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IA-WWLW-SSXQ 型畜禽設(shè)施養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)

一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介：本系統(tǒng)由傳感節(jié)點(diǎn)、控制節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)、基站、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控終端、本地監(jiān)控終端及遠(yuǎn)程監(jiān)控終端（包括遠(yuǎn)程監(jiān)控中心、客戶(hù)監(jiān)控終端、便攜式移動(dòng)監(jiān)控終端）等組成，采用以無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks—WSN）為核心的物聯(lián)網(wǎng)對(duì)諸如雞、豬、奶牛等畜禽設(shè)施養(yǎng)殖環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控。本系統(tǒng)根據(jù)畜禽設(shè)施養(yǎng)殖需求，采集畜禽室內(nèi)環(huán)境溫度、濕度、照度、有害氣體濃度或/和二氧化碳?xì)怏w濃度、硫化氫氣體濃度、氨氣氣體濃度等參數(shù)，以及畜禽室外環(huán)境溫度、濕度、照度、風(fēng)速、風(fēng)向等參數(shù)，以多跳路由方式無(wú)線自組網(wǎng)、路由傳輸?shù)綗o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基站；無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基站處理及存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，并根據(jù)畜禽室內(nèi)環(huán)境信息控制排風(fēng)扇、水簾、噴淋設(shè)備、照明燈和加料設(shè)備等執(zhí)行設(shè)備，調(diào)控畜禽室內(nèi)環(huán)境；無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基站又與本地監(jiān)控終端和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端進(jìn)行通信交互，各監(jiān)控終端向用戶(hù)實(shí)時(shí)提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及執(zhí)行裝置的工作狀況，用戶(hù)還能通過(guò)監(jiān)控終端遠(yuǎn)程控制監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行設(shè)備的工作。本系統(tǒng)還能擴(kuò)展采集、傳輸圖像、視頻和語(yǔ)音信息。系統(tǒng)能進(jìn)行室內(nèi)參數(shù)超限和室外自然災(zāi)害（極端氣候）應(yīng)急報(bào)警，并且系統(tǒng)各監(jiān)控終端具有智能決策功能，人機(jī)操作界面采用層次結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)及狀態(tài)顯示多樣。本系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)設(shè)施畜禽業(yè)技術(shù)、生態(tài)修復(fù)技術(shù)、健康養(yǎng)殖技術(shù)的有機(jī)融合，對(duì)畜禽室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行綜合監(jiān)控與修復(fù)，改善畜禽養(yǎng)殖環(huán)境，使畜禽在適宜的環(huán)境下生長(zhǎng)，增強(qiáng)畜禽的抗病能力，減少和避免大規(guī)模病害的發(fā)生，并且能實(shí)現(xiàn)畜禽產(chǎn)品溯源與質(zhì)量安全控制，有效提高畜禽產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。系統(tǒng)實(shí)時(shí)性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、可靠性高、成本低、安裝維護(hù)使用方便。本系統(tǒng)產(chǎn)品獲授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利 4 項(xiàng)、實(shí)用新型專(zhuān)利 3 項(xiàng)、軟件著作權(quán)登記1 項(xiàng)和外觀設(shè)計(jì) 1 項(xiàng)，并獲江蘇省農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)品推廣資質(zhì)證書(shū)。本產(chǎn)品經(jīng)部省級(jí)組織專(zhuān)家鑒定，其成果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。產(chǎn)品系統(tǒng)架構(gòu)及部分產(chǎn)品實(shí)物如圖1～圖 7 所示。圖 1 畜禽設(shè)施養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu) 圖 2 無(wú)線溫室采集器圖 3 單通道無(wú)線控制器圖 4 8 通道無(wú)線控制器圖 5 WSN 基站圖 6 8 通道采集控制及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控終端圖 7 物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端二、主要功能和性能指標(biāo) 主要功能指標(biāo)：（1）能實(shí)現(xiàn)畜禽室內(nèi)環(huán)境溫度、濕度、照度、有害氣體濃度或/和二氧化碳?xì)怏w濃度或/和硫化氫氣體濃度、氨氣濃度以及畜禽室外環(huán)境溫度、濕度、照度、風(fēng)速、風(fēng)向等參數(shù)數(shù)據(jù)的采集、處理、傳輸、存儲(chǔ)、顯示及遠(yuǎn)程無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控、決策和管理。（2）能根據(jù)多媒體信息、各種標(biāo)量信息及內(nèi)建的專(zhuān)家數(shù)據(jù)庫(kù)，協(xié)助用戶(hù)明確問(wèn)題，構(gòu)建和修改完善模型，列舉可能的方案，然后在多方案、多目標(biāo)、多準(zhǔn)則的情況下加以自動(dòng)比較、分析、綜合處理和優(yōu)化，以完成所需的決策和估計(jì)任務(wù)，即選定和實(shí)施最佳方案。（3）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線信號(hào)繞射性強(qiáng)、分布性強(qiáng)、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、自組織性強(qiáng)、擴(kuò)展性強(qiáng)、魯棒性強(qiáng)、帶寬效率高。（4）能根據(jù)不同畜禽、各種季節(jié)對(duì)畜禽室內(nèi)環(huán)境指標(biāo)的要求，通過(guò)監(jiān)控終端自行設(shè)定溫度、濕度、照度和有害氣體濃度或/和二氧化碳?xì)怏w濃度或/和硫化氫氣體濃度、氨氣濃度等環(huán)境參數(shù)的采集時(shí)間和監(jiān)控范圍，并且能通過(guò)監(jiān)控終端遠(yuǎn)程控制監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行裝置的工作以及進(jìn)行相應(yīng)的狀態(tài)顯示。（5）能夠根據(jù)畜禽設(shè)施養(yǎng)殖室內(nèi)環(huán)境要求自適應(yīng)控制畜禽室內(nèi)相關(guān)設(shè)備如：排風(fēng)扇、水簾、噴淋裝置、照明燈和加料裝置的開(kāi)啟和關(guān)閉，使畜禽一直保持在相對(duì)適宜的溫度、濕度、照度和有害氣體濃度或/和二氧化碳?xì)怏w濃度或/和硫化氫氣體濃度、氨氣濃度等參數(shù)環(huán)境中。（6）除能檢測(cè)和/或控制畜禽室內(nèi)環(huán)境溫度、濕度、照度、有害氣體濃度或/和二氧化碳?xì)怏w濃度或/和硫化氫氣體濃度、氨氣濃度等畜禽室內(nèi)環(huán)境參數(shù)以及設(shè)施畜禽室外環(huán)境溫度、濕度、照度、風(fēng)速、風(fēng)向等參數(shù)外，還能擴(kuò)展采集、傳輸圖像、視頻和語(yǔ)音信息以及擴(kuò)展畜禽產(chǎn)品溯源與質(zhì)量安全控制，并能進(jìn)行溫室內(nèi)參數(shù)超限和溫室外自然災(zāi)害（極端氣候）應(yīng)急報(bào)警。（7）能對(duì)實(shí)時(shí)測(cè)量的所有參數(shù)數(shù)據(jù)及其融合數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理、實(shí)時(shí)繪制曲線及表格，并能實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)時(shí)顯示；（8）能進(jìn)行歷史采集數(shù)據(jù)查詢(xún)、表格及曲線繪制、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、打印。（9）能實(shí)現(xiàn)設(shè)施畜禽業(yè)技術(shù)、生態(tài)修復(fù)技術(shù)、健康養(yǎng)殖技術(shù)的有機(jī)融合，對(duì)畜禽室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行綜合修復(fù)，增強(qiáng)畜禽的抗病能力，減少和避免大規(guī)模病害的發(fā)生，從而有效提高畜禽產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。主要性能指標(biāo)：（1）環(huán)境溫度、濕度和照度的測(cè)量量程、精度、靈敏度（或分辨率）為：溫度測(cè)量指標(biāo)：量程：-20℃～70℃；精度：示值誤差不超過(guò)±0.5℃(溫度范圍 0℃～55℃)，示值誤差不超過(guò)±1.0℃(其余溫度范圍)；靈敏度：0.5mV/℃。濕度測(cè)量指標(biāo)：量程：0％RH～95％RH；精度：示值誤差不超過(guò)±4%RH(濕度范圍 20％RH～ 80％RH)，示值誤差不超過(guò)±5%RH(其余濕度范圍)；分辨率：0.5％RH。照度測(cè)量指標(biāo)：量程：0 lx～40000 lx；精度：示值誤差不超過(guò)±5% rdg。有害氣體濃度測(cè)量指標(biāo)：量程：0 ppm～100ppm (典型探測(cè)范圍：0～30 ppm)；精度：示值誤差不超過(guò)±0.5 ppm；靈敏度：0.15～0.5。（2）智能決策選擇熟練度≥ 95%。（3）智能決策學(xué)習(xí)熟練度≥ 95%。（4）智能決策制定精確度≥ 98%，其中關(guān)鍵智能決策制定精確度 100%。（5）WSN無(wú)線通信頻段：433MHz ISM/SRD。（6）模擬信號(hào)輸入/輸出接口：4mA～20mA、0～10mA 、0～5V、0～5V。（7）數(shù)字信號(hào)輸入/輸出接口：I/O、UART、RS-485、RS-232、開(kāi)關(guān)量、頻率量。（8）網(wǎng)卡接口：RJ45。（9）WSN節(jié)點(diǎn)工作溫度：-20℃～70℃（其中 WSN 中繼節(jié)點(diǎn)和 WSN 網(wǎng)關(guān)工作溫度：-40℃～85℃）。（10）WSN基站工作溫度：-40℃～85℃。（11）WSN節(jié)點(diǎn)和基站系統(tǒng)工作濕度：≤95%RH。（12）WSN供電電壓：AC 150V～265V、50Hz。（13）WSN各節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)防護(hù)等級(jí)：IP65 或 IP55。

東南大學(xué) 2021-05-10

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