基于Android的蛋雞養(yǎng)殖系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 要： 為了給畜禽養(yǎng)殖戶(hù)提供有效的畜禽養(yǎng)殖分析手段，以所研發(fā)的畜禽養(yǎng)殖嵌入式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在深入研究典型蛋雞生長(zhǎng)與養(yǎng)殖小氣候環(huán)境指標(biāo)間的關(guān)系后，開(kāi)發(fā)了蛋雞養(yǎng)殖小氣候環(huán)境監(jiān)測(cè)嵌入式系統(tǒng)，并以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)基于 Android系統(tǒng)移動(dòng)平臺(tái)的蛋雞養(yǎng)殖終端 APP的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。該系統(tǒng)可為蛋雞養(yǎng)殖戶(hù)快捷方便地獲得蛋雞舍小氣候環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和蛋雞個(gè)體行為的實(shí)時(shí)狀況，為管理和工作人員應(yīng)對(duì)蛋雞養(yǎng)殖中出現(xiàn)的各種情況提供了一種有效的預(yù)告預(yù)警途徑。

關(guān)鍵詞： 畜禽養(yǎng)殖； Android APP； 環(huán)境監(jiān)測(cè)； 嵌入式系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)： TN926?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2016）02?0033?03

Design and implementation of laying hen breeding system based on Android

WANG kun， PAN Liwu

（Department of Information Engineering， Henan University of Animal Husbandry Economy， Zhengzhou 450011， China）

Abstract： To provide effective analysis means of livestock and poultry breeding for the related personnel， a microclimate environmental monitoring embedded system for the laying hen breeding was developed on the basis of the available environmental monitoring embedded system for livestock and poultry breeding after deep researching on the typical relationship between the laying hens growth and the microclimate environment in hens’ house. Based on this system， the design and development of a laying hen breeding terminal App based on Android?based mobile platform were realized for the laying hen breeding automatic control， with which the laying hen breeding farmers can quickly and easily get the microclimate environment monitoring data in the laying hens’ house and the real?time status of individual behavior of each laying hen， so as to provide the advance notice or early warning for the relevant personnel.

Keywords： livestock and poultry breeding； Android APP； environmental monitoring； embedded system

0 引 言

河南省是一個(gè)畜牧大省，畜禽養(yǎng)殖占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的42%，是河南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要支柱[1]。隨著人力成本的增加和智慧養(yǎng)殖的不斷發(fā)展，實(shí)現(xiàn)對(duì)畜禽養(yǎng)殖舍氣候小環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化控制，是提高畜禽養(yǎng)殖智能化的一個(gè)重要基礎(chǔ)。目前我國(guó)很多雞場(chǎng)都使用了雞舍氣候小環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備，如河南大用采用德國(guó)Big Dutchman公司的環(huán)境監(jiān)控設(shè)備，操作復(fù)雜，普通員工操作困難，需要較長(zhǎng)的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)時(shí)間；河南永達(dá)采用以色列Agrologic公司的環(huán)境控制儀，僅對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控，功能較單一。經(jīng)調(diào)研，目前市場(chǎng)上的雞舍氣候小環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備要么功能簡(jiǎn)單，要么操作復(fù)雜，難以適應(yīng)河南省的氣候特征和雞場(chǎng)的實(shí)際環(huán)境情況。因此，這里開(kāi)展了雞舍氣候小環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備軟硬件的研發(fā)，并取得了初步的成效。

基于雞舍氣候小環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的研發(fā)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了基于Android的蛋雞養(yǎng)殖系統(tǒng)APP應(yīng)用。基于Android的蛋雞養(yǎng)殖系統(tǒng)APP應(yīng)用指的是通過(guò)移動(dòng)智能設(shè)備（智能手機(jī)、PDA等）實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖的應(yīng)用軟件。目前，由于具有智能功能的移動(dòng)便攜的日益普及，越來(lái)越多的軟件應(yīng)用都出現(xiàn)了APP版本。在畜禽養(yǎng)殖中通過(guò)移動(dòng)智能設(shè)備使用畜禽養(yǎng)殖APP應(yīng)用可以有效降低畜禽養(yǎng)殖的管理成本，增強(qiáng)養(yǎng)殖企業(yè)的監(jiān)督能力和管理能力。實(shí)現(xiàn)移動(dòng)蛋雞養(yǎng)殖的主要途徑是構(gòu)建蛋雞養(yǎng)殖信息數(shù)據(jù)庫(kù)，并向外提供數(shù)據(jù)接口，使得養(yǎng)殖人員能夠通過(guò)運(yùn)行在移動(dòng)設(shè)備上的蛋雞養(yǎng)殖APP計(jì)算獲取養(yǎng)殖數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析等[2?4]。

本系統(tǒng)結(jié)合河南省畜禽養(yǎng)殖的實(shí)際需求，采用基于流行的Android 系統(tǒng)智能手持設(shè)備作為嵌入式平臺(tái)的智能終端實(shí)現(xiàn)蛋雞養(yǎng)殖環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò) Android 系統(tǒng)平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)蛋雞養(yǎng)殖環(huán)境的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)畜禽環(huán)境的自動(dòng)調(diào)控，如調(diào)節(jié)蛋雞養(yǎng)殖環(huán)境的溫度、濕度等，為智能化、精細(xì)化養(yǎng)殖提供統(tǒng)一的智能化操作和管理，解決現(xiàn)有技術(shù)上投入成本過(guò)高、系統(tǒng)維護(hù)不便以及難以集中管理等問(wèn)題[4?6]。

1 基于Android的蛋雞養(yǎng)殖系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于不同的畜禽其養(yǎng)殖環(huán)境差別較大，因此本研究針對(duì)蛋雞舍的氣候小環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)為主要對(duì)象進(jìn)行設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。本文將基于Android的蛋雞養(yǎng)殖系統(tǒng)的應(yīng)用面向廣大普通的養(yǎng)殖企業(yè)或養(yǎng)殖農(nóng)戶(hù)，是畜禽養(yǎng)殖智能信息管理和移動(dòng)養(yǎng)殖相結(jié)合的一種系統(tǒng)方案，不僅能夠降低養(yǎng)殖企業(yè)的養(yǎng)殖成本，而且能簡(jiǎn)化蛋雞養(yǎng)殖的日常管理，為蛋雞養(yǎng)殖智能化提供一條可行的途徑[3?5]。

1.1 系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)主要面向蛋雞養(yǎng)殖企業(yè)和養(yǎng)殖戶(hù)環(huán)境監(jiān)控和管理的需求用戶(hù)，以養(yǎng)殖用戶(hù)為中心，構(gòu)建了基于Android的移動(dòng)端應(yīng)用管理系統(tǒng)。系統(tǒng)分為蛋雞信息查詢(xún)與管理，蛋雞舍環(huán)境小氣候的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制兩大模塊。

1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

基于Android的蛋雞養(yǎng)殖系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)采用服務(wù)器端+數(shù)據(jù)庫(kù)端+Android客戶(hù)端進(jìn)行構(gòu)建。Android客戶(hù)端有兩個(gè)：一個(gè)位于嵌入式開(kāi)發(fā)板上，用戶(hù)可以直接操作嵌入式環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備的觸摸屏進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)的控制；另一個(gè)是APP客戶(hù)端，可以安裝在用戶(hù)的手機(jī)和平板電腦等智能設(shè)備上。APP應(yīng)用客戶(hù)端是通過(guò)HTTP協(xié)議訪問(wèn)服務(wù)器上的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端和服務(wù)器的交互。系統(tǒng)的硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。具體的系統(tǒng)交互流程如下：Android客戶(hù)端通過(guò)APP界面發(fā)出交互請(qǐng)求，然后業(yè)務(wù)邏輯層使用HTTP協(xié)議傳遞交互請(qǐng)求的參數(shù)；服務(wù)器端的業(yè)務(wù)邏輯層按照相同的協(xié)議接收來(lái)自Android客戶(hù)端傳來(lái)的參數(shù)，并調(diào)用數(shù)據(jù)邏輯層的對(duì)應(yīng)方法操作數(shù)據(jù)庫(kù)，并將數(shù)據(jù)處理的結(jié)果回傳給Android客戶(hù)端，Android應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行解析之后，最后將其顯示到客戶(hù)端的用戶(hù)界面[5?10]。

2 基于Android的蛋雞養(yǎng)殖系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

2.1 Android APP客戶(hù)端設(shè)計(jì)模型

整個(gè)Android APP客戶(hù)端采用傳統(tǒng)的MVC模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，基于Eclipse 4.2，Android 5.0進(jìn)行開(kāi)發(fā)。MVC（Model?View?Controller）是一種軟件設(shè)計(jì)模式。Model是視圖模型，表示整個(gè)系統(tǒng)的功能處理；View表示用戶(hù)界面，Android中使用XML文件實(shí)現(xiàn)界面設(shè)計(jì)，可以將具體的業(yè)務(wù)邏輯和界面設(shè)計(jì)分開(kāi)，使設(shè)計(jì)者更易于界面開(kāi)發(fā)和提高開(kāi)發(fā)效率；Controller代表指控制器模型，負(fù)責(zé)對(duì)外部事件的響應(yīng)，即Android應(yīng)用的運(yùn)行實(shí)體。利用MVC模式，可將系統(tǒng)的視圖模型和業(yè)務(wù)邏輯的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)分離開(kāi)，以便于提高開(kāi)發(fā)效率和提高代碼的可重用性[7?11]?？蛻?hù)端的原型運(yùn)行截圖如圖2，圖3所示。

圖1 系統(tǒng)的硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖2 環(huán)境監(jiān)控設(shè)置界面

圖3 環(huán)境監(jiān)控界面

2.2 服務(wù)器端的設(shè)計(jì)模型

對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)量不大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，通常可以在移動(dòng)客戶(hù)端使用SQLLite數(shù)據(jù)庫(kù)、SharedPreferences或文件實(shí)現(xiàn)，而對(duì)于大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)則需要使用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。本研究的服務(wù)器端的開(kāi)發(fā)采用DAO（Date Access Object，數(shù)據(jù)訪問(wèn)對(duì)象）模型實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作，同樣使用MVC模型完成分層設(shè)計(jì)。開(kāi)發(fā)平臺(tái)使用基于Eclipse 4.2和JDK7。服務(wù)器后臺(tái)MVC+DAO架構(gòu)，通過(guò)使用JDBC連接數(shù)據(jù)庫(kù)，利用DAO訪問(wèn)和操作數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯則使用Servlet類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)，并響應(yīng)HttpRequest請(qǐng)求[9?11]。達(dá)到業(yè)務(wù)邏輯和表示層視圖的分離。系統(tǒng)運(yùn)行效果如圖4，圖5所示。

圖4 通風(fēng)指令設(shè)置截圖

圖5 溫濕度趨勢(shì)截圖

3 結(jié) 語(yǔ)

本系統(tǒng)綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、Android平臺(tái)相關(guān)技術(shù)，并參考一些相關(guān)的畜禽養(yǎng)殖管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，根據(jù)實(shí)際需求，以蛋雞養(yǎng)殖企業(yè)和主要研究對(duì)象進(jìn)行開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)。通過(guò)設(shè)計(jì)和實(shí)踐，基于Android的畜禽養(yǎng)殖系統(tǒng)初步實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)在整體功能基本上達(dá)到了預(yù)期效果，當(dāng)然，目前還沒(méi)有經(jīng)過(guò)產(chǎn)品的中試和穩(wěn)定性測(cè)定，系統(tǒng)還存在不足之處，需要結(jié)合畜禽舍實(shí)際環(huán)境和設(shè)施不斷地完善。在未來(lái)的擴(kuò)充中，將考慮在接口設(shè)計(jì)上加以改進(jìn)，并引進(jìn)云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行托管和進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析。

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