生豬智慧養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：

為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對養(yǎng)殖豬舍的自動化管理，促進(jìn)生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的智能化發(fā)展，以宿遷市東川養(yǎng)殖場為背景，采用分布式控制架構(gòu)，綜合運(yùn)用無線自組網(wǎng)通訊、云計(jì)算等技術(shù)，構(gòu)建基于養(yǎng)殖實(shí)時感知、決策、控制的生豬智慧養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)豬舍環(huán)境、飼料投喂、豬只生長情況等多項(xiàng)數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)測，并通過系統(tǒng)進(jìn)行自動策略分析控制。同時配備移動端APP，方便管理員隨時隨地進(jìn)行豬欄監(jiān)管和數(shù)據(jù)查詢。測試結(jié)果表明，針對不同環(huán)境和養(yǎng)殖分區(qū)，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)豬舍分布式環(huán)境監(jiān)測、遠(yuǎn)程調(diào)控、豬只生長監(jiān)測、生豬生理狀態(tài)監(jiān)測等功能，系統(tǒng)無線信號傳輸穩(wěn)定，控制可靠性高，連續(xù)進(jìn)行1 000次接收數(shù)據(jù)測試數(shù)據(jù)無丟失，平均響應(yīng)速率lt;200ms。

關(guān)鍵詞：生豬；智慧養(yǎng)殖；遠(yuǎn)程調(diào)控；物聯(lián)網(wǎng)；管理平臺

中圖分類號：S24

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-5553 （2025） 01-0073-06

Design and implementation of IoT system in swine intelligent breeding

Wang Zeping¹， Ying Shijia²， Fang Yinlong³， Liu Zheng⁴

（1. "Suqian Institute of Agricultural Science， Jiangsu Academy of Agricultural Sciences， Suqian， 223800， China;

2. Institute of Animal Science， Jiangsu Academy of Agricultural Sciences， Nanjing， 210014， China;

3. Nanjing Luwei Intelligent Technology Co.， Ltd.， Nanjing， 210014， China； 4. Nanjing Institute of Agricultural

Mechanization， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Nanjing， 210014， China）

Abstract：

In order to achieve remote automated management of swine farming houses and promote the intelligent development of swine farming industry， taking the Dongchuan breeding farm in Suqian as the background， this study adopted distributed control architecture， integrated wireless AD hoc communication， cloud computing and other technologies to build a swine intelligent farming iot system based on real-time perception， decision-making and control of breeding. This system can realize real-time monitoring of swine house environment， feed feeding， swine growth and other data， and perform automatic strategy analysis and control through the system. In addition， the system is equipped with a mobile APP for administrators to supervise the pigsty and query data anytime and anywhere. Test results show that the system can achieve distributed environmental monitoring of swine houses， remote control， monitoring of swine growth， and monitoring of swine physiological status for different environments and breeding zones. The wireless signal transmission of the system is stable， the control reliability is high， the data is received for 1 000 times continuously without data loss， and the average response rate is less than 200ms.

Keywords：

swine; intelligent breeding; remote control; Internet of Things; management platform

0"引言

受條件設(shè)施、養(yǎng)殖技術(shù)、養(yǎng)殖規(guī)模等因素的影響^［1］，養(yǎng)殖戶很難及時發(fā)現(xiàn)生豬的異常，從而導(dǎo)致生豬病死甚至傳染，造成巨大損失^［2］。此外，由于規(guī)?；i場養(yǎng)殖密度高，生豬患呼吸道疾病的概率增大^［3］，對舍內(nèi)環(huán)境控制、生豬健康狀態(tài)監(jiān)控以及生產(chǎn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)控等方面提出更高的要求。因此，規(guī)?；呢i場中，在盡量避免人和豬接觸的情況下，如何在早期發(fā)現(xiàn)異常豬，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖環(huán)境精準(zhǔn)可控是亟需解決的問題。調(diào)研顯示^［4］：48.38%農(nóng)牧企業(yè)用工成本增高；超50%的農(nóng)牧企業(yè)采取靈活用工方式，實(shí)施云平臺辦公、自動化生產(chǎn)等。可見，以狀態(tài)感知、實(shí)時分析、自我決策、精準(zhǔn)執(zhí)行^［5］為特征的數(shù)字化、自動化、智慧化養(yǎng)殖方式已成為現(xiàn)代生豬養(yǎng)殖不可或缺的內(nèi)容和發(fā)展的主要方向，也是農(nóng)牧產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要力量。

早在2016年，歐美畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國家規(guī)?；i場智能化飼養(yǎng)設(shè)備的使用率已達(dá)到60%^［6］。我國物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用起步雖然相對晚一些，但隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，在“互聯(lián)網(wǎng)+”的推動下，近年來我國在智慧養(yǎng)殖信息化水平方面同樣涌現(xiàn)出許多成果。楊東軒等^［7］選取低功耗WiFi微控制器以及兼顧成本和性能的環(huán)境傳感器，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種低成本的禽舍環(huán)境監(jiān)測器；劉冠廷^［8］利用Zig Bee技術(shù)建立組網(wǎng)模型對禽畜舍環(huán)境進(jìn)行智能管控，這個模型可對多源感知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測，并且通過GPRS DTU對數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠傳輸；劉恰^［9］提出的移動式散養(yǎng)雞舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)提取的同時，通過模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制方式對雞舍溫度進(jìn)行控制，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)根據(jù)適宜雞只生長的溫度來控制溫度裝置；牛海春等^［10］利用一種基于STM32F103RCT6的微控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)并制作出畜禽養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)；鄺楚文等^［11］針對畜禽養(yǎng)殖場地處偏僻，設(shè)備落后及異地養(yǎng)殖存在管理難點(diǎn)的問題，采用中移M6315模組，分析LwM2M協(xié)議、MQTT協(xié)議的發(fā)布訂閱機(jī)制，以輕量級TCP協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，實(shí)現(xiàn)了畜禽養(yǎng)殖自動飼養(yǎng)機(jī)、通電水閥等功能。王默宣^［12］通過無線通信獲得傳感器數(shù)據(jù)并控制繼電器開關(guān)，實(shí)現(xiàn)面向智慧養(yǎng)殖均衡環(huán)境參數(shù)的物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)動控制系統(tǒng)；徐倩^［13］提出的一種基于云平臺的豬舍監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對豬舍內(nèi)的溫濕度、光照、氨氣濃度、火焰、雨滴以及行人的監(jiān)測，并利用YOLOv4算法實(shí)現(xiàn)豬舍內(nèi)豬只的檢測、跟蹤以及分割。

現(xiàn)有的智慧養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在使用中存在以下問題：（1）缺乏自主調(diào)節(jié)的策略和系統(tǒng)，現(xiàn)有的智慧養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)全自動無人化監(jiān)控與管理，且很多系統(tǒng)監(jiān)測參數(shù)單一。（2）現(xiàn)有人工及半自動養(yǎng)殖管理模式下，環(huán)境和飼喂調(diào)控管理需要依靠人工經(jīng)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)調(diào)節(jié)，對管理人員的管理經(jīng)驗(yàn)要求高，常因調(diào)控不及時和調(diào)控精度不高而影響?zhàn)B殖效果，同時人工的用工量較大。（3）現(xiàn)有的基于物聯(lián)網(wǎng)的管理系統(tǒng)普遍采用集中管控的模式，雖能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在線監(jiān)測、遠(yuǎn)程人工操控，但難以針對不同環(huán)境和養(yǎng)殖分區(qū)制定不同的調(diào)控策略，難以實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量的養(yǎng)殖生產(chǎn)管理，同時系統(tǒng)布線復(fù)雜，安裝及維護(hù)難度較大。

為此，本文綜合運(yùn)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、分布式控制、云計(jì)算等技術(shù)手段，設(shè)計(jì)一款較為完善的生豬智慧養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，包括豬舍養(yǎng)殖環(huán)境和豬舍調(diào)控機(jī)構(gòu)的監(jiān)管控、生豬生理功能監(jiān)控、自動飼喂等功能。同時，構(gòu)建基于策略和模型配置的分布式調(diào)控系統(tǒng)，可以針對不同場景及養(yǎng)殖分區(qū)高效進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)建和策略定制，并在豬場進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。

1"系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)主要包含底層硬件設(shè)備、云服務(wù)平臺和移動客戶端三部分。底層硬件設(shè)備包含視頻監(jiān)控設(shè)備、分布式環(huán)境監(jiān)測終端、LoRa無線智能控制器、LoRa網(wǎng)關(guān)、4G智能網(wǎng)關(guān)、本地智能控制器。LoRa網(wǎng)關(guān)與分布式環(huán)境監(jiān)測終端、LoRa無線智能控制器構(gòu)建無線自組網(wǎng)，實(shí)時監(jiān)測舍內(nèi)多區(qū)域的溫度、濕度、氣體濃度等環(huán)境參數(shù)，4G智能網(wǎng)關(guān)用以接收云服務(wù)平臺決策控制指令或接收本地智能控制器指令自動控制風(fēng)機(jī)、濕簾、飼喂機(jī)、補(bǔ)光燈等機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境智能調(diào)節(jié)和飼喂管理。云服務(wù)平臺作為系統(tǒng)的“大腦”，負(fù)責(zé)環(huán)境數(shù)據(jù)、機(jī)構(gòu)操控、智能決策控制，與4G智能網(wǎng)關(guān)通過MQTT協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令交互，完成底層設(shè)備監(jiān)控管理，提供科學(xué)的養(yǎng)殖管理建議，可隨時隨地查看豬場內(nèi)的情況，了解豬只的健康狀態(tài)、飼養(yǎng)情況等，同時提供移動客戶端實(shí)現(xiàn)智慧化養(yǎng)殖管理。系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖1所示。

2"系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1"硬件設(shè)計(jì)

2.1.1"環(huán)境監(jiān)測終端

環(huán)境監(jiān)測終端是集環(huán)境信息監(jiān)測、LoRa無線網(wǎng)絡(luò)連接和遠(yuǎn)程平臺監(jiān)測為一體的智能監(jiān)測終端^［14］，環(huán)境監(jiān)測終端周期進(jìn)行環(huán)境參數(shù)采集，通過LoRa與4G智能網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)通訊，通訊采用MODBUS-RTU協(xié)議，當(dāng)收到智能網(wǎng)關(guān)的環(huán)境數(shù)據(jù)讀取指令時，監(jiān)測終端即將最新環(huán)境數(shù)據(jù)無線轉(zhuǎn)發(fā)給智能網(wǎng)關(guān)，再由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)至遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺，實(shí)現(xiàn)環(huán)境實(shí)時監(jiān)測和歷史趨勢分析。環(huán)境監(jiān)測終端結(jié)構(gòu)如圖2所示。

系統(tǒng)可以實(shí)時監(jiān)測當(dāng)前環(huán)境溫度、濕度、光照強(qiáng)度、CO2濃度、NH3濃度、H2S濃度、PM2.5、PM10、PM1.0等信息，監(jiān)測參數(shù)的技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

2.1.2"生豬智能耳標(biāo)

所使用耳標(biāo)材質(zhì)為聚碳酸酯（PC），設(shè)計(jì)的通訊頻段為2.4G，包含溫度傳感器、震動傳感器、電池電壓測量3個傳感器類型，測溫精度±0.2℃，每10s發(fā)送一個數(shù)據(jù)包。該耳標(biāo)所配備的網(wǎng)關(guān)為無線通訊，覆蓋范圍半徑為50m，網(wǎng)關(guān)與遠(yuǎn)程服務(wù)器的通訊通過4G或WLAN通訊，通訊采用UDP協(xié)議。網(wǎng)關(guān)每5min讀取向平臺更新一次耳標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括生豬體溫、運(yùn)動時長、電池電壓等數(shù)據(jù)。服務(wù)端工作流程如圖3所示。

服務(wù)端采用Netty框架構(gòu)建UDP服務(wù)器，調(diào)用耳標(biāo)廠商提供的SDK解析耳標(biāo)數(shù)據(jù)，最后將數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。Netty是異步的、基于事件驅(qū)動的NIO網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用框架，能夠開發(fā)高性能、高可用的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。本框架可支持接入海量耳標(biāo)終端，而且性能優(yōu)秀。

2.1.3"智能LoRa無線控制器

智能LoRa無線控制器是集2路AD數(shù)據(jù)采集、4路開關(guān)量輸入、4路繼電器輸出控制、無線LoRa通信、遠(yuǎn)程平臺操控為一體的智能控制終端，控制終端通過LoRa與4G智能網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)通訊，采用MODBUS-RTU協(xié)議。為滿足本地手動操控和遠(yuǎn)程平臺遙控，智能控制器通過開關(guān)量輸入端外接多路自復(fù)位操作按鈕進(jìn)行本地操控，同時通過LoRa通訊進(jìn)行遠(yuǎn)程指令操控，具體工作流程如圖4所示。

當(dāng)本地按鈕按下時智能控制器自動進(jìn)行防抖檢測，并根據(jù)當(dāng)前設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行相反運(yùn)行狀態(tài)輸出，再經(jīng)強(qiáng)弱電隔離驅(qū)動完成220V或380V的強(qiáng)電設(shè)備控制，同時記錄的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)也相應(yīng)進(jìn)行更新，并實(shí)時發(fā)送給4G智能網(wǎng)關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程平臺的設(shè)備狀態(tài)同步更新，從而保證遠(yuǎn)程平臺端能夠?qū)崟r動態(tài)監(jiān)測本地機(jī)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)遠(yuǎn)程平臺控制指令通過4G智能網(wǎng)關(guān)下發(fā)至智能控制器時，控制器通過ID和操作指令解析，控制繼電器輸出使設(shè)備達(dá)到預(yù)期工作狀態(tài)，并進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)更新存儲，同時反饋控制執(zhí)行結(jié)果，保證設(shè)備遠(yuǎn)程可靠閉環(huán)控制。

2.1.4"4G智能網(wǎng)關(guān)

網(wǎng)關(guān)采用FCU1103嵌入式控制單元，Cortex-A7架構(gòu)，NXP單核i.MX6UL處理器，支持LoRa、4G無線通信、485總線通信，與服務(wù)器采用MQTT協(xié)議交互，實(shí)現(xiàn)本地控制系統(tǒng)高效網(wǎng)聯(lián)管理，保證消息的可靠性。智能網(wǎng)關(guān)作為整個監(jiān)控系統(tǒng)的核心，具備LoRa自組網(wǎng)能力和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)無線通訊能力，負(fù)責(zé)與環(huán)境監(jiān)測終端和智能無線控制器組建無線通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行環(huán)境數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測，同時連接遠(yuǎn)程服務(wù)器完成數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸和控制指令接收轉(zhuǎn)發(fā)^［15］，智能網(wǎng)關(guān)的工作原理如圖5所示。

智能網(wǎng)關(guān)內(nèi)建4個線程任務(wù)，通過文件配置設(shè)定各任務(wù)執(zhí)行參數(shù)進(jìn)行循環(huán)執(zhí)行。網(wǎng)關(guān)同時還配有觸摸顯示終端，通過可視化數(shù)字文本和動態(tài)圖標(biāo)實(shí)時顯示當(dāng)前養(yǎng)殖舍的環(huán)境參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并對LoRa終端設(shè)備的連接狀態(tài)和遠(yuǎn)程服務(wù)器的連接狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，幫助現(xiàn)場管理人員更加便捷地查看與管理。

2.2"軟件設(shè)計(jì)

智慧豬舍管控云服務(wù)平臺基于Spring框架設(shè)計(jì)開發(fā)，由訪問層、前端展示層、交互層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層和平臺層構(gòu)成，系統(tǒng)功能如圖6所示。數(shù)據(jù)中心通訊中間件采用Niosocket通信，負(fù)責(zé)與智能網(wǎng)關(guān)建立4G連接，維持連接并進(jìn)行接收數(shù)據(jù)和操控指令的雙向收發(fā)和解析存儲；后端基于spring框架，用于完成軟件通訊功能的業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)支持，與前端建立交互；業(yè)務(wù)應(yīng)用前端交互基于VUE進(jìn)行設(shè)計(jì)，提供Web頁面進(jìn)行人機(jī)交互。

2.2.1"軟件后臺

1） "數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫采用MySQL+Elastic Search雙數(shù)據(jù)庫，MySQL存儲業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，Elasric Search存儲設(shè)備采集的數(shù)據(jù)。由于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量相對較小，而且增量不大，故選用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫MySQL^［16］；由于設(shè)備采集的數(shù)據(jù)量會隨著時間的推移越來越大，Elastic Search具有實(shí)時存儲和實(shí)時分析的分布式搜索引擎，面向文檔，檢索速度快等特點(diǎn)^［17］，故選用Elastic Search存儲傳感器數(shù)據(jù)，能大大提高數(shù)據(jù)的檢索效率，提升用戶體驗(yàn)。

2） "決策管理。后臺共采用兩種策略管理模式。一是定時策略：后臺啟用定時策略，執(zhí)行系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的控制模型，策略模型包含開啟養(yǎng)殖舍內(nèi)的風(fēng)機(jī)、濕簾、喂料、照明等機(jī)構(gòu)，定時時間到，下發(fā)控制指令至智能網(wǎng)關(guān)；二是規(guī)則策略：系統(tǒng)后臺根據(jù)實(shí)時采集的傳感器數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)預(yù)制的控制模型，進(jìn)行實(shí)時在線分析，若達(dá)到某一控制模型的觸發(fā)條件，則立即執(zhí)行。智能網(wǎng)關(guān)內(nèi)部集成的4G通訊模塊在系統(tǒng)啟動時自主連接管控平臺，并與平臺進(jìn)行調(diào)控策略和模型的匹配，若有修改則同步更新，若無修改則直接運(yùn)行，自動調(diào)控策略運(yùn)行時，依據(jù)調(diào)控策略對接收到的環(huán)境參數(shù)信息進(jìn)行解析并生成調(diào)控指令下發(fā)給智能控制器完成機(jī)構(gòu)自動調(diào)控，并將實(shí)時參數(shù)和機(jī)構(gòu)狀態(tài)同步向平臺更新傳送。智能策略控制運(yùn)行機(jī)制如圖7所示?；谧灾鞑呗缘酿B(yǎng)殖在線調(diào)控能夠進(jìn)一步解放人工，并擺脫現(xiàn)場養(yǎng)殖管理對人工經(jīng)驗(yàn)的過分依賴，解決人工或半自動管控模式下調(diào)控不及時和調(diào)控精度不高等問題。

2.2.2"軟件前端

軟件前端采用Html+Css+Vue框架進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)。軟件功能包括數(shù)據(jù)監(jiān)測，后臺管理，設(shè)備管理，用戶管理等多模塊。點(diǎn)擊進(jìn)入軟件后臺，可從數(shù)據(jù)監(jiān)測頁面查看所有環(huán)境監(jiān)測終端的數(shù)值及舍內(nèi)所有設(shè)備的運(yùn)行情況；視頻監(jiān)控中所選用的是360°可旋轉(zhuǎn)攝像頭，在軟件后臺可以根據(jù)需要向上下左右自由旋轉(zhuǎn)，并可放大縮小近遠(yuǎn)焦查看所想要觀看的區(qū)域；除此以外，在后臺的設(shè)備管理中，可自由地增加、減少或者編輯養(yǎng)殖舍內(nèi)的設(shè)備信息，同時設(shè)備模型中可自由配置屬性，并進(jìn)行圖標(biāo)管理；生豬管理中，也可以自由增刪生豬編號，并對其具體的信息如日齡、免疫情況等進(jìn)行編輯，并可隨時查看每一頭生豬的具體體溫及活躍度情況；同時，后臺的數(shù)據(jù)報表可供隨時查看并導(dǎo)出歷史數(shù)據(jù)；用戶權(quán)限管理界面可供管理員進(jìn)行用戶訪問權(quán)限的設(shè)置。

3"系統(tǒng)集成與測試

智慧養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要從3個方面作為切入點(diǎn)實(shí)現(xiàn)智慧養(yǎng)殖：一是通過傳感器和攝像頭對養(yǎng)殖場內(nèi)的狀況進(jìn)行環(huán)境數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)的采集；二是分別對2種數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、處理和分析，驅(qū)動分布式智能控制器進(jìn)行養(yǎng)殖機(jī)構(gòu)調(diào)控；三是對Web端進(jìn)行環(huán)境超標(biāo)、病豬監(jiān)測的告警推送，并通過Web端實(shí)現(xiàn)環(huán)境控制。

3.1"系統(tǒng)集成

用戶直接訪問公網(wǎng)IP進(jìn)入Web頁面，登錄智慧豬舍養(yǎng)殖管控平臺后，用戶可在前端頁面實(shí)時查看到豬舍內(nèi)視頻監(jiān)控窗口、豬舍內(nèi)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)、豬舍內(nèi)調(diào)控機(jī)構(gòu)的狀態(tài)以及豬舍內(nèi)各豬只身體狀態(tài)，并可在前端頁面進(jìn)行豬舍風(fēng)機(jī)、濕簾、喂料、照明等開關(guān)操作。飼養(yǎng)員不僅能通過前端界面查詢飼喂記錄以及生豬身體狀態(tài)，系統(tǒng)還會向用戶提供各種異常報警（包括豬舍環(huán)境溫度異常以及豬只體溫異常）。實(shí)際前端交互界面經(jīng)過日常使用驗(yàn)證，可以完成業(yè)務(wù)需求。

3.2"生豬個體體溫監(jiān)測

通過生豬佩戴的無線設(shè)備，實(shí)時采集對應(yīng)生豬的體溫、行為信息，及時提供健康異常狀態(tài)預(yù)警。通過后臺點(diǎn)擊生豬耳標(biāo)所屬編號，可查看對應(yīng)生豬體溫和運(yùn)動時長的當(dāng)前和歷史數(shù)據(jù)。同時可獲得該豬日齡及所接種疫苗的具體情況；在整個試驗(yàn)過程中，選取的生豬的耳朵體表溫度在35.52℃～36.93℃范圍內(nèi)波動（圖8）。由于試驗(yàn)時間跨度較大、豬舍外界環(huán)境消毒等因素，造成了豬的體表溫度出現(xiàn)些許變化，但可作為生豬是否發(fā)病的參考衡量因素之一。

3.3"系統(tǒng)可靠性測試

對智慧養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行測試，環(huán)境監(jiān)測終端每1min上傳一次數(shù)據(jù)，結(jié)果如表2所示，可以看出連續(xù)進(jìn)行1 000次接收數(shù)據(jù)測試數(shù)據(jù)無丟失。

對LoRa網(wǎng)關(guān)分為兩步進(jìn)行測試，結(jié)果如表3所示。首先是下行數(shù)據(jù)測試，通過向4個LoRa無線控制器下發(fā)控制指令，底層設(shè)備均能正確響應(yīng)，說明LoRa網(wǎng)關(guān)下行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)正常；從收到指令到下發(fā)指令，耗時0.5s，數(shù)據(jù)無丟失，控制成功率100%。其次，通過對上行數(shù)據(jù)測試，每次下發(fā)控制指令，均能接收到LoRa無線控制器返回的響應(yīng)，說明上行數(shù)據(jù)正常。

4"結(jié)論

1） "設(shè)計(jì)一套生豬智慧養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用各類傳感器集實(shí)時采集、記錄、上傳、報警等功能于一體，通過云端（阿里云）進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、保存并將報警信息通過微信小程序和短信推送給養(yǎng)殖管理員，可實(shí)現(xiàn)對各區(qū)域養(yǎng)殖環(huán)境、豬只生長信息、飼喂設(shè)備的動態(tài)監(jiān)管控。

2） "本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸與遠(yuǎn)程操控穩(wěn)定可靠，平均響應(yīng)速率lt;200ms。系統(tǒng)支持PC端網(wǎng)頁、微信端登錄查看及導(dǎo)出實(shí)時數(shù)據(jù)、實(shí)時曲線、報警記錄、歷史記錄等，可以極大地減少養(yǎng)殖人員的工作量，提高工作效率和信息化管理水平。

3） "構(gòu)建的基于策略和模型配置的分布式調(diào)控系統(tǒng)，靈活性更高、實(shí)用性更強(qiáng)，可以針對不同場景及養(yǎng)殖分區(qū)高效進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)建和策略定制，更契合規(guī)?；腔垧B(yǎng)殖的產(chǎn)業(yè)及技術(shù)需求，保障生豬養(yǎng)殖安全與質(zhì)量的同時，實(shí)現(xiàn)提高養(yǎng)殖企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的最終目標(biāo)。

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