微生物发酵床养猪舍是使用拌有微生物菌种的木屑、锯末、秸秆粉等为地面垫料，厚度50～100 cm。猪粪尿经微生物发酵分解和吸氨，转化为有机肥，实现了清洁生产，猪粪尿“零排放”[1]。猪是恒温动物，长期生活在铺满垫料的猪舍里，垫料表层的温度会影响猪的生长发育。Coliln等[2]的研究表明垫料表层温度高于33℃时，猪的食欲会下降。发酵床正常发酵时，垫料表层下20 cm 处的温度在40～55℃，温度太高或者太低，都会影响微生物降解猪粪的能力[3]。因此，为了提高发酵床养猪模式的微生物降解、消化猪粪尿的能力，给猪提供良好的温度环境，必须解决垫料内部测温问题。

很多学者应用不同的测温方式对发酵床垫料内部温度情况做了大量研究。刘波等[4]使用手持式红外测温仪分析了夏季高温阶段发酵床表层的温度分布规律，得出猪舍发酵床垫料表层温度为30.13℃。林营志等[5]用布电线、埋温度传感器的方式，分析了夏季高温季节微生物发酵床内温度变化动态，得出福州市福清渔溪微生物发酵床养猪舍内，垫料表层下20 cm处平均温度为40.5℃。何侨麟等[6]在垫料不同深度处埋干湿球温湿度计，获得夏季发酵床不同断面温度环境变化情况，得出夏季垫料表层温度为34.38℃，垫料表层下10 cm处的温度为36.94℃，垫料表层下20～40 cm处的温度为41.48～43.80℃。

目前，发酵床垫料内部测温方式主要有2种，一是在垫料内部埋温度计，隔一段时间挖出来读取；二是在垫料内部布线，安装温度传感器进行测温。埋温度计的方式即费时也费力，有线测温方式由于布线不便于垫料翻动，线路易腐蚀、可移动性差、铺设代价高等缺点，也不能满足实际测温需要[7]。为此，设计一套无线多点实时温度测量系统，将无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)引入到发酵床垫料多点测温系统中来，同时测量垫料表层温度及垫料内部不同深度的温度，在猪舍管理房间内能接收到温度数据并在上位机可视化显示、存储。

1 系统硬件的总体设计

1.1 总体设计框图及功能描述

系统主要由采集节点、汇聚节点、上位机组成，其结构如图1所示。采集节点和汇聚节点采用星型网络结构，它是一种简单、高效的网络结构。本系统运用在猪舍垫料内部，有一定的空间限制，使用的无线采集模块在空旷地传输距离可达200 m，可以满足这种通信机制。

2.报道方式上注重灵活性。经过探索和实践，新闻报道形成了“客观、公正、真实、全面”的规范化要求，地市级电视台的新闻在报道方式上注重多样性和灵活性，就能丰富报道内容，增强报道的活力，进而适应观众的需求。

图1 系统总体结构 Fig.1 System general structure

采集节点系统框图如图2所示，主要由采集节点单片机、电源模块、温度传感器网络以及无线模块组成。其中，传感器网络由放置在各测温点的多个温度传感器组成。采集节点单片机主要完成2个功能：一是采集温度数据；二是将测得的各点温度值通过无线模块发送给汇聚节点。

图2 采集节点系统 Fig.2 Acquisition node system block diagram

汇聚节点的系统框图如图3所示，主要由汇聚节点单片机、电源模块、无线模块、显示模块、按键及报警模块、上位机通信模块等组成。汇聚节点单片机也是主要完成两个功能：一是无线接收各点温度值并显示，如果温度值超出温度范围可以进行语音报警；二是将温度信息传输到上位机进行进一步可视化处理及存储。

图3 汇聚节点系统 Fig.3 Aggregation node system block diagram

上位机接收汇聚节点发来的数据包，显示不同采集点中各个温度传感器的温度值及报警温度值，并绘制出温度随时间变化的实时曲线。若温度值超出报警范围，系统可以给予提示。此外，还具有存储与加载数据的功能。

当学生发现问题有难度，如搞清楚一个特定的语法概念或单词、词组用法，困惑于阅读过的长句分析或段落大意等，两分钟内解决不了问题的时候，处理方式就是记录下来，形成学习任务清单，定下实际采用的行动步骤。课堂上带着任务清单听课，避免课堂学习中的随意性和盲目性，把学习变成自主学习，提高听课的针对性和目的性。

整个系统软件由采集节点程序设计、汇聚节点程序设计和监测中心上位机程序设计三大部分组成。不同采集节点只是节点号和NRF905本机接收地址不同，其他的程序设计基本相同。采集节点是埋在垫料内部，为了节电，每隔一段时间设置NRF905为发送模式并把数据发送给汇聚节点，其他时间设置为待机模式。

{

1.2 系统硬件电路实现

采集节点和汇聚节点单片机都选用STC89C52RC，它的供电电压为DC3.3～5.5 V，具有32个通用I/O口，3个16位定时/计数器，是一款高速、低功耗、抗干扰能力极强的单片机[8]。

比特币提供的脚本语言可以让交易方明确比特币转移的条件；而脚本语言本质上是一种编程语言，因而人们一般认为区块链资产具有可编程的特点。以太坊的出现强化了人们的这种观念。以太坊提供了一个准图灵机，让人们可以自定义智能合约，以完成资产的管理。智能合约是一种技术手段，随着合约内容涉及的应用领域不同，出现了对保险、供应链、公证等诸多社会生活领域的智能合约，因而出现了所谓可编程社会的观点。事实上，可编程也可以看成对数据的语义赋值之后的功能特性，只不过现在维持一致的数据包括了“代码数据”而已。

与此同时，表5显示，不同区间范围内各明细费用对该院费用结构变动的贡献率是不同的。从总体来看，2012～2016年间引起住院费用结构变动的项目主要有药品费、手术费、化验费、检查费四大项，四者累积贡献率达69.10%，其中药品费的结构变动贡献率高达35.73%，是在各年度中变动最活跃的项目；治疗费贡献率逐年下降，年均减少率为3.74%。具体而言，与2014～2015年相比，2015～2016年间诊疗费、手术费、护理费、药品费四项的结构变动贡献率均有较大幅度增加；床位费、检查费、化验费、治疗费四项的结构变动贡献率呈下降趋势。

采集节点和汇聚节点的无线传输模块选用集收发于一体的NRF905模块。供电电压为DC1.9～3.6 V，满足多点通讯、分组、跳频等应用需求，可工作于免费的433、868、915 MHz等3个ISM频道[9]。频率越低绕开障碍物传播的能力越强，本系统需埋在垫料内部，所以选用433 MHz频道。NRF905模块具有4种模式，分别为待机模式、关机模式、ShockBurst接收模式、ShockBurst发送模式。NRF905工作在待机模式时电流仅为12.5 μA，非常省电。NRF905模块具有标准的SPI硬件接口，可直接与单片机的 I/O口连接。

电源方面，STC89C52单片机供电电压为 5 V，汇聚节点采用电源适配器连接市电供电，考虑到采集节点需埋在垫料内部，所以采集节点采用锂电池进行供电。NRF905无线通讯模块供电电压为3.3 V，不能与STC89C52单片机共用一个5 V电源，所以必须转换电源电压。系统采用LM1117-3.3芯片，把5 V直流电压转换为3.3 V直流电压，电源模块还设计了相应的滤波电路，通过并联几个电容，使输出的电压电流尽可能的纯净。

温度传感器采用DS18B20。DS18B20 采用单总线协议，使单片机只需一个I/O口就能与诸多DS18B20通信，无需任何外部元件，直接将温度值转化成数字信号，以9 位数字码方式串行输出，测量温度范围为-55℃～125℃[10]。DS18B20 模块总共就3个引脚，一个数据 I/O口，2个电源线。因此，只需要在数据 I/O口上串接多个DS18B20探针，将各探针插入到需要测量的垫料中，就能实现多点测量。系统通过内部程序能够自动识别不同的DS18B20 测量的数据。

发酵床垫料大约10 d就需翻动1次、猪具有爱拱和乱啃东西的天性，所以要考虑系统的安装问题。为此，设计一种PVC探头管，把测温装置保护在管内。取一根高60 cm，半径40 cm的PVC管，根据实际测量位置打出直径为0.6cm的洞，把用不锈钢管(长3 cm、直径0.6 cm)封装好的DS18B20探头，穿入洞中并露出1 cm用于接触垫料。PVC管两头用堵头封住，埋入垫料中与垫料面平齐。为了增加系统的无线传输距离，节点系统中的无线发射模块一定要安放在探头管的顶部，以便减少无线发射信号在垫料中的传输距离。PVC管探头如图11所示。

图4 USB转串口电路 Fig.4 USB to serial port circuit

2 系统软件设计

各个采集节点都具有相同的硬件结构，系统可以根据需要，增加采集节点，各个采集节点间是彼此独立的。本系统根据实际需要，设计了1个汇聚节点，2个采集节点，每个采集节点挂接3个温度传感器，分别安装在垫料上、中、下的位置。

2.1 采集节点与汇聚节点程序设计

采集节点和汇聚节点程序设计都是利用模块化的程序设计方法。采集节点程序设计包括：主程序设计、DS18B20温度采集及滤波程序设计、NRF905无线模块程序设计。汇聚节点程序设计包括：主程序、NRF905无线模块程序设计、LCD12864显示程序、串口通信程序、按键程序和报警程序。采集节点主程序流程图如图5所示，汇聚节点主程序流程图如图6所示。

图5 采集节点主程序流程 Fig.5 Acquisition Node′s main program flowchart

图6 汇聚节点程序流程 Fig.6 Convergence node program flowchart

2.1.1 温度采集及滤波程序设计 对数字温度传感器DS18B20进行操作时，每一步都必须严格遵循其工作时序和通信协议。在每一片DSl8B20的ROM中都存有其唯一的64位序列号，这就要求在读取多点温度时，须先确定每个器件的序列号，才能对特定的器件进行操作[12]。获取器件序列号有搜索ROM和读ROM这两种方法。本系统采用读ROM的方式，通过读ROM(33H)命令将每个DS18B20的序列号读出并存入采集节点单片机的存储单元中。在获知器件序列号之后，就可以通过匹配ROM命令挑出一个特定的芯片，对其进行下一步的操作。温度数据读取流程图如图7所示。

图7 温度数据读取流程 Fig.7 Flowchart of reading temperature data

系统在数据采集过程中，由于现场环境比较恶劣，可能会遇到各种各样的干扰。为了减少虚假信息对系统的不良影响，本系统采用限幅滤波法使采集的温度数据更加准确。限幅滤波采用的方法是：根据实际运用环境确定两次采样数据允许的最大偏差△Y；如果前后两次采样数据相减的绝对值小于△Y，表明没有受到干扰，本次采样值有效。如果大于、等于△Y，表明输入的是干扰信号，采样值无效，用上次采样数据代替本次采样值。限幅滤波法的程序设计如下：

卢一平说,只有一个办法,折衷,也准也不准。你按他的胆码买单选组选,就不准。你按他的买单号,就发现很准了。

detect_Temp (float compare[],char i,float)

由受力分析可知，只要有倾角产生，便会有水平方向的水平分力，也会由此产生一个加速度，也就是说无人机俯仰的速度会越来越大，如果向下速度过大会导致无人机无法及时拉升从而坠落损坏，因此俯仰运动一般不能产生较大倾角[19]。

if (fabs(compare[i]-compare[i-1]

compare[i-1]=compare[i]; //这次的采样值有效，并作为下次比较的前一次采样值

上位机程序使用Visual Basic 6.0设计，使用MSComm串口通信控件来实现与温度数据采集系统的通信。实现了不同采集节点多个温度数据的实时曲线显示、数据保存、数据加载和报警等功能。上位机界面如图10所示。

2.1.2 NRF905数据发送与接收程序设计 使用NRF905时，首先单片机要通过SPI通信对NRF905进行配置，这个配置是通过设置配置寄存器来完成。该配置规定了无线接收器的无线接收模式、接收频率、接收功率、无线传输速率以及 CRC 校验和有效数据的长度。NRF905数据发送流程图和接收流程图分别如图 8、9所示。

图8 NRF905数据发送流程 Fig.8 NRF905 data transmitting flowchart

图9 NRF905数据接收流程 Fig.9 NRF905 data receiving flowchart

2.1.3 串口通信程序 上位机进行通信中采用了RS232串口协议，串口设置为9 600 bps、8 bit数据、1 bit停止位、无校验。串口每次发送16字节的数据包，数据以“0XAA”字符开头，以“0X55”字符结束。发送的数据包括某个采集节点处3个DS18B20测得的3个温度值(3个测温点分别用A、B、C表示)、报警温度上下限值和节点号。数据发送格式如表1所示。

2.2 上位机程序设计

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图10 上位机界面 Fig.10 Upper computer interface

表1 数据发送格式 Table 1 Data send format

第1字节第2字节第3字节第4字节第5字节第6字节第7字节第8字节第9字节第10字节第11字节第12字节第13字节第14字节第15字节第16字节0XAAA点温度值十位A点温度值个位A点温度值十分位B点温度值十位B点温度值个位B点温度值十分位C点温度值十位C点温度值个位C点温度值十分位温度上限十位温度上限个位温度下限十位温度下限个位采集节点号0X55

3 系统安装

3.1 测温点布置

通常的垫料厚度都为50～100 cm，不同深度的垫料温度值具有差别，一般来说中间的温度值最高。测温点的布置需要综合考虑垫料层厚度、猪舍环境以及各种功能要求。为了对垫料的翻动深度有个更好的了解，3个测量监测点一般分布在垫料表层，垫料表层下20 cm处，垫料中心层，呈纵向上、中、下3点分布。

3.2 系统安装

汇聚节点单片机同上位机的通信使用PL2303HX，它是一种USB转串口转换芯片。PL2303HX内置USB功能控制器、USB收发器、振荡器和带有全部调制解调器控制信号的UART，只需外接几只电容就可实现USB信号与RS232(TTL电平)信号的转换[11]。PL2303HX外围电路及连接如图4所示。

图11 PVC管探头 Fig.11 PVC pipe probe

4 系统精度测试和距离测试

4.1 精度测试

选用上海梅香仪器有限公司生产的HH-4型数显恒温水浴锅作为对比测试的仪器。恒温水浴锅量程为0～100℃，精度0.1℃，它可以将水加热并保持到设定的温度值。对比测试图如图12所示。测得的温度数据如表2所示。

该书伊始，拜厄特提及这本随笔的创作源自四月份在威尼斯参观城市博物馆的经历，她对于佛坦尼宫殿颇感兴趣，并坦言自己对于佛坦尼知之甚少，但是佛坦尼总是让她想起另一位英国艺术家莫里斯，而她对于后者很熟悉，所以，她希望“利用莫里斯去理解佛坦尼，利用佛坦尼去想象莫里斯”（Byatt,2016：6）②。于是，拜厄特创作了这本关于佛坦尼和莫里斯的随笔。既然作者把两位艺术家并置一文，自然少不了相同和不同之处的比较，拜厄特也确实是这么创作的。

试验数据表明，两者测量的温度值有小幅度偏差，偏差在±0.3℃范围内。因为垫料温度测量对温度精度要求不高，所以系统精度足以满足实际需求。

图12 对比测试 Fig.12 Comparison test

表2 系统温度数据 Table 1 System temperature data (单位/℃)

水浴锅温度31 555751采集节点A点温度31 455 275 11采集节点B点温度31 354 874 91采集节点C点温度31 455 375 12采集节点A点温度31 555 274 82采集节点B点温度31 855 174 92采集节点C点温度31 654 975 1

4.2 无线传输距离测试

分别对系统进行了开阔地距离测试、垫料穿透能力测试、养猪舍实际运用环境测试。在室外空旷地，传输距离在200 m左右。将采集节点无线模块完全埋在垫料介质中，在垫料介质中的传输距离在70 cm左右。把实际做好的PVC测温探头管埋入垫料中，刚好和垫料面齐平，在100 m处的管理房内能接受到稳定的温度信号，满足实际测量需求。

为了适应新时期防汛抗旱工作需求，加强防灾抗灾现场监测手段，提高监测能力，江苏省防办组织研发了防汛防旱移动式应急指挥所。

通过以上试验我们可以知道，在不同环境条件下无线数据传输距离也不一样，隔着障碍物通信对信号产生的衰减率比在空气中大得多。此外，传输距离还受到电源电量的影响，当电量不足时，传输距离会相应缩短。

5 结 论

根据微生物发酵养猪舍的实际情况，设计出一套以STC89C52RC单片机作为控制器核心部件，以nRF905为无线传输模块的垫料温度无线实时测量系统，实现了多点温度测量和数据无线传输的功能。设计了2个采集节点和一个汇聚节点，每个采集节点挂接3个温度传感器进行多点温度测量，温度数据通过LCD12864显示并通过串口传输到上位机进一步可视化显示和保存。为了满足垫料实际测温环境，设计一种PVC探头管，把测温装置保护在管内，温度传感器呈纵向上、中、下3点分布。测试结果表明系统稳定、精确度以及传输距离满足实际需要。利用该系统可以及时了解不同深度的发酵床微生物生存环境，分析温度动态变化情况，为环境控制提供参考。

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