一、項目背景
隨著社會的發(fā)展，粗放型養(yǎng)殖由于效益低、風險高、污染大，逐漸被現(xiàn)代化養(yǎng)殖取代。現(xiàn)代化養(yǎng)殖管理，可以實現(xiàn)養(yǎng)殖智能化，打造全新的養(yǎng)殖管理理念，提升養(yǎng)殖場的產(chǎn)量與產(chǎn)值，讓養(yǎng)殖戶輕松成為一個十分給力的“飼養(yǎng)專家”。
二、品高畜牧養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)概述
品高畜禽養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控控系統(tǒng)主要由上位機管理系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、現(xiàn)場傳感器等部分組成。整套系統(tǒng)可以實現(xiàn)各種動物養(yǎng)殖場的綜合監(jiān)控，包括室內(nèi)的溫度、濕度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、光照強度、壓力等，同時可對室內(nèi)的溫度、濕度、有害氣體濃度、光照度進行自動或手動控制，以營造一個適于動物生長生活的良好環(huán)境，提高養(yǎng)殖的經(jīng)濟效益。
二、畜牧養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理
基于無線傳感器網(wǎng)絡的畜禽智能養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)利用無線傳輸技術，圍繞設施化畜禽養(yǎng)殖場生產(chǎn)和管理環(huán)節(jié)，通過無線傳感器在線采集養(yǎng)殖場環(huán)境信息（二氧化碳、氨氣、硫化氫、空氣溫濕度等）， 同時集成改造現(xiàn)有的養(yǎng)殖場環(huán)境控制設備，實現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖的智能生產(chǎn)與科學管理。養(yǎng)殖戶可以通過手機、PDA、計算機等信息終端，實時掌握養(yǎng)殖廠環(huán)境信息，及時獲取異常*警信息，并可以根據(jù)監(jiān)測結果，遠程控制相應設備，實現(xiàn)健康養(yǎng)殖、節(jié)能降耗的目的。
三、畜牧養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的組成
畜牧養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要由五個子系統(tǒng)組成，分別是信息采集系統(tǒng)、視*監(jiān)控系統(tǒng)、無線傳輸系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)以及軟件平臺（管理中?）。
1、信息采集系統(tǒng)
二氧化碳、氨氣、硫化氫、空氣溫濕度、光照強度、氣壓、粉塵等各類傳感器，實時采集養(yǎng)殖舍內(nèi)的環(huán)境值。
2、視*監(jiān)控系統(tǒng)
可遠程監(jiān)控各舍內(nèi)的視*圖像及環(huán)境變化情況，及時查看畜禽的成長生活狀況（進食、引水、排泄等），密切關注疫情的發(fā)生、防治。
隨著社會的發(fā)展，粗放型養(yǎng)殖由于效益低、風險高、污染大，逐漸被現(xiàn)代化養(yǎng)殖取代。現(xiàn)代化養(yǎng)殖管理，可以實現(xiàn)養(yǎng)殖智能化，打造全新的養(yǎng)殖管理理念，提升養(yǎng)殖場的產(chǎn)量與產(chǎn)值，讓養(yǎng)殖戶輕松成為一個十分給力的“飼養(yǎng)專家”。
二、品高畜牧養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)概述
品高畜禽養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控控系統(tǒng)主要由上位機管理系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、現(xiàn)場傳感器等部分組成。整套系統(tǒng)可以實現(xiàn)各種動物養(yǎng)殖場的綜合監(jiān)控，包括室內(nèi)的溫度、濕度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、光照強度、壓力等，同時可對室內(nèi)的溫度、濕度、有害氣體濃度、光照度進行自動或手動控制，以營造一個適于動物生長生活的良好環(huán)境，提高養(yǎng)殖的經(jīng)濟效益。
二、畜牧養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理
基于無線傳感器網(wǎng)絡的畜禽智能養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)利用無線傳輸技術，圍繞設施化畜禽養(yǎng)殖場生產(chǎn)和管理環(huán)節(jié)，通過無線傳感器在線采集養(yǎng)殖場環(huán)境信息（二氧化碳、氨氣、硫化氫、空氣溫濕度等）， 同時集成改造現(xiàn)有的養(yǎng)殖場環(huán)境控制設備，實現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖的智能生產(chǎn)與科學管理。養(yǎng)殖戶可以通過手機、PDA、計算機等信息終端，實時掌握養(yǎng)殖廠環(huán)境信息，及時獲取異常*警信息，并可以根據(jù)監(jiān)測結果，遠程控制相應設備，實現(xiàn)健康養(yǎng)殖、節(jié)能降耗的目的。
三、畜牧養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的組成
畜牧養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要由五個子系統(tǒng)組成，分別是信息采集系統(tǒng)、視*監(jiān)控系統(tǒng)、無線傳輸系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)以及軟件平臺（管理中?）。
1、信息采集系統(tǒng)
二氧化碳、氨氣、硫化氫、空氣溫濕度、光照強度、氣壓、粉塵等各類傳感器，實時采集養(yǎng)殖舍內(nèi)的環(huán)境值。
2、視*監(jiān)控系統(tǒng)
可遠程監(jiān)控各舍內(nèi)的視*圖像及環(huán)境變化情況，及時查看畜禽的成長生活狀況（進食、引水、排泄等），密切關注疫情的發(fā)生、防治。
3、無線傳輸系統(tǒng)
采用計訊 DTU 通過GPRS/4G/3G等網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)無線傳輸，將前端設備的各項數(shù)據(jù)上傳至中?管理系統(tǒng)。
4、自動控制系統(tǒng)
主要包括溫度控制，濕度控制，通風控制，光照控制，噴淋控制以及定時或遠程手動限食，喂水，掏糞等。
5、軟件平臺
可通過電腦或手機等信息終端，遠程實時查看養(yǎng)殖舍內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，通過應用平臺實現(xiàn)自動控制功能，各類報*功能。
四、系統(tǒng)界面
通過綜合控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對如溫度、濕度、氣體濃度、光照度等參數(shù)的自動調(diào)節(jié)與控制，同時提供手動控制支持，通過手動與自動的結合，達到較理想的控制，為動物營造舒*、健康的生活環(huán)境，實現(xiàn)更好的經(jīng)濟效益。
1、牛舍內(nèi)溫濕度調(diào)節(jié)，保證舒*的溫濕度環(huán)境。
通過室內(nèi)室外的溫度感器進行室風外對比，在炎熱夏季，當舍內(nèi)溫度高于外界溫度時，可啟動風機進行空氣交換，降低舍內(nèi)溫度，同樣當舍內(nèi)濕度高開外界濕度且濕度較大時，也可通風排濕；在寒冬尤其是北方，需要對牛舍進行保溫處理，適當時進行送暖（如太陽能、電熱爐、鍋爐供暖）等。
2、通風換氣，保持舍內(nèi)空氣清新。
充足的光照時間是保證牛健康、快速成長，高*產(chǎn)奶的一個重要因素，對于陰天牛舍內(nèi)光線陰暗或冬季日照時間不足的情況，適當增加輔助照明，彌補天氣、季節(jié)因素光照度的不足。通過自動控制系統(tǒng)中的照度自動調(diào)節(jié)功能可以實現(xiàn)對牛舍內(nèi)照度的自由調(diào)節(jié)。
3、牛舍內(nèi)壓力的監(jiān)測。
由于某些時候通風性差等原因，有可能造成牛舍內(nèi)壓力與外界存在差異，不利于內(nèi)外氣體流通，這也是舍內(nèi)有害氣體濃度過高的一個因素。當出現(xiàn)內(nèi)外壓差時，應啟動相關設備進行通風換氣等以保證空氣流通。
4、
牛舍視頻監(jiān)控，隨時掌握現(xiàn)場，實況提高監(jiān)管效率。
對于有條件的牛舍可安裝視頻監(jiān)控，以便隨進查看牛舍內(nèi)的情況，減少人工現(xiàn)場 巡查次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。現(xiàn)在安裝視頻監(jiān)控的投入已很少了，從科學養(yǎng)殖、提高養(yǎng)殖管理水平，實現(xiàn)現(xiàn)代化養(yǎng)殖的角度來看，視頻監(jiān)控是現(xiàn)代化養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展必然趨勢。
5、綜合的軟件監(jiān)測平臺
為管理人員提供實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，為及時做出相關養(yǎng)殖調(diào)整和制定新的規(guī)劃方案提供數(shù)據(jù)支持。
五、云平臺
1、提供實時供每個監(jiān)測點的溫濕度、氨氣、硫化氯、二氧化碳濃度、光照度、大氣壓力。
2、提供歷史數(shù)據(jù)查詢，支持過去任一時段的數(shù)據(jù)查詢，對一些突發(fā)事件提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
3、提供歷史曲查看，通過對過去某一時段的變化趨勢觀察，可以總結出相應的變化規(guī)律，從中可以總結出一些寶貴經(jīng)驗。
4、提供實時報警功能，當監(jiān)測到的任一個參數(shù)達到報警條件時，監(jiān)測軟件會提供聲音和相應數(shù)值閃爍報警，為相關管理人員提供報警提示。
5、數(shù)據(jù)自動儲，支持以Excel格式存儲，可長期保存，方便日后查找和參考。
6、監(jiān)測軟件采用工業(yè)組態(tài)平臺，具有性能穩(wěn)定、功能豐富、組態(tài)靈活，擴展方便等諸多優(yōu)勢。如可以根據(jù)牛舍分布提供軟件界面，在界面上區(qū)分牛舍位置、布局、每個監(jiān)測點位置等按照實際布局安排，實現(xiàn)監(jiān)測界面的生動形象，同時也為實際監(jiān)測提供方便。
7、監(jiān)測軟件采用全中文操作，軟件安裝簡單，由電腦自動安裝即可完成，參數(shù)設置人性化，易于推廣與普及。
六、溯源系統(tǒng)
總體目標:
建立養(yǎng)殖產(chǎn)品供應鏈中原料、加工、包裝、貯藏、運輸、銷售等環(huán)節(jié)信息管理。傳遞和交換方案,使水產(chǎn)品具備質(zhì)量跟蹤追溯能力,確保產(chǎn)品質(zhì)量安*。
采用計訊 DTU 通過GPRS/4G/3G等網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)無線傳輸，將前端設備的各項數(shù)據(jù)上傳至中?管理系統(tǒng)。
4、自動控制系統(tǒng)
主要包括溫度控制，濕度控制，通風控制，光照控制，噴淋控制以及定時或遠程手動限食，喂水，掏糞等。
5、軟件平臺
可通過電腦或手機等信息終端，遠程實時查看養(yǎng)殖舍內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，通過應用平臺實現(xiàn)自動控制功能，各類報*功能。
四、系統(tǒng)界面
通過綜合控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對如溫度、濕度、氣體濃度、光照度等參數(shù)的自動調(diào)節(jié)與控制，同時提供手動控制支持，通過手動與自動的結合，達到較理想的控制，為動物營造舒*、健康的生活環(huán)境，實現(xiàn)更好的經(jīng)濟效益。
1、牛舍內(nèi)溫濕度調(diào)節(jié)，保證舒*的溫濕度環(huán)境。
2、通風換氣，保持舍內(nèi)空氣清新。
3、牛舍內(nèi)壓力的監(jiān)測。
由于某些時候通風性差等原因，有可能造成牛舍內(nèi)壓力與外界存在差異，不利于內(nèi)外氣體流通，這也是舍內(nèi)有害氣體濃度過高的一個因素。當出現(xiàn)內(nèi)外壓差時，應啟動相關設備進行通風換氣等以保證空氣流通。
4、
牛舍視頻監(jiān)控，隨時掌握現(xiàn)場，實況提高監(jiān)管效率。
對于有條件的牛舍可安裝視頻監(jiān)控，以便隨進查看牛舍內(nèi)的情況，減少人工現(xiàn)場 巡查次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。現(xiàn)在安裝視頻監(jiān)控的投入已很少了，從科學養(yǎng)殖、提高養(yǎng)殖管理水平，實現(xiàn)現(xiàn)代化養(yǎng)殖的角度來看，視頻監(jiān)控是現(xiàn)代化養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展必然趨勢。
5、綜合的軟件監(jiān)測平臺
為管理人員提供實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，為及時做出相關養(yǎng)殖調(diào)整和制定新的規(guī)劃方案提供數(shù)據(jù)支持。
五、云平臺
1、提供實時供每個監(jiān)測點的溫濕度、氨氣、硫化氯、二氧化碳濃度、光照度、大氣壓力。
2、提供歷史數(shù)據(jù)查詢，支持過去任一時段的數(shù)據(jù)查詢，對一些突發(fā)事件提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
3、提供歷史曲查看，通過對過去某一時段的變化趨勢觀察，可以總結出相應的變化規(guī)律，從中可以總結出一些寶貴經(jīng)驗。
4、提供實時報警功能，當監(jiān)測到的任一個參數(shù)達到報警條件時，監(jiān)測軟件會提供聲音和相應數(shù)值閃爍報警，為相關管理人員提供報警提示。
5、數(shù)據(jù)自動儲，支持以Excel格式存儲，可長期保存，方便日后查找和參考。
6、監(jiān)測軟件采用工業(yè)組態(tài)平臺，具有性能穩(wěn)定、功能豐富、組態(tài)靈活，擴展方便等諸多優(yōu)勢。如可以根據(jù)牛舍分布提供軟件界面，在界面上區(qū)分牛舍位置、布局、每個監(jiān)測點位置等按照實際布局安排，實現(xiàn)監(jiān)測界面的生動形象，同時也為實際監(jiān)測提供方便。
7、監(jiān)測軟件采用全中文操作，軟件安裝簡單，由電腦自動安裝即可完成，參數(shù)設置人性化，易于推廣與普及。
六、溯源系統(tǒng)
總體目標:
建立養(yǎng)殖產(chǎn)品供應鏈中原料、加工、包裝、貯藏、運輸、銷售等環(huán)節(jié)信息管理。傳遞和交換方案,使水產(chǎn)品具備質(zhì)量跟蹤追溯能力,確保產(chǎn)品質(zhì)量安*。
七、特色功能模塊
專家問答與專家?guī)煜到y(tǒng)
基于畜牧養(yǎng)殖信息分散在各個不同部門的現(xiàn)狀,通過建設畜牧養(yǎng)殖信息綜合服務平臺畜牧養(yǎng)殖文庫,實現(xiàn)繁殖、培育、收獲科教等農(nóng)業(yè)檔信息的匯聚、分享和展示,解決了農(nóng)委現(xiàn)有系統(tǒng)中,各類信息系統(tǒng)相對獨立,信息分散,匯總能力弱等問題。
疫病監(jiān)測預警系統(tǒng)
動物疫病在發(fā)生時,往往由于發(fā)現(xiàn)不及時處理不得當?shù)榷喾矫嬖?可能會造成動物大面積死亡,為養(yǎng)殖戶帶來不可預估的難以挽回的損失。該疾病監(jiān)測預警系統(tǒng)包括新病情信息發(fā)布,病情癥狀說明,控制治療方式等多方面,使養(yǎng)殖戶能清晰的了解動物疫病,處理疫病的同時,為監(jiān)管人員提供可視化的疫病防范手段,在重大疫情發(fā)生時,時間進行處理, 減少損失,保障養(yǎng)殖戶利益。
八、系統(tǒng)的應用范圍
畜禽養(yǎng)殖智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集精確度高和傳輸穩(wěn)定性強，無需布線或減少布線，輕松搭建，調(diào)試便捷，建設和維護成本低，非常適用于畜牧（牛、豬、羊、馬），家禽（鴿子、烏、雞、鴨、鵝、免、狗、貓、蜜蜂）等養(yǎng)殖場的環(huán)境監(jiān)控。
專家問答與專家?guī)煜到y(tǒng)
基于畜牧養(yǎng)殖信息分散在各個不同部門的現(xiàn)狀,通過建設畜牧養(yǎng)殖信息綜合服務平臺畜牧養(yǎng)殖文庫,實現(xiàn)繁殖、培育、收獲科教等農(nóng)業(yè)檔信息的匯聚、分享和展示,解決了農(nóng)委現(xiàn)有系統(tǒng)中,各類信息系統(tǒng)相對獨立,信息分散,匯總能力弱等問題。
疫病監(jiān)測預警系統(tǒng)
動物疫病在發(fā)生時,往往由于發(fā)現(xiàn)不及時處理不得當?shù)榷喾矫嬖?可能會造成動物大面積死亡,為養(yǎng)殖戶帶來不可預估的難以挽回的損失。該疾病監(jiān)測預警系統(tǒng)包括新病情信息發(fā)布,病情癥狀說明,控制治療方式等多方面,使養(yǎng)殖戶能清晰的了解動物疫病,處理疫病的同時,為監(jiān)管人員提供可視化的疫病防范手段,在重大疫情發(fā)生時,時間進行處理, 減少損失,保障養(yǎng)殖戶利益。
八、系統(tǒng)的應用范圍
畜禽養(yǎng)殖智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集精確度高和傳輸穩(wěn)定性強，無需布線或減少布線，輕松搭建，調(diào)試便捷，建設和維護成本低，非常適用于畜牧（牛、豬、羊、馬），家禽（鴿子、烏、雞、鴨、鵝、免、狗、貓、蜜蜂）等養(yǎng)殖場的環(huán)境監(jiān)控。
九、工程案例
寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所
山東省林業(yè)科學研究院
貴州師范學院
廣州市光機電技術研究院
中科院沈陽應用生態(tài)研究所
山東濟南農(nóng)科院
新鄉(xiāng)農(nóng)科院
陜西農(nóng)科院
浙江同濟科技職業(yè)學院
山西職業(yè)技術學院
成都山地災害與環(huán)境研究所
遼寧省水利水電科學研究院
合肥物質(zhì)科學研究院
河北農(nóng)業(yè)大學 機電工程學院
河北省農(nóng)林旱作農(nóng)業(yè)研究所
中科院成都山地災害與環(huán)境研究所
中國農(nóng)業(yè)大學（中國農(nóng)科院）
惠州學院成人教育學院
湖北咸寧可所科研院所
西北高原生物研究所
北京電力研究
武漢植物園生物入侵課題組
北京服裝學院
河南省農(nóng)科院植保所
寧夏大學農(nóng)學院
內(nèi)蒙古交通設計研究院有限責任公司
洛陽農(nóng)科院
福州農(nóng)科院
四川農(nóng)科院園藝所
石家莊農(nóng)科院
華南理工大學電力學院
北京市農(nóng)林植物保護環(huán)境保護研究所
廣西水產(chǎn)科學研究院
阜陽師范學院
北京市農(nóng)林
大學
中國氣象科學研究院
等等
九、配置清單
| 序號 | 設備名稱 | 規(guī)格型號 | 數(shù)量 | 單位 |
| 1 | 溫濕度傳感器（含接口模塊） | 1 | 臺 | |
| 2 | 氨氣氣體變送器 | 1 | 臺 | |
| 3 | 二氧化碳傳感器 | 1 | 臺 | |
| 4 | 氣體壓力變送器 | 1 | 臺 | |
| 5 | 采集模塊 | 1 | 臺 | |
| 6 | 輸入輸出采集模塊 | 1 | 臺 | |
| 7 | 斷電器 | 1 | 臺 | |
| 8 | 電源供應器 | 1 | 臺 | |
| 9 | 管理監(jiān)控服務器 | 1 | 臺 | |
| 10 | 畜禽養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng) | 1 | 套 | |
| 11 | 串口服務器 | 1 | 臺 | |
| 12 | 聲光報警部分 | 1 | 臺 | |
| 13 | 電話報警部分 | 1 | 臺 | |
| 14 | 短信報警部分 | 1 | 臺 |
十、主要技術參數(shù)
1.管理監(jiān)控服務器
產(chǎn)品型號：
CPU：J1900
USB：4個USB口
IO通道：6DI 2 DO
硬盤：機械硬盤500G (可選配固態(tài)硬盤120G或240G)
以太網(wǎng)口：1個10/100/1000M以太網(wǎng)口
電源輸入：AC 220V
功耗：<80W
環(huán)境溫度：-10℃～50℃
環(huán)境濕度：10%～90%RH，無凝露
靜電防護：接觸放電:±6KV；空氣放電:±8KV
EFT防護：±2KV
長×寬×高：440MM × 280MM × 44MM
內(nèi)存：1xSO-DIMM，DDR3 1333MHz Memory，4G(可選配8G)
串口：2個RS232，6個RS485串口
2.采集模塊
產(chǎn)品型號：
隔離電壓：5000VRMS
輸入阻抗：3KΩ/0.5W
計數(shù)通道：8
輸入頻率：100 Hz
脈沖寬度：5 ms
觸點容量：（交流）250 V/3 A
觸點容量：（直流）30 V /3 A
接通時間(典型)：3 ms
斷開時間(典型)：1 ms
絕緣電阻：1000 MΩ（500VDC）
RS-485通訊接口（2線制）
輸入阻抗：3KΩ/0.5W
電源要求：+9V~+36VDC
功耗：1.9W/24VDC
械特性：ABS塑料外殼，標準DIN導軌安裝
工作溫度：-10~70℃
存儲溫度：-25~85℃
濕度：5~95%，無結露
3.溫濕壓傳感器
供電電壓DC:7V-24V
工作電流：11mA(DC12V)
測量參數(shù)：溫度、濕度、大氣壓
接線定義：
紅：電源正極
黑：電源負極
黃：溫度
綠：濕度
白：大氣壓
溫度：
溫度測量范圍：-40~60℃
輸出方式：電壓0-5V
換算方式：電壓值÷5×100-40
單位：℃
線色：黃
濕度：
濕度測量范圍：0-99%
輸出方式：電壓0-5V
換算方式：電壓值÷5×100
單位：%
線色：綠
大氣壓：
壓力測量范圍：0-200kPa
輸出方式：電壓0-5V
換算方式：電壓值÷5×200
單位：kPa
線色：白
4.氨氣氣體變送器
供電電源：10~30VDC
氨氣零點漂移：0~50ppm≤±2ppm
輸出信號：RS485/4~20mA
工作溫度：-20~50℃
工作濕度：15~90%RH無冷凝
壓力范圍：90~110Kpa
穩(wěn)定性：≤2%信號值/月
分辨率：0~50ppm
5.二氧化碳傳感器
供電電源：12V-24V DC
耗電：<1. 15W (12VDC, 25℃)
溫度：－30-50°C (-20-40℃持續(xù)）
電流：4-20mA
電壓輸出負載：≤250Ω
測量范圍：5000ppm/1%/3%/65%/99%可選
測量精度：±(50ppm+3%讀數(shù)）(25℃)
6. 光照傳感器
測量范圍： 0～150kLux
精度: ±5%
分辨率：0.1kLux
功耗：<35mA
響應時間：< 1 秒
穩(wěn)定時間：通電后1秒
