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家禽养殖物联网
基 地 建 设 方 案
河南腾跃科技有限公司
2017年11月
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目录
目录 ................................ 1.概述.................................
1.1.背景 .............................. 1.2. 建设目标 ..........................
I 3 3 4
2. 项目整体设计 ................................................... 5
2.1. 物联网网络架构 ........................................... 5 22物联网拓扑图 ............................................... 6 23
系统设计架构 ............................................. 7
24系统开发环境 ............................................... 8 2.5. 系统运行环境 ............................................. 8 2.6. 物联网设计原则 ........................................... 8 2.7. 物联网技术采用原则 ....................................... 9 3. 物联网组成 .................................................... 10
3.1. 监测体系 ................................................ 10
3.1.1. 3.1.2. 3.1.3.
环境信息米集仪器 ................................ 10 视频监控 ......................................... 10 环境智能控制系统 ................................ 11
3.2. 家禽养殖物联网管理系统软件 ............................. 12 3.3. 家禽养殖物联网管理系统（APP版） ....................... 14
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3.4. 家禽养殖生产管理系统 .................................... 15
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4.配置清单 ..................... 错误！未定义书签
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1. 概述
1.1. 背景
随着人口的增长和社会经济的发展， 城市人口不断增多，人们收 入不断提高，对家禽产品的需求也急剧增加。目前全球家禽行业正在 迅速发展，尤其在发展中国家发展迅猛。
我国随着农村产业结构调整，规模化家禽养殖发展迅速。养殖规 模越来越大，家禽生产发生了质的变化，逐步发展成为一个独立产业。 改革开放二十年来，我国肉类产量以每年 10%以上的速度递增；奶类 和禽蛋也以突飞猛进的速度增长，年递增率均在
10%以上。1986年,
我国的禽蛋产量首次超过美国，1991年，我国的肉类总产量首次超 过美国，从1991年开始，我国肉类产量和禽蛋总产量连续几年保持 世界第一。家禽业在发展农村经济中的作用越来越为各级政府所重 视，在许多地方被列为支柱产业，成为农民收入的重要来源。家禽业 养殖方式和养殖规模发生了重大变化。过去的家禽业多为分散经营， 在农村中仅作为副业生产。近十多年来，规模化家禽养殖业迅猛发展， 已经成为一个独立行业。
殖业的迅猛发展，满足了人们对肉蛋奶的需求，并对发展我国的 经济，提高城乡居民生活水平做出了较大贡献， 但养殖业的发展同时 已经
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造成我国新的环境污染问题。家禽杨业业产生的污染物主要有粪 便，污水，和恶臭三个方面，家禽粪便中与大量的病原微生物、致病 菌、寄生虫卵并可滋生蚊蝇，恶臭气体中含有大量硫化氢。氨、醇、 甲烷等多种有机物质，严重影响了空气质量，这些气体刺激认出呼吸 道，一起呼吸道疾病导致家禽生产力下降
同时养殖往往受养殖品种、饲料种类和质量、疫病、生长环境和 管理水平等因素的影响，致使中国养殖业一直发展不强大。 所以科学 养殖显得尤为重要，将物联网技术与养殖业结合起来，能让养殖户在 第一时间感知到养殖环境及牲畜生长变化，
从而及时作出补救。一方
面，使牲畜的生长环境一直保持在最佳状态， 保证牲畜身体健康生长 速度。两一方面，远程监控，自动化控制，大大降低人工成本。
1.2. 建设目标
物联网是物联网技术在养殖生产、 经营、管理和服务中的具体应 用。具体讲就是运用各类传感器，广泛采集大田种植、设施园艺、家 禽水产养殖、农产品物流等相关信息；通过建立数据传输和格式转换 方法，集成无线传感器网络、电信网和互联网，实现农业信息的多尺 度（个域、视域、区域、地域）传输；最后将获取的海量农业信息进 行融合、处理，并通过智能化操作终端实现农业产前、产中、产后的 过程监控、科学管理和即时服务，进而实现农业集约、高产、高效、 优质、生
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态和安全的目标。
养牛产业生产主要受养殖品种、饲料种类和质量、疫病、生长环 境和管理水平等因素的影响。其中环境因素所起的作用约占20%-30% 圈舍环境因素包括温度、湿度、噪声、光照、有害气体等。环境因素 对养殖业生产的重要影响作用已被国内外大量的科学实验和生产实 践所证实。
基于物联网的家禽智能养殖系统利用物联网技术， 围绕设施化家 禽养殖场生产和管理环节，通过智能传感器在线采集养殖场环境信息 （二氧化碳、氨气、硫化氢、空气温湿度等），同时集成改造现有的 养殖场环境控制设备，实现家禽养殖的智能生产与科学管理。 养殖户 可以通过手机、PDA计算机等信息终端，实时掌握养殖厂环境信息， 及时获取异常报警信息，并可以根据监测结果，远程控制相应设备， 实现健康养殖、节能降耗的目的。
2. 项目整体设计
2.1. 物联网网络架构
系统总体架构分为终端应用、数据处理平台、网络传输和自动采 集/终端控制四部分。
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终端应用 数据处理平台 网络传输 自动采集控制终端
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系统示意图
22
物联网拓扑图
家禽圈舍物联网拓扑图
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23 系统设计架构
一、 系统总体架构
系统将采用B/S架构，B/S是Brower/Server的缩写，客户机上 只要安装一个浏览器(Browser)，如 Netscape Navigator 或 In ter net Explorer，就可以操作系统。
B/S最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专 门的软件。只要有一台能上网的电脑就能使用，客户端零维护，系 统的扩展性强。
二、 系统设计模式
系统将采用MVC莫式设计，及模型(model)—视图(view)—控制 器(controller)
, MV(模式是用一种业务逻辑、数据、界面显示分离
的方法组织代码，将业务逻辑聚集到一个部件里面，在改进和个性 化定制界面及用户交互的同时，不需要重新编写业务逻辑。 计
模式具有耦合性低、重用性高、生命周期成本低、可维护性高、有 利软件工程化管理等优点。
Model :负责当前应用的数据获取与变更及相关的业务逻辑。 View :负责显示信息。
MVC设
Controller :负责收集转化用户的输入。
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2.4. 系统开发环境
系统开发将采用J2EE EJB等基于JAVA的跨平台技术。数据库 采用MY SQL
2.5. 系统运行环境
一、 服务器端
1、 操作系统：Linux系统； 2、 数据库：MYSQL
二、 用户端
1、 系统采用B/S架构，支持安装模式的客户端应用扩展； 2、 PC端支持 WindowsXP及以上版本操作系统，支持主流浏览器 （包括：IE、360、搜狐等）；
3、 智能终端，支持安卓 An droid系统，支持4.0以上版本。
2.6. 物联网设计原则
1、 应用系统需采用模块化设计，单一模块出现故障应不影响其 他
模块的正常工作。同时，可以方便的增加新的应用系统；
2、 系统设计时应考虑用户使用便捷的因素，因此要求系统支持 互联网、手机等多种应用模式和方式；
3、 系统数据库设计时应考虑数据接口的安全性和统一性，一方 面要保证数据的相对安全，一方面还要为以后增加新的应用系统提供
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便捷的数据接口。同时，数据要建立冗余机制。
2.7. 物联网技术采用原则
a） 实用性
针对目前养殖环境指标监测困难、 手段落后等缺点，利用物联网 技术，实时监测大棚种植信息，真正做到精准监测、精细生产和科学 管理。考虑到系统用户的大众性，软件应具有易学易用的特点。用户 通过培训能够独立对系统进行维护、调整和扩展，最大限度减少对系 统开发商的技术依赖。 b） 适应性
系统采用技术成熟、成本易控制的传感、视频、智能手机等其他 设备为信息输入端，信息通过互联网、无线网络等有序集成。以种植 环境信息实时采集、后台自动运算与传输为基础；从而实现以自动监 测、远程控制、视频控制为一体的综合管理平台。 c） 共享性
为经营农业的企业提供信息管理平台数据采集，实现管理信息共 享和生产调度指挥，做到数字化管理，提升精耕细作管理水平，并为 种植户提供生产和农资信息服务。
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3. 物联网组成
3.1. 监测体系 3.1.1.
环境信息采集仪器
本系统针对目前家禽养殖舍环境指标监测困难、手段落后等缺点 将物联网技术应用到家禽养殖领域，以终端模块作为物联网的感知 层。采集养殖舍内空气温度、空气湿度、氨气、硫化氢、二氧化碳和 光照度等环境参数，并通过监控摄像头，可实时查看家禽生长信息， 利用以太网、GPRS3G/4G等网络技术作为物联网的网络层，实时将 大棚环境参数传输到以管理软件平台为核心的物联网应用层，
实现大
棚内环境信息的实时监测。即使种植农户身在外地也可以通过互联 网、手机实时查看大棚里信息。
根据圈舍实际情况，在圈舍安装无线空气温湿度传感器， 安装无 线氨气传感器，安装无线硫化氢传感器等。实时采集圈舍空气温湿度、 氨气、硫化氢等环境信息。
3.1.2. 视频监控
作为家禽管理生产的人员而言，仅仅数值化的物物相联并不能完 全营造牛的最佳生长条件。视频与图像监控提供了更直观的表达方 式。家禽生长环境的不均匀性决定了信息获取上的先天性弊端， 而很 难从单纯的技术手段上进行突破。 视频监控的引用，直观地反映了家 禽生长的实时状态，引入视频图像与图像处理，既可直观反映家禽的
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生长态势，也可以侧面反映出家禽生长的整体状态及营养水平。 可以 从整体上提供更加科学的家禽养殖决策理论依据。
安装高清网络摄像机，通过光端机、光缆等传输设备将高清视频 信息传输至监控中心视频监控系统，实现管理生产的人员在监控中心 实时监测家禽的饲料剩余量。
采用视频监控技术，可直观反映家禽的生长环境和动态， 通过观 察视频画面可以在线监控家禽的行为，对于突发情况的处理提供了依 据。
圈舍安装视频监控，实现无死角化监控。通过分布式布置监控设 备实现对整个圈舍的监控管理，在监控机房加装网络硬盘刻录机视频 网络服务器。使家禽管理人员通过电脑视频画面就能直观的看到家 禽。
3.13 环境智能控制系统
环境智能控制器实现风机、水阀、湿帘、补光等设备的全自动化 监控和管理。根据实际需求，在圈舍分别配置智能控制器。
采集环境参数；
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查看设备实时运行状态； 远程自动化管控设备； 智能分析，实现智能控制。
设备自带触摸屏，通过点击系统按钮、或者操作鼠标即可实现对 种植设备的远程自动化控制。通过对设备所采集的生产环境参数进行 计算分析，生成设备的控制指令，再通过通讯链路传输到现场设备控 制器中，即可实现自动生产。如自动通风、供水等。
通过在圈舍加装的智能设备进行数据采集， 再远程传输数据至家 禽养殖物联网平台，进行数据过程分析、统计分析，最终用户通过 PC或智能手机即可随时随地实现实时监控、远程控制等。
32 家禽养殖物联网管理系统软件
家禽养殖物联网管理系统是基于物联网技术，实现监测、报警、 控制、数据输出等一体化管理平台。通过在线监测家禽生长的环境信 息，调控圈舍的生长环境条件，以实现家禽的健康生长和繁殖，从而 提高家禽的生产率，节省人工成本，提高家禽肉质品质。
系统主要功能包括：圈舍实时数据展示，数据整合，圈舍舍智能 控智制系统、视频监控系统、数据整合分析系统、数据上报和预警等 功能。
1、智能监控系统：自动监控、手动监控、视频监控、监控信息 采
集等功能。自动监控，系统可按养殖区域、品种、传感器名称自动
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采集空气温湿度、氨气、硫化氢、二氧化碳、光照强度等环境参数， 并自动生成变化曲线图。数据以图表、数字列表等形式展示。选择一 定的时间，可以展示不同时间段的环境数据。
2、 手动监控：可选择养殖区域所有传感器的同时手动即时数据 采集。
3、 视频监控：多通道同屏展示，可远程操作摄像头角度、变焦、 变倍、光圈等参数。
4、 自动控制：可以远程设定风机、水阀、天窗、湿帘等电气设 施的工作状态。
5、 预警提醒：设定各传感器参数报警区间阀值。系统监控圈舍 内温度、湿度等环境参数，跟设定的正常范围比较，异常的自动报警
6、 用户管理：可查看所有系统登录账户的情况及登录记录以及 新增不同权限用户。
7、 信息查询：包括历史数据查询、历史数据对比分析、历史数 据备份、报警信息查询、设备状态查询、用户日志查询。
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33 家禽养殖物联网管理系统（APP版）
随着智能手机的普及，移动互联网已取代传统的 PC互联网。移 动互联网的主要载体是手机或平板，但要真正实现移动互联网还必须 通过手机应用程序（即APP，开发APP版家禽养殖物联网管理系统， 使管理员可以随时随地用手机对圈舍的管理和监控，方便管理。
APP系统主要功能包括：圈舍实时数据展示，数据整合，圈舍智 能控智器、视频监控、数据统计分析系统、数据上报和预警等功能。
1、智能监控包括自动监控、手动监控、视频监控、监控信息采 集
等功能。自动监控可按养殖区域、品种、传感器名称自动采集空气 温湿度、氨气、硫化氢、二氧化碳、光照强度等环境参数，并自动生 成变化曲线图。数据以图表、数字列表等形式展示。选择一定的时间, 可以展示不同时间段的环境数据。
2、 手动监控可选择养殖区域所有传感器的同时手动即时数据采 集。
3、 视频监控：多通道同屏展示，可远程操作摄像头角度、变焦、 变倍、光圈等参数。
4、 自动控制：可以远程设定风机、水阀、天窗、湿帘等电气设 施的工作状态。
5、 预警提醒：设定各传感器参数报警区间阀值。系统监控圈舍 内温度、湿度等环境参数，跟设定的正常范围比较，异常的自动手机 报警。
6、 用户管理：可查看所有系统登录账户的情况及登录记录以及 新增不同权限用户。
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7、 信息查询：包括历史数据查询、历史数据对比分析、历史数 据备份、报警信息查询、设备状态查询、用户日志查询。
3.4.家禽养殖生产管理系统
家禽养殖生产管理系统，基于 An droid开发的移动智能终端，用 于圈舍管理，管理员通过本终端，记录日常喂养饲料、喂水、疫苗接 种、出粪、死亡、淘汰等现场信息，提交以后，数据直接传到家禽养 殖生产管理系统平台。
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