有体积小、稳定性高、响应时间短、抗干扰能力强、防水能力强的优点。ISL29003是一种集成光传感器，内置ADC和标准IIC接口，可采集周围光照强度，并把采集到的模拟量转化为数字量，最后通过IIC输出。该传感器可采集和显示1～64000勒克斯的光照强度。服务器端包括64位微处理器，存储器、视频模块和电源电路，所述64位微处理器通过所述ZigBee模块与所述采集端连接，所述存储器用于将所述64位微处理器接收的数据进行存储，所述视频模块用于对接收的视频数据进行处理，所述电源电路用于为所述服务器端供电。所述64位微处理器通过GPRS模块和/或WIFI模块与所述客户端无线连接。系统选用ZigBee作为采集端和服务器端的无线连接方案，ZigBee模块使用ZICM2410模块，ZICM2410是集成CPU的单片ZigBee芯片，为采集端和服务器端的ZigBee网络提供高性能，低成本的射频收发方案。本专利技术监控系统的工作过程如下：采集端对养殖场温度、湿度、光照强度信息每秒采集一次，并对采集到的数据进行判断，如果采集到的数据格式正确，把采集到的数据经过处理打包发送给服务器端，由服务器端产生相应的命令发回给采集端。为了方便查看采集端的运行状态，每个养殖舍配有OLED显示屏对采集到的环境信息进行现场实时显示。考虑到服务器端与采集端的交互安全性问题，正常情况下采集端由服务器端全部控制。当由于意外导致服务器端无法正常控制采集端进行环境异常报警时，采集端30s之后自动切换到自控模式，在自控模式下采集端进行自我环境异常检测。单片机采用基于ARMCortex-M0架构的LPC11C14，主要面向高集成度和低功耗的嵌入式应用，64位微处理器采用S5PC100，具有低成本、低功耗、高性能的优点，适用于对性能要求高、处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ZigBee和嵌入式系统的养殖环境监控系统，其特征在于：包括采集端、服务器端和客户端，所述采集端用于采集养殖场环境参数，通过ZigBee模块将所述环境参数发送到所述服务器端，所述服务器端接收所述环境参数，并发送给客户端，并把客户端发送的控制命令转发到所述采集端实现对异常环境的调控。

【技术特征摘要】
1.一种基于ZigBee和嵌入式系统的养殖环境监控系统，其特征在于：包括采集端、服务器端和客户端，所述采集端用于采集养殖场环境参数，通过ZigBee模块将所述环境参数发送到所述服务器端，所述服务器端接收所述环境参数，并发送给客户端，并把客户端发送的控制命令转发到所述采集端实现对异常环境的调控。2.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee和嵌入式系统的养殖环境监控系统，其特征在于：所述采集端包括单片机、温湿度传感器、光照传感器、风扇、摄像头、OLED显示屏，所述温湿度传感器用于采集养殖舍现场环境信息并发送给所述单片机，并分别控制所述光照传感器、风扇和摄像头，电源模块用于为系统供电，所述单片机通过所述ZigBee模块与所述服务器端连接，将采集的信息发送至所述服务器端。3.根据权利要求2所述的一种基于ZigBee和嵌入式系统的养殖环境监控系统，其特征在于：所述采集端还设置有OLED显示屏，所述单片机用于将接收的所述信息通过所述OLED显示屏显示。4.根据权利要求2所述的一种基于ZigBee和嵌入式系统的养殖环境监控系统，其特征在于：所述单片机还连接有报警装置用...

【专利技术属性】
技术研发人员：王富刚，李刚，
申请(专利权)人：榆林学院，
类型：发明
国别省市：陕西,61