随着当前物联网技术的发展，无线传感器网络计划相应诞生并成为其核心技术。无线传感器技术以其能耗低、成本低、设置灵活等优点，近年来被广泛应用于各行业各领域的环境监测场景中。其中，利用物联网及无线传感器技术实现对畜禽养殖环境的实时监控，已经在国内外的畜禽养殖环境监测中有大量实际案例。在养殖水域行业，苗雷等[1]通过研究提出了一种应用于养殖水禽类在线监测的无线网络方案，通过实施该方案，并取得了良好的经济效益。许晨曦等[2]通过先进的物联网及无线传感器网络技术对养鸡场鸡舍保育床进行在线的连续环境监测，能够精确控制保育床的温度，实现全面的无线化远程控制。盛立冲等[3]结合3G通讯技术语无线网络技术，建立氨气、光照、温度等参数的无线网络系统，对鸡舍环境进行实时的监控，不但能够实现良好的经济效益还能够具备一定的预警功能。

然而，国内目前还未完全实现对畜禽的生长环境的严格管理与有效控制。一些养殖场自动化程度较低，养殖场管理者自身的主观性与盲目性通常在畜禽的生长环境的控制过程中起到决定性作用，这一主观性与盲目性给畜禽的生长往往带来不利的影响。即使一些大型的养殖场采用了自动化控制设备，但也仅仅是对畜禽生长环境中某些单一的参数进行监控，缺乏对环境全面监测数据的把握，再加上监测设计的不合理性，也增加了养殖的成本[4]。受养殖生产企业管理者能力及自动化技术水平所限，国内畜禽养殖的质量和产量并未达到最高，对企业效益产生了明显的影响。

基于以上现状，本文根据国内外相关研究背景，以物联网和无线传感器为主要技术手段，设计实现了一种基于物联网的智能鸡舍环境监测系统，对鸡舍的环境进行实时的自动监测与控制。通过对鸡舍的CO2、光照、温度、NH2和湿度等六种参数进行监控记录，建立一套鸡舍环境控制数据库。养殖者通过对数据库的分析与研究，能够对合理掌控鸡舍的环境参数，进而实现对鸡舍的智能化、精确化和远程化管理。本文首先明确了系统的架构组成与业务功能，在此基础上，对实现各个功能所采用的元器件等硬件设备和软件开发实现过程进行了具体介绍，最后对系统各子模块及系统整体进行调试。

一、系统架构设计

本文所设计的智能鸡舍环境监测系统架构如图1所示，该系统符合物联网技术的基本体系结构，可分为应用层、控制层及感知层。

下一站是Varvaglione 1921。特别的名字来自于酒庄成立的1921年，如今已历经4代，成为普利亚大区葡萄酒行业的标杆企业之一，也被誉为普利亚产区发展最快的酒庄之一。看得出这是一家实力雄厚的酒庄，庄主拥有自己私人的古堡，拥有葡萄园超100公顷，还另外租用了300公顷葡萄园，酿酒采用现代化设备，拥有成熟的生产线。当我们去到专门的酿酒厂时，它的门前停着一排带有酒庄logo的跑车，背后是广阔的葡萄园，在艳阳的映照下，显出一种气派。

（1）应用层:即环境调节子系统，采用Andriod系统下开发的APP平台，主要实现系统的展示及人机交互功能，系统用户可通过各类终端实现对鸡舍环境的实时监测与控制。

（2）控制层:即数据分析子系统，采用ZigBee无线传感网络，主要包括ZigBee调节器和路由器。一方面实现对感知层采集到的实时环境信息的收集、存储、分析和决策，判断是否需做出环境调节，并将采集到的数据信息和决策信息一同发送至应用层；另一方面接收应用层的控制信息并将其发送至感知层，从而对室内环境的实时调节与控制。

为验证掘进机位姿测量验证系统的可靠性，根据研究团队提出的掘进机位姿激光自动测量方法[3]及超宽带掘进机位姿测量方法[19] ，在图7模拟巷道内对EBZ55掘进机试验样机进行位姿测量，以此作为位姿参数精度验证系统的对比，试验过程中模拟巷道全部封闭，为模拟巷道底板，在掘进机行驶路线布置厚度不同的木板与障碍物，由于在实际生产过程中，掘进机位姿检测是在掘进机截割之前，因此掘进机保持行驶状态即可，不必进行截割。同时，通过试验检验远程监控系统及模拟试验系统的运行稳定性，掘进机位姿检测试验现场照片如图9所示。试验仪器及参数见表1。

（3）感知层:即环境监测子系统，采用各类环境参数传感器以及控制设备，通过各节点实现对环境的实时监测和控制。一方面，通过环境参数传感器实现对鸡舍的CO2、光照、温度、NH2和湿度等参数的实时监测，并将监测信息发送至系统控制层；另一方面，通过控制层接收来自应用层的系统控制信息，并通过控制设备实现对室内环境的调节。

  

图1 智能鸡舍环境监测系统架构设计图

本系统从功能角度可实现温湿度控制、CO2:浓度控制以及PM2.5浓度控制3个功能，其参数由感知层的环境监测子系统完成，通过控制层实现对监测数据的存储和分析，并通过ZigBee汇聚节点的数据分析子系统，将监测信息发送至应用层的环境调节子系统，实现对室内环境的远程调节。同时，带有WiFi透传功能的汇聚节点也可将信息发送至APP平台，通过APP直接将信息传输给ZigBee节点控制环境调节子系统进行相应操作。

二、系统硬件设计

（一）系统工作原理与构成

本文所设计的智能鸡舍环境监测系统硬件架构如图2所示。其中，应用层模块为各类支持Android系统的用户终端设备，如手机终端、NC8000等服务器终端、PC客户机、DM5000及平板类终端设备；控制层模块采用CC2530芯片，该系列芯片是用于2.4-GHzIEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE应用的一个真正的片上系统（SoC）解决方案；感知层通过DHT11数字温湿度传感器实现对环境温湿度的实时监测，通过MG811传感器实现对环境中CO2浓度的实时监测。

  

图2 智能鸡舍环境监测系统硬件架构图

（二）系统各部分实现

1 数据采集模块

鸡舍动态采集数据，经模型处理后的数据可以在自主开发的APP上时实查看、控制。基于物联网云平台，利用JAVA语言自主研发适用于该鸡舍环境监测系统的相应APP，手机 APP可以从网络上访问云平台中的实时光照数据，并且在鸡舍光照不足时或CO2浓度过高或温湿度不适宜鸡生存时等状况，可以通过APP提示用户。可通过APP及时控制相应的控制装置来实现对鸡舍现有状态的改变。

纸基全固态电位传感器，因易于制备、便于携带使用和低成本，成为床边护理和现场测试最佳的选择。如今，纸基全固态电位传感器已广泛应用于环境监测[29]、农药残留检测[34]、人体疾病监控[35-37]及其他生物实验过程的检测[38]，最近受到越来越多人的关注。

（7）急性视网膜坏死：阿昔洛韦 10 mg/kg，每 8小时1次，静脉滴注，病情稳定后伐昔洛韦1 g，3次/d，口服。

采用DHT11数字温湿度传感器对鸡舍环境的温度、湿度数据进行实时采集。其内置已校准数字信号输出模块，温湿度传感器将收集到的温度和湿度传输给主控板，再通过字符转换将这些环境数据转换整理成报文通过WIFI发送到云平台，进而通过云平台实时发送给手机APP，做到可以实时了解鸡舍状态。

6 APP的实现

第二步:应用层设备准备。完成网络连接之后，打开手机终端APP平台，并点击“登录”按钮，即可进入APP平台的通信窗口[3]。

2 控制模块

3 数据传输

在危险性分析和灾害后果分析的基础上，确定了灾害到达承灾体概率、承灾体时空概率、承灾体易损性，对边坡开挖后财产损失和人身伤害进行风险定量估算[21]。具体应用AGS提出的路堑边坡风险定量估算公式(见公式(1)、公式(2))。K1+160—K1+310边坡定量风险分析：

卷帘装置，当光照强度过高或光照不适宜鸡生存时，通过控制电机来实现卷帘。排气风扇装置，在鸡舍顶部安装循环风机，当温度过高或CO2浓度过高时，以达到降温效果。水帘，当鸡舍内湿度过低时，启动该装置，提高鸡舍内湿度，保证鸡生活的最适宜环境。

主控:CC2530系列芯片使用单周期的8051兼容内核作为其CPU，包含中断控制器、内存仲裁器、8KBSRAM和32/64/l28/256KB闪存块、时钟、电源管理、无线电等模块[5]。为满足低功耗需求，CC2530包含多种运行模式，且模式之间转换时间很短[2]。

第二步:预热结束后，环境监测子系统中的传感器设备开始进行数据采集，并定时将采集到的数据上传至控制层的数据分析子系统。

通过数据采集模块将采集到的环境参数，在LCD屏上显示，并将采集到的环境因子通过WiFi实时传输到物联网云平台，并将数据处理后的结果所对应的操作，通过WiFi传到主控模块，主控对相应的控制模块进行控制。

4 物联网云平台与APP的实现

基于华为物联网OceanConnect平台进行二次开发，实现主控CC2530芯片与云平台通过WiFi连接的实现，将传感器收集到的数据实时传送到云平台，并对收集到的数据进行模型化处理。

论专利侵权损害赔偿数额认定的证明责任分配.........................................................................何培育 蒋启蒙 07.48

上化院在上海市的金山、嘉定以及国内外条件成熟的开发区建立了数个产业孵化基地，中试成功的项目首先在基地开展产业化孵化，在形成成熟的生产工艺、经营管理制度、市场运行之后，选择具有广阔市场前景的项目与相关产业集团开展真正的产业化运作，迅速扩大规模，推进下游产业应用，实现产业升级。

5 数据分析与处理模型

这里我们采用自适应加权融合算法对采集到的环境参数进行融合，来弥补单个传感器对鸡舍环境信息测量的局限性。由于该融合算法不需要提前知道传感器测量数据的先前知识，只靠传感器所提供的测量数据，就可得出均方误差最小的数据融合值。融合处理后的传感器信息和鸡舍环境调控模型进行参考比较再通过模糊系统推理，及时作出预测调控的结论。保证数据的可靠性与准确性。

光照传感器模块主要用于采集、监测鸡舍中的光照强度，该模块对阳光的敏感度比灯光要强的多，从而降低了其他光源的影响，提高了环境数据的准确性。空气质量传感器模块主要用于采集鸡舍内的CO2，氨气的浓度。通过空气质量传感器检测到鸡舍内的CO2以及氨气的值，经过单片机的处理，可将处理结果通过WIFI模块传输到云平台，进而传输到APP，进行可视化处理，并将处理结果与初始的阈值做对比，做出相应的反应，用来提示主人是否进行通风处理。

系统采用HDT11温湿度传感器，光照强度传感器，空气质量传感器。

三、系统软件实现

本系统工作流程图如图3所示，实现步骤如下:

第一步:系统初始化，对传感器设备进行预热。

许沁的话，玉敏在门外听到了。许沁显然是把路封了，把事情推得一干二净。玉敏感到了绝望，内心的恐惧剧增，一声不响地坐在收银台，不住地抹泪。

第三步:数据分析子系统根据数据采集节点中保存的阈值进行比较，做出是否进行环境调节的决策判断，并将采集到的数据和判断结果一同发送至应用层环境调节子系统。

第四步:环境调节子系统接收决策结果，如需要调节，则打开相应的环境调节模块，将调节命令通过控制层发送至感知层，通过控制设备实现对环境的控制和调节。如不需要调节，则继续进行实时数据采集和定时数据传输，并不断进行重复。

四、调试与结果分析

（一）调试过程

第一步:设备及网络连接准备。打开各控制层ZigBee节点的电源开关，将手机连接至ZigBee协调器WIFI模块产形成的无线传感局域网中。

仙居县共有古树4 880株，隶属于34科69属98种，占全县种子植物142科的23.94%、617属的11.18%和1 383种的7.09%。从古树科和属的分布区类型看，仙居县古树分布区类型较为分散，地理成分多样性较高，但是区系具有明显的温带性质，热带分布类型也较丰富，呈现热带向温带过渡的性质，与仙居的地理位置和亚热带季风气候条件相吻合。

第三步:数据采集及传输过程调试。点击APP终端页面的“更新传感器数据”按钮，测试是否能够定时更新鸡舍环境的温湿度、气体浓度以及PM2.5浓度数据。在首次点击按钮后若没有产生下一次单击事件，则每隔3s更新一次传感器数据。

本研究对近十年来(2007-2017)CSSCI数据库中收录的武术文化研究相关的论文进行系统梳理，结合文献资料法、计量分析以及知识图谱的方法，从武术文化的研究成果总体特征、热点主题、演进脉络、研究前沿等四个维度，对我国武术文化的相关研究作了综述，绘制了多张可视化知识图谱与表格，得出关键结论如下：

  

图3 智能鸡舍环境监测系统工作流程图

第四步:DHT11传感器调试。点击APP平台通信界面上的“更新传感器数据”按钮，并在相应界面上显示当前环境温湿度值后，对着DHT11传感器设备哈气，等待几秒后测试APP界面上的温湿度值是否有一定上升。

第五步:环境调节系统手动调节功能。点击APP平台通信窗口界面上的“打开通风系统”按钮，测试鸡舍电机是否开启；点击“关闭通风系统”按钮，测试电机是否停止转动。

但是后来，阿飞的一家完全搬到另一个城市，许多年都不愿回来。只是听阿飞的一个朋友说，阿飞按照原计划开始了结婚安排，但他的父亲和母亲没有过问，而阿飞的岳父岳母却颇喜欢这个女婿，满心欢喜的接纳了。！在女方的家乡，他们举行了盛大的婚礼——阿飞的亲戚无一人到场。而他们的婚礼中最吸引人的地方在于，在婚礼的前一日，阿飞的父亲和母亲根据算命先生的意见，印了几百份传单，并聘了几个人发放到附近的所有村子，传单上写着三件事：第一，他们已经和阿飞断绝了父子、母子关系；第二，阿飞娶妻子是没有经过家人同意的，以后她生的孩子也不能进他们的家门；第三，将来他们身后的财产不再由阿飞继承。

第六步:环境调节系统手动调节功能。设置温湿度、CO2浓度、光照强度以及PM2.5阈值，当传感器监测到的这些环境参数不在阈值范围内，测试环境调节子系统进行相应响应。

（二）结果分析

通过大量的调试实验和数据分析，可得出以下三个结论:

第一，基于ZigBee技术的无线传感器网络技术能够实现对鸡舍环境的在线实时监测，简化了传统在线监测技术，节约了能耗，降低了养殖成本，实现了良好的紧急效益。

第二，网络节点的能耗低，实现了监测技术的环境友好型设计，在30m范围内数据信号的传输稳定性较好，鸡舍环境参数测定的准确性较高。

第三，通过设计基于浏览器的用户界面，能够实现鸡舍管理者对鸡舍环境的随时管理。

五、结束语

本文在现有的研究基础上，结合物联网和ZigBee无线传感器网络技术，研究实现了一种智能鸡舍环境监测系统，该系统研发目的在于解决传统鸡舍管径监测设备高成本、高能耗、线路复杂能等问题。本系统主要以CC2530技术为核心形成无线ZigBee节点，通过对决定鸡舍环境的六种参数进行集成，从而实现数据信息实时采集、传输与分析。为了便于用户能够随时了解鸡舍的实时环境，本系统还提供了基于Andriod系统下开发的APP平台，实现对环境信息的展示和人机交互操作，大大方便了用户对鸡舍的管理。

本系统在实际运行中虽然取得了一定的效果，但是仍然有需要改进的地方，主要有以下两点展望:第一，可以实现对环境阈值的控制，能够实现鸡舍环境的自动预警功能并对鸡舍环境进行自动的调控，真正实现无人化的管理。第二，可以利用3G/4G通讯技术与WiFi模式的相互切换，开发相应的APP，是用户能够在手机客户端随时随地了解鸡舍的生长环境。

参考文献

[1]苗雷，汤涛林，刘世晶，等.基于ZigBee的无线传感器网络在水产养殖中的应用[J].现代农业科技，2013（18）:336-338.

[2]许晨曦，李丽华，黄孟选，等.鸡舍环境参数实时监测预警系统的设计及应用[J].家畜生态学报，2017（10）:43-50.

[3]盛立冲，吴子龙，邹秋霞，等.基于蓝牙4.0BLE技术的鸡舍环境信息监控系统的研究与实现简[J].江苏农业科学，2016，44（7）:394-398.

[4]王欢，李骅，尹文庆，等.基于无线传输的鸡舍环境远程监测系统[J].南京农业大学学报，2016，39（1）:175-182.

[5]白士宝，滕光辉，杜晓冬，等.基于LabVIEW平台的蛋鸡舍环境舒适度实时监测系统设计与实现[J].农业工程学报，2017，33（15）:237-244.