奶牛体温植入式传感器与实时监测系统设计与试验

针对接触式奶牛体温检测方法测量精度低、实时性差,且易引起交叉感染等问题,设计了奶牛体温植入式传感器,并开发了相应的体温实时监测系统,利用无线传感网络实现奶牛体温信号的智能化监测。奶牛体温植入式传感器利用PT1000铂电阻作为温度测量探头,综合利用ADS1256模数转换器、MSP430控制芯片,对采集到的电压进行滤波处理,提高了测量精度。结合433M无线信号模块与ZigBee网络设计了项圈节点,作为将奶牛的体温数据从体内传到体外的中继节点,其中从奶牛体内传输到项圈节点使用433M无线信号模块,项圈节点再到远程监控中心使用2.4GHz的ZigBee网络,从而达到稳定、可靠传输的效果,实现了奶牛体温的高精度实时监测。分别对传感器准确性、稳定性、反应速度、传输性能及系统丢包率进行试验,结果表明,传感器温度测量误差在0.05℃以内,12h内温度最大波动为0.02℃,在15s内稳定,植入式传感器射频（RF）信息能有效传输至项圈节点,单个牛场内,整体系统的丢包率不超过1.2%,可高精度、实时检测奶牛的体温变化。     

群养奶牛体温实时监测系统设计与实现

将无线连接WiFi技术应用于群养奶牛体温实时监测系统,实现了奶牛体温的智能化监测,使奶牛的管理和监控更科学方便。利用DS18B20型数字温度传感器测量奶牛耳道边沿温度,外部通过单线接口与ESP-WROOM模组进行双向通信。ESP-WROOM模组在初次上电时,必须通过SmartConfig通信协议获得要接入的AP（Access point）参数并将参数写入程序存储器中,使之与AP建立连接。模组连接成功后,温度传感器采集奶牛体温并传输给微处理器,微处理器接到数据后打包相应参数通过TCP协议发送给数据服务器,MySQL数据库分类储存每头奶牛的数据。使用Java语言编写人机交互界面可以查看相应数据库,实现了奶牛体温变化的实时显示、温度补偿以及历史数据查询等功能。在群养奶牛中同时接收数量众多的体温数据时,可能出现数据并发现象,利用异步通信框架,解决了数据并发问题。采用序时平均数算法更精确地描绘出奶牛体温变化曲线,并且解决了个别数据异常导致曲线波动较大的问题。试验结果表明,系统最佳传输距离在80m左右时,网络丢包率为4.42%。该系统模块体积小、性能可靠、功耗低,能够快速完成温度监测,并且在30~50℃温度范围内测试精度能够达到±0.2℃。     

基于ZigBee的鸡舍环境无线监测系统设计与实现

为了对规模化和集约化养殖场鸡舍内部环境进行监测,针对传统的有线监测系统存在的诸多缺陷,设计了一种基于Zig Bee的鸡舍环境无线监测系统。以CC2530无线网络芯片为核心,在其外围接口集成了温度、湿度、光照、NH3、H2S和CO2六种传感器节点,搭建了无线网络,并进行数据测量与传输,通过编译底层程序和开发上位机软件,所测数据直观的呈现在用户面前。实践表明,系统运行稳定、测量数据精确、布点灵活、能耗低、成本低,适合对鸡舍环境进行精准监测。     

基于WSN的大区域农田土壤远程监测系统设计

为满足现代农业对大区域农田土壤的监测需要,设计了一套基于Zig Bee和WCDMA技术的远程监测系统。该系统利用CC2530核心芯片组建农田内节点间Zig Bee网络,使用DTU通过WCDMA的3G上网方式进行远程数据传输,采用太阳能供电。该设计利用Lab VIEW开发上位机软件并进行Web发布,可对大区域农田土壤温度、湿度、p H值和电导率远程实时监测和多终端可视化显示。实验结果表明:该系统在划定的40 000m2试验田内,运行稳定,界面友好,使用方便,满足现代农业监测要求。     

奶牛阴道植入式电阻传感器与无线监测系统研究

针对人工监测奶牛发情费时、费力,仅依靠活动量和非接触式视频监测无法实现奶牛安静发情预警的问题,根据奶牛发情时阴道粘液生理特征变化,提出基于奶牛阴道电阻变化的奶牛发情监测方案。设计了由黄铜电阻探头、8爪防滑装置构成的奶牛阴道植入式电阻传感器,对阴道电阻值进行采集。借助2.4GHz的ZigBee网络开发了无线传输系统,将阴道电阻无线传送给协调器节点,协调器经由RS485总线传输到监控中心。开发了奶牛阴道电阻上位机实时监测系统,实现了奶牛阴道电阻的精确采集和远程实时监测。分别对植入式电阻传感器和监测系统进行了准确性、稳定性、可靠性及能量可用性试验,结果表明,植入式电阻传感器电阻测量探头体积小、安装方便,可测定1~1000Ω范围的电阻,测量精度在±2%以内,24h内电阻最大波动为2Ω;在450m2奶牛养殖区范围内,ZigBee网络数据发送成功率不低于98.5%;植入式电阻传感器终端节点在7.4V/6500mA·h锂电池能量供应下可连续工作38d。监测系统运行稳定,能够精确、可靠、实时地监测奶牛阴道电阻的变化,为奶牛发情程度和排卵时间的准确预测提供了一种新的监测方法。     

农田信息远程监测与管理系统-基于ZigBee和GPRS

针对农业具有地域分散、对象多样、远离都市、通信条件落后和环境因子不确定等特点,设计并实现了一种基于ZigBee和GPRS的农田信息远程监测与管理系统.该系统采用大量微型无线传感器网络节点组成簇状拓扑结构的网络系统,实现对农田信息的分布式多点采集;通过GPRS 将数据发送到远程监控中心,经处理后存入数据库,并通过互联网发布数据实现共享.由此解决了传统农业农田监测信息存储的有限性和移动测量的不便性等问题,为农业领域中远距离、多要素数据的采集和共享提供了一种有效的解决方案.     

奶牛体温无线收发数据采集系统的设计与实现

定时采集奶牛体温对于发病奶牛的诊断、及时治疗有着重要的意义.为此,介绍了基于无线收发芯片nRF403实现PC机与多台STC51单片机系统的无线数据通信,在此基础上选用了高精度的一线式温度传感器DS18B20组成了奶牛体温无线数据采集系统,并给出了系统硬件和软件的设计.该系统结构简单,易于实现,可靠性较高,且功能易于扩展.系统的应用能够对奶牛的体温进行定时、连续、无损伤、精确地测量和记录.     

基于ZigBee与GPRS的无线水文监测系统设计

针对水文监测系统的要求以及水文监控网络化的需求,分析了国内水文监测系统的发展状况,提出将无线传感器网络应用于水文水利监测系统中.介绍了基于ZigBee与GPRS无线传感器网络的水文监测系统的结构组成和适用于水文监测的ZigBee无线传感器网络拓扑结构.在硬件设计中,分别采用单片机和ARM微处理器与CC2500配合设计网络节点;在软件设计中,移植TinyOS操作系统和ZigBee协议栈,搭建软件开发平台.系统测试结果表明：ZigBee网络通信距离满足大部分水文监测需求,具有较高的可靠性及可扩展性,能方便的实现水文监测的网络化,其与GPRS技术优势相结合,是实现无线水文监测的一个非常理想的解决方案.     

面向精细农业的土壤温度监测传感器节点设

设计了一种能够监测土壤温度的无线智能传感器节点,硬件系统基于片上系统CC2430和DS18B20进行开发,软件部分包括温度采集和数据传输.实验表明,该节点可以实现土壤温度信息的采集和传输,且结构紧凑、工作稳定和功耗低.节点之间有效通信距离可达80m,误码率为1%左右.可以满足精细农业作业要求,同时也为无线传感器网络通信协议的进一步研究提供了实验平台.     

基于ZigBee的温室监测系统设计

针对国内现有温室建设情况,设计一种新型的基于ZigBee无线传感器网络的温室监测系统。该系统在TI公司CC2530芯片和免费ZigBee协议基础上,通过对系统的软硬件设计,实现了温室内温度、湿度以及农作物叶片温湿度的实时监测,为农作物疾病预防提供有效保障。测试结果表明,系统运行可靠、采集灵敏,满足系统设计和实际需求。     

大田WSN生态测控系统的Internet远程接入设计

提出了一种利用无线传感器网络技术和Internet技术实现大田远程管理和精确测控的方案。该方案基于IEEE802.15.4/ZigBee协议组织网络,以基站为数据中心,并通过GPRS网络接入因特网,实现大田WSN与In-ternet无缝连接。在分析了协议转换方法的基础上,对基站的硬件结构进行了详细设计。采用该方案可将Inter-net网络延伸至农田,为建设精确化、自动化和信息化的农业实时测控系统提供参考。     

基于ZigBee的温室大棚远程监测系统

为了提高农业生产效率,针对目前温室大棚设施环境可监测程度低等问题,阐述了一种以ZigBee无线传感器为核心,以GPRS移动网为骨干网,采用CC2430芯片为传感器控制核心的温室环境监测方案;构架了一个较大范围的传感器网络,实时监测温室环境,具有较高的实用性和市场价值。     

基于 ZigBee 技术的农田监测系统设计

当前无线传感器网络技术逐渐成熟,促进了智能农业和精准农业的发展。为获得实地、大范围和实时的农田信息,提出了一种基于ZigBee 技术的信息监测系统设计方案,包括硬件平台的设计和系统软件的开发。硬件平台以ATmega 128单片机和CC 1101射频芯片为核心,主要由数据处理单元、无线模块、传感器控制矩阵、数据存储、供电单元、模拟接口和数字接口等构成。在TinyOS 操作系统的开发平台上利用 nesC 语言实现了传感器节点和汇聚节点的软件开发。对传感器节点主要进行了传感器驱动程序设计,而汇聚节点主要进行了串口通信编程。此外,根据节点不同的工作模式,设计了节点的节能算法。该系统稳定、可靠,满足设计需求。     

一种农业信息远程监测系统的设计与实现

为了实现农业信息的远程监测,针对农业监测目标具有分散性、多样性以及环境复杂性等特点,设计开发了一种农业信息远程监测系统。系统将ZigBee技术、GPRS技术和网络技术相结合,实现了多目标、多参数的农业信息实时采集、远程传输以及网络查询等功能。系统具有较强的通用性和扩展性,在农田环境监测、温室环境监测、农产品流通、用水调度等领域具有良好的应用前景。     

基于ZigBee技术的日光温室环境监控系统研究

针对东北地区传统日光温室环境监控上所存在的设备安装困难、测量精度差、工作效率低等问题,采用ZigBee无线传输技术开发了一套智能日光温室监控系统。该系统可以对空气温湿度、土壤含水率、二氧化碳浓度以及光照强度进行监测,并通过控制模块实现对环境参数的合理调控。利用本系统,工作人员可以在现场或在远处工作室内实时监测日光温室内的环境状况,设置参数的上下限,控制各个设备的开关状态。试验结果表明,监控系统性能稳定,能够有效监控日光温室内的环境情况。     

基于ZigBee技术的电能质量监测系统设计

针对现有电网电能质量监测仪存在的问题,设计一种基于ZigBee无线通信技术的电能质量监测系统。介绍监测节点与路由节点的设计方案,探讨监控中心系统的软、硬件架构和基于ZigBee技术的WSN组网方案与算法。试运行结果表明,该系统能够对电网中各监测点进行远程电能质量监测,为电网的优化运行提供依据。     

基于ZigBee和LabVIEW的土壤温湿度监测系统设计

针对目前土壤温湿度监测系统中存在的有线网络及人工抽样监测方式存在的成本高、灵活性差的问题,设计了一种基于无线传感器网络Zigbee和Lab VIEW的土壤温湿度监测系统。系统的传感器终端节点、路由节点、协调器节点都以CC2530为核心,终端节点采集温湿度后,将数据无线发送到路由节点,然后再转发到协调器节点,协调器节点将数据处理后传递到上位机进行监测。上位机界面采用Lab VIEW软件开发,可实现实时数据显示、历史数据回读和报警设置及实现等功能。实验结果表明,该系统采集数据较准确、成本低,解决了现有土壤温湿度监测系统存在的问题。     

高压开关柜触头温度无线监测系统的设计与实现

设计一种高压开关柜触头温度无线监测系统。采用nRF240X系列的射频芯片,通过无线射频通信技术解决传感器与采集器之间的高电压隔离问题;通过对无线传感器模块的低功耗设计,采用MSP430F2013低功耗单片机等一系列措施．实现对传感器模块电池供电;利用CAN总线技术实现对整个厂区的温度无线监测。