畜禽设施养殖物联网监控系统.doc

畜禽设施养殖物联网监控系统产品简介：该系统是由南京英埃格传感网络科技有限公司(Nanjing Inagri Sensor Networks Technology Co.,Ltd)制造、东南大学智能网络与测控系统研究所监制的具有完全自主知识产权的产品。该产品构建了由传感节点、控制节点、中继节点、网关、基站和本地监控终端及远程监控终端（包括远程监控中心、客户监控终端、便携式移动监控终端）等组成的以无线传感器网络（Wireless Sensor NetworksWSN）为核心的物联网对诸如鸡、猪、奶牛等畜禽设施养殖环境进行监控。该系统根据畜禽设施养殖需要采集包括畜禽舍内环境温度、湿度、照度、有害气体浓度或/和二氧化碳气体浓度、硫化氢气体浓度、氨气气体浓度等畜禽舍内环境参数以及设施畜禽舍外环境温度、湿度、照度、风速、风向等参数，并以多跳路由方式无线自组网、路由传输到无线传感器网络基站；无线传感器网络基站处理及存储网络数据，并根据畜禽舍内环境信息控制排风扇、水帘、喷淋设备、照明灯和加料设备等执行装置调控畜禽舍内环境；无线传感器网络基站又与本地监控终端和远程监控终端进行通信交互，各监控终端向用户实时提供监测数据以及执行装置的工作状况，用户还能通过监控终端远程控制监控现场执行装置的工作。系统还能扩展采集、传输图像、视频和语音信息。系统能进行温室内参数超限和温室外自然灾害（极端气候）应急报警，并且系统各监控终端具有智能决策功能，人机操作界面采用层次结构，数据及状态显示多样。系统能实现设施畜禽业技术、生态修复技术、健康养殖技术的有机融合，对畜禽舍内环境进行综合监控与修复，可以改善畜禽养殖环境，使畜禽在适宜的环境下生长，增强畜禽的抗病能力，减少和避免大规模病害的发生，并且能实现畜禽产品溯源与质量安全控制，有效提高畜禽产品的产量和质量。系统实时性强、稳定性好、可靠性高、成本低、安装维护使用方便。本系统获授权国家发明专利4项、实用新型专利3项、软件著作权登记1项和外观设计1项。本产品经部省级组织专家鉴定，其成果达到国际领先水平。该产品经检测，各项性能指标达到用户要求。产品系统架构、部分产品实物及应用场景如图19所示。图1 畜禽设施养殖物联网系统架构图2 WSN传感节点图3 WSN控制节点图4 WSN基站和本地终端图6 物联网远程终端图6应用现场1图7应用现场2图8应用现场3图9应用现场4主要功能和性能指标：一、主要功能：1）系统能实现畜禽舍内环境温度、湿度、照度、有害气体浓度或/和二氧化碳气体浓度、硫化氢气体浓度、氨气气体浓度以及设施畜禽舍外环境温度、湿度、照度、风速、风向等参数数据的采集、处理、传输、存储、显示及远程无线网络化监控、决策和管理。2）系统能根据多媒体信息、各种标量信息及内建的专家数据库，协助用户明确问题，构建和修改完善模型，列举可能的方案，然后在多方案、多目标、多准则的情况下加以自动比较、分析、综合处理和优化，以完成所需的决策和估计任务，即选定和实施最佳方案。3）无线传感器网络的无线信号绕射性强、分布性强、实时性强、自组织性强、扩展性强、鲁棒性强、带宽效率高。4）系统能根据不同畜禽、各种季节对畜禽舍内环境指标的要求，通过监控终端自行设定温度、湿度、照度和有害气体浓度或/和二氧化碳气体浓度、硫化氢气体浓度、氨气气体浓度等环境参数的采集时间和监控范围，并且通过监控终端能远程控制监控现场执行装置的工作。5）系统能够根据畜禽设施养殖舍内环境要求自适应控制畜禽舍内相关设备如：排风扇、水帘、喷淋装置、照明灯和加料装置的开启和关闭，使畜禽一直保持在相对适宜的温度、湿度、照度和有害气体浓度或/和二氧化碳气体浓度、硫化氢气体浓度、氨气气体浓度等参数环境中。6）系统除能检测和/或控制畜禽舍内环境温度、湿度、照度、有害气体浓度或/和二氧化碳气体浓度、硫化氢气体浓度、氨气气体浓度等畜禽舍内环境参数以及设施畜禽舍外环境温度、湿度、照度、风速、风向等参数外，还能扩展采集、传输图像、视频和语音信息以及扩展畜禽产品溯源与质量安全控制，并能进行温室内参数超限和温室外自然灾害（极端气候）应急报警。7）系统能实现设施畜禽业技术、生态修复技术、健康养殖技术的有机融合，对畜禽舍内环境进行综合修复，增强畜禽的抗病能力，减少和避免大规模病害的发生，从而有效提高畜禽产品的产量和质量。二、主要性能：1）系统环境温度、湿度和照度的测量量程、精度、灵敏度（或分辨率）为：温度测量指标：量程：-2070；精度：示值误差不超过0.5(温度范围055)，示值误差不超过1.0(其余温度范围)；灵敏度：0.5mV/。湿度测量指标：量程：0RH95RH；精度：示值误差不超过4%RH(湿度范围20RH80RH)，示值误差不超过5%RH(其余湿度范围)；分辨率：0.5RH。照度测量指标：量程：0 lx40000 lx；精度：示值误差不超过5% rdg。有害气体浓度测量指标：量程：0 ppm100ppm (典型探测范围：030 ppm)；精度：示值误差不超过0.5 ppm；灵敏度：0.150.5。2）智能决策选择熟练度 95%。3）智能决策学习熟练度 95%。4）智能决策制定精确度 98%，其中关键智能决策制定精确度100%。5）WSN无线通信频段：433MHz ISM/SRD。6） WSN节点工作温度：-2070（其中WSN中继节点和WSN网关工作温度：-4085）。7）WSN基站工作温度：-4085。8）WSN节点和基站系统工作湿度：95%RH。9）WSN供电电压：AC 150V265V、50Hz。10) WSN产品环境试验执行标准