养鸡场嵌入式远程监测系统的设计

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1、养鸡场嵌入式远程监测系统的设计养鸡场嵌入式远程监测系统的设计　摘要：引入嵌入式Ｗｅｂ服务器（ＥＷＳ）技术，采用ＤＳＰ＋ＡＲＭ双ＣＰＵ结构，设计并实现了基于嵌入式Ｗｅｂ服务器的养鸡场远程监测系统。通过对Bｏａ服务器的设置与改进，实现了动态交互和历史数据保存等功能，客户端通过浏览器即可对养鸡场中的各项环境参数进行实时远程监控及保存。经现场和远程测试，该系统达到了设计要求。　　关键词：嵌入式Ｗｅｂ服务器；养鸡场；Bｏａ服务器；远程监测；数据采集　　.L.　　我国养鸡业规模化、机械化的程度越来越高，传统手工管理已不能满足大、中型鸡场信息处理的需求［１

2、，２］。计算机技术和自动控制技术与传统家禽养殖业逐步结合，利用现代传感技术、计算机技术、通讯技术以及因特网技术等使养殖生产中的信息能够及时获取和流通，进而实现了鸡的生产方式从传统的以物流管理为核心到以信息流管理为核心的转变［３］。在鸡的养殖过程中，对养鸡场环境有严格的要求，必须对养鸡场的温度、相对湿度及通风条件等进行精确的测控以保障鸡群健康，提高养鸡场的生产效率［４］。现代计算机技术和因特网应用为养鸡场的信息实时传播提供了新的途径，其高速实时性、良好的互动性以及开放性为养鸡场的监测提供了保障［５，６］。基于嵌入式Ｗｅｂ服务器（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ

3、ＷｅｂＳｅｒｖｅｒ，ＥＷＳ）的思想，设计了养鸡场的远程监测系统，通过监测养鸡场的环境参数，如温度、相对湿度、通风口的风向、风速等；利用嵌入式Ｗｅｂ服务器技术，与养鸡场监测设备集成在一起，结合开放的ＴＣＰ／ＩＰ网络通信协议，用户利用Ｗｅｂ浏览器远程监测养鸡场的运行参数，对养鸡场实现远程实时监控，提高养鸡场现场测试和监控水平，实现养鸡场的有效管理和鸡只养殖过程的全自动监控。　　１系统的总体设计　　采用基于嵌入式Ｗｅｂ服务器养鸡场的远程监测系统［７］，系统的总体结构如图１所示。系统主要由养鸡场数据采集系统、嵌入式Ｗｅｂ服务器以及远程监控客户端等构成

4、。养鸡场远程监测系统采用ＤＳＰ＋ＡＲＭ双ＣＰＵ结构，由于需要采集和保存大量参数，通过ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２构建实时数据采样平台，主要对养鸡场运行中的关键参数，包括温度、相对湿度、通风口的风向、风速等进行采集、处理和存储。ＡＲＭ平台则采用３２位ＡＲＭ７微处理器Ｓ３Ｃ４５１０，网络接口以ＲＴＬ８０１９ＡＳ芯片为核心，以μＣＬｉｎｕｘ为操作系统，移植Ｂｏａ作为Ｗｅｂ服务器，它支持ＣＧＩ接口，便于引入ＴＣＰ／ＩＰ协议栈实现网络接入，并作为Ｗｅｂ服务器将采集的数据通过以太网传送给远程客户端。双ＣＰＵ结构可有效发挥ＤＳＰ采样、运算和逻辑判断的优势，

5、又能充分利用ＡＲＭ平台实现人机交互和通讯的特长，避免单一ＡＲＭ平台执行采样及运算等多种功能后，人机交互和通讯周期变长，影响系统响应速度。　　　　远程监控客户端通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ实现服务器端和客户端之间的通信，远程用户在浏览器上输入ＥＷＳ的ＵＲＬ地址，便可进入ＥＷＳ网页，同时进入养鸡场远程监测操作界面。用户通过监测操作界面设置控制参数，运行客户端应用程序将它们传递到服务器端；服务器端程序则通过动态链接库将控制信息发送至数据采集系统，控制采集系统进行实时参数采集，采集完毕将结果反馈至服务器后，由ＥＷＳ端通信程序将其返回到用户端界面，实时监测养鸡

6、场各项参数，从而实现远程实时监测养鸡场的运行状况。　　２养鸡场数据采集系统设计　　运用ＤＳＰ高速运算和多种片上外设的特点完成对养鸡场监测信号的捕捉、采样、转换、计算以及与ＡＲＭ的通信等工作。ＴＩ公司的３２位定点芯片ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２主频达到１５０ＭＨｚ，具有１２位的Ａ／Ｄ转换器，片内含１２８Ｋ１６位片内ＦＬＡＳＨ，１８Ｋ１６位ＳＲＡＭ，片上资源丰富。ＤＳＰ完成温度、湿度、风向、风速等环境参数的采样，结果由ＤＳＰ进行分析处理并进行保存，并将结果送到双口ＲＡＭ中，以供ＡＲＭ系统调用。ＡＲＭ系统完成统计、存储、通讯以及人机交互等功能。养鸡场数据

7、采集系统的功能框图见图２。养鸡场环境控制是一个完整的系统，包括温度、湿度、通风条件、光照、有害气体、灰尘等综合环境因素，必须及时了解各类参数，对养鸡场进行实时监控［８］。　　２．１温度参数的采集　　温度对鸡只养殖性能影响最大，有关研究表明，温度是导致家禽出现冷热应激，影响鸡群健康的首要环境因素。在鸡的不同生长阶段中，对温度的要求非常严格而且是不断变化的，所以养鸡场的温度实时监控要求非常高。但养鸡场现场环境非常恶劣，干扰信号较强，在温度测量系统中，采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器，可有效减小模拟信号受干扰而产生的测量误差，确保测量精度。本文

8、实时温度测量采用ＤＳ１８Ｂ２０智能温度传感器，它是单总线式数字温度传感器，在测量点已把被测信号数字化，且在单总线上传送数字信号，具备较强的抗干扰能力，且能长距离传输