中小规模禽舍适用的无线环境监控系统设计

针对已有监控系统存在设计冗余、部署复杂、成本较高难以在生产规模较小的禽舍推广使用的缺点,设计并实现一种适用于中小规模禽舍使用的环境监控系统。系统中的无线监测器采用低功耗Wi-Fi技术实现,可为系统提供较为精准的数据采集功能。监测器通过不同的子任务流程,实现周期性的低功耗控制策略。业务服务器基于树莓派单板电脑,采用基于Java的Spring Boot框架,可在实现用户接口的同时,使用底层硬件接口对环控设备实施自动化控制。长期对比测试表明,该系统可降低禽舍用电量约7.71%,使禽类淘汰率降低0.8%。系统所具有的硬件实现成本低、部署简便、环境监控准确可靠等特点,使该系统在中小规模禽舍中具有较高的推广应用价值。     

基于边缘计算与深度学习的禽舍监测系统设计

恶臭气体是影响禽舍内禽类个体健康和产蛋效率的重要因素。由于传统的监测设备具有较长的气体浓度响应时间，导致无法及时对污染物的排放做出检测，设计并实现可以预测氨气浓度变化的禽舍监测系统，选用低成本的电化学传感器和低功耗Wi-Fi微控制器设计终端监测器。为了克服电化学传感器易受其他环境因素影响的缺点，监测器还集成硫化氢浓度、二氧化碳浓度以及温湿度等传感器。由于禽舍生产经营属性对成本较敏感，选用性价比较高的边缘计算硬件作为服务器。在该服务器对监测器上传的采集数据进行预处理，最终通过提出的Bi-LSTM模型使用多传感器参数预测未来一段时间内氨气的浓度值。经过参数调优和对比训练，该系统对禽舍内氨气浓度的预测值与采集值均方误差仅为3.29%,以期为接下来的减排措施提供有效的数据支撑。