禽舍环境无线监测系统的设计与实现

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禽舍环境监测和监控设备的自动化与智能化程度随着电子技术的发展虽然越来越高,但是这些设备大都是采用有线的形式。在禽舍中采用有线的形式不仅布线麻烦,而且一定程度上限制了监测点的移动性。针对这种情况,本文设计并实现了禽舍环境无线监测系统。射频电路、低功耗电路制作工艺的进步为开发无线系统提供了前提,数字通信和数字调制技术的迅速发展为无线系统开发奠定了基础。同时,半导体技术、通信技术和计算机技术的进步,推动了无线传感器网络技术的产生与快速发展。在禽舍中搭建小型无线传感器网络将比传统有线监测系统具有实时性好、移动灵活、成本低等的优势。综合分析禽舍中影响畜禽生长生产的环境因子,确定了主要监测的对象有温度、湿度、NH3和CO2。根据发送数据量及其特征设计了以IA4432为无线收发器的禽舍无线监测系统。针对点对多点的通信要求,搭建了小型的无线传输网络。根据禽舍内部的一般结构设计了网络的拓扑结构,选取了适合的介质访问控制协议、隐藏节点策略、差错重传机制和低功耗处理方案,考虑到禽舍内部和外部存在干扰使用了跳频通信的工作机制。从硬件和软件的设计上严格规范,降低干扰,提高系统整体性能,在PCB板制作时采取了相应抗干扰措施。系统的硬件和软件采用模块化设计方案,并设计了PC监测界面,实现了监测数据的实时显示、保存及曲线描绘等。本论文设计的禽舍环境无线监测系统具有成本低、功耗低、通用性好和抗干扰能力强等优点,可以实现多种信号的精确监测,还可以很方便的应用到其他领域的监测。
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