基于zigbee-arm-linux的畜牧养殖场环境监测系统设计

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1、分类号密级UDC单位代码10733甘肃农业大学学术硕士学位论文基于ZigBee-ARM-Linux的畜牧养殖场环境监测系统设计DesignoflivestockfarmenvironmentmonitoringsystembasedonZigBee-ARM-Linux胡小兵指导教师姓名刘成忠副教授（甘肃农业大学兰州730070）学位名称农业工程硕士专业领域农业电气化与自动化论文答辩日期2015年5月28日学位授予日期2015年6月答辩委员会主席党建武教授评阅人韩虎副教授冯全教授2015年6月Designoflivestockfarmenvi

2、ronmentmonitoringsystembasedonZigBee-ARM-LinuxByHuXiao-bingSupervisor:Prof.LiuCheng-ZhongADissertationSubmittedtoGansuAgriculturalUniversityforTheDegreeofMasterofAgriculturalElectrificationandAutomationCompletedinAPRIL2015CommencementinMay2015甘肃农业大学2015届硕士学位论文摘要随着农业结构调整和相关

3、国家政策的扶持，农林牧渔发展迅速，特别是畜牧养殖业占到整体产值的1/3，根据国家统计局的数据显示，畜牧业每年都维持在平均值30%左右，在增加了养殖户的经济收入的同时，也促进了国家经济的流通，增加了GDP。虽然规模化养殖已经逐渐替代传统粗放型养殖方式，但是这种趋势依然改变不了养殖过程中的粗放管理方式，通风、排污、取暖等设施不完备，甚至没有，导致牲畜生长环境恶劣，容易引起动物疾病、死亡，畜牧产品质量不过关等问题。本文根据畜牧养殖场舍间布局特点，利用传感器技术、ZigBee技术、Linux技术等相关先进的物联网嵌入式技术，设计了一种针对畜牧养殖场

4、的环境信息远程监测系统。主要完成任务如下：1）在通过分析国内外关于环境监测设计资料和国内畜牧养殖场管理模式的基础上，提出了畜牧养殖场环境信息实时监测的设计方案。方案内容拟定采用ZigBee技术搭建ZigBee无线传感网络采集现场环境数据通过ARM中心平台进行处理，再通过GPRS模块发送数据包到远程监测中心。2）在系统低成本设计的要求下，对系统各模块进行具体选型。选用DHT11作为温湿度信息采集模块；选用CC2530芯片作为ZigBee无线传感网络组织模块，搭建无线网络，负责传输环境数据到协调器；选用ARM11作为嵌入式硬件开发平台，负责处理

5、环境数据的接收、显示、存储和转发等相关操作；选用GPRSDTU作为远程信息传输方式，负责发送数据到远程监测中心。3）编写ZigBee协议栈应用层用户程序，主要实现功能为：自动组织ZigBee网络，采集环境数据，发送环境数据。编写嵌入式平台运行程序：嵌入式系统搭建包括Bootloader、Linux内核、Linux文件系统的构建和移植，在Qt环境下GUI的运行程序，GPRSDTU发送程序等。4）采用MFC类设计远程监测中心监测界面及其功能实现。主要任务可以使得监测中心能通过套接字技术与GPRSDTU进行数据交流，接收ARM11平台经由GPRS

6、和Internet网络传输过来的环境数据，实现对现场畜牧养殖场环境的远程监测。I甘肃农业大学2015届硕士学位论文整个监测系统在设计完成后，经过调试和组装，放在现场环境进行了稳定性和丢包率的测试。其中ZigBee端丢包率平均为0.13%，GPRS端丢包率平均为0.0%，测试结果表明，系统性能稳定，工作状态良好，可以正常采集畜牧养殖场环境信息数据，能实现动态显示、实时存储、定时转发等功能，满足低成本下对畜牧养殖场环境信息监测的需求。关键词：环境监测；ZigBee；Linux；畜牧养殖II甘肃农业大学2015届硕士学位论文ABSTRACTWit

7、htheadjustmentofagriculturalstructureandtherelevantnationalpolicysupport,agriculturedevelopsrapidly,especiallyanimalhusbandryoutputvalueaccountedfortheentire1/3,accordingtotheNationalBureauofstatisticsdatashow,livestockeveryyearremainedatabout30%ofaveragevalue,theincreasei

8、nthefarmerseconomicincomeatthesametime,butalsotopromotethenationaleconomycirculation,anin