一种牧场环境监控系统

1.本发明属于现代农业工程技术领域，具体设计一种牧场环境监控系统。


背景技术：

2.为了满足现代社会对于畜类肉制品的需求，传统的养殖模式已经无法有效供应，造成供求市场出现不平衡的趋势。因此，对于家畜养殖业而言，需要采用先进的养殖模式，提高家畜养殖效率，扩大养殖规模，将现代的科学技术应用于家畜养殖模式中，从而最大限度的提高家畜养殖效率。
3.物联网通过传感器、射频识别技术、全球定位系统等技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。但是在现有的物联网，主要还是应用于家居、大厦等室内，对于牧业领域，主要还是通过人工管理，管理的效率、管理的精度和管理的科学性都相对较低，对于牧业生产过程中的遗传选中没办法进行较长的历史追溯，只能依靠常规经验和肉眼观察进行筛选。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种牧场环境监控系统，可以对牲畜进行定位，配合遥感生态监测系统收集地面环境生态数据。
5.本发明采用以下技术方案：
6.一种牧场环境监控系统，包括zigbee终端、牲畜健康信息采集模块、空气质量信息采集模块、地表环境信息采集模块、图像信息采集模块和监控主机，牲畜健康信息采集模块、空气质量信息采集模块、地表环境信息采集模块和图像信息采集模块分别通过zigbee模块与zigbee终端连接，用于将采集的牧场环境数据发送至zigbee终端，zigbee终端通过gprs模块与监控主机连接用于接收牧场环境数据进行远程数据管理，zigbee模块为便携式信息采集模块，设置在牲畜颈部，牲畜健康信息采集模块、空气质量信息采集模块、地表环境信息采集模块和图像信息采集模块集成在zigbee模块上，zigbee模块还设置有北斗模块，北斗模块用于记录地理位置并将信息发送给zigbee模块，然后通过zigbee终端发送给监控主机。
7.具体的，牲畜健康信息采集模块包括心率传感器、温度传感器、运动传感器及微控制器；心率传感器、温度传感器及运动传感器分别与微控制器电连接；微控制器与zigbee模块电连接。
8.进一步的，微控制器还连接有报警装置，用于当心率传感器、温度传感器发送的数据达到预设警戒点时发送信号触发报警。
9.具体的，地表环境信息采集模块包括大气温度传感器，大气温度传感器通过ad变换器与mcu微控制单元电连接，mcu微控制单元与zigbee模块电连接。
10.具体的，图像信息采集模块包括远红外摄像头、高清摄像头和dsp处理器，远红外摄像头和高清摄像头分别与dsp处理器电连接，dsp处理器与zigbee模块电连接，远红外摄像头和高清摄像头的拍摄角度均可调节。
11.具体的，zigbee模块连接有太阳能充电模块用于供电。
12.具体的，空气质量信息采集模块包括控制器、粉尘传感器、二氧化碳传感器、温度传感器、湿度传感器、距离传感器和压力传感器，距离传感器用于测量空气质量监控装置和空气过滤装置之间的距离，粉尘传感器、二氧化碳传感器、温度传感器、湿度传感器、距离传感器和压力传感器分别经控制器与zigbee模块电连接，空气质量信息采集模块用于采集当前位置的空气质量数据，空气质量数据包括以下至少一项：粉尘数据、二氧化碳数据、温度数据、湿度数据和气压数据。
13.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
14.本发明应用物联网技术，包括zigbee技术、传感器技术、zigbee模块负责在网络中按照指令采集草原、牧场环境的湿度、温度等环境参数动态实时数据并上传数据给zigbee终端，zigbee终端完成数据采集接收和责整个采集系统的网络管理，并通过gprs模块与监控主机进行通信，监控主机用于管理系统数据库，将zigbee终端收集到的信息进行存賭、分析，并通过操作界面与使用者进行交流，将使用者的指令下达，按照使用者的需求进行数据分析，显示分析结果，给出处理建议和决策依据。
15.进一步的，zigbee模块内设置有北斗模块，通过北斗定位技术，可以对牲畜进行定位，配合遥感生态监测系统收集地面环境生态数据，数据精确度高。
16.进一步的，本发明采集系统通过配置相应传感器还可以对牲畜及牲畜群生命体征、群体健康状况、所处位置等数据进行采集、传输。
17.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
18.图1为本发明系统示意图。
具体实施方式
19.请参阅图1，本发明公开了一种牧场环境监控系统，包括zigbee终端、zigbee模块和监控主机，zigbee模块为便携式信息采集模块，设置在牲畜颈部，用于采集牧场环境数据并上传给zigbee终端，zigbee终端用于完成牧场环境数据采集接收和整个采集系统的网络管理，并通过gprs模块与监控主机连接，监控主机用于管理系统数据库，将zigbee终端收集到的牧场环境数据进行存储、分析，并通过操作界面与使用者进行交流，将使用者的指令下达，按照使用者的需求进行数据分析，显示分析结果，给出处理建议和决策依据。
20.zigbee模块分别连接有北斗模块和太阳能充电模块，北斗模块用于记录地理位置并通过zigbee终端发送给监控主机，太阳能充电模块用于为采集系统进行供电。
21.zigbee模块为便携式信息采集模块，设置在牲畜群某一牲畜颈部，包括牲畜健康信息采集模块、空气质量信息采集模块、地表环境信息采集模块和图像信息采集模块，牲畜健康信息采集模块通过心率传感器和血压传感器收集牲畜个体的健康信息，以点带面分析整个牲畜群体性疫情，监控牲畜生长状况。
22.牲畜健康信息采集模块包括心率传感器、温度传感器、运动传感器及微控制器；心率传感器、温度传感器、运动传感器及报警装置分别与微控制器电连接；微控制器与zigbee模块电连接；微控制器还用于当心率传感器、温度传感器发送的数据达到预设警戒点时发送信号触发报警。
23.空气质量信息采集模块包括控制器、粉尘传感器、二氧化碳传感器、温度传感器、湿度传感器、距离传感器和压力传感器，距离传感器用于测量空气质量监控装置和空气过滤装置之间的距离，粉尘传感器、二氧化碳传感器、温度传感器、湿度传感器、距离传感器和压力传感器分别与控制器电连接，控制器与zigbee模块电连接，空气质量信息采集模块用于采集当前位置的空气质量数据，空气质量数据包括以下至少一项：粉尘数据、二氧化碳数据、温度数据、湿度数据和气压数据。
24.地表环境信息采集模块包括大气温度传感器、mcu微控制单元，大气温度传感器通过ad变换器与mcu微控制单元电连接，mcu微控制单元与zigbee模块电连接。
25.图像信息采集模块包括远红外摄像头、高清摄像头和dsp处理器，远红外摄像头和高清摄像头分别与dsp处理器电连接，dsp处理器与zigbee模块电连接，远红外摄像头和高清摄像头的拍摄角度均可调节。
26.在牲畜低头取食过程中，通过设置在颈部的空气质量信息采集模块和地表环境信息采集模块接近、接触草地植被、土壤，采集地表环境信息、空气质量信息，分析地表温湿度、病虫害等信息，远红外摄像头和高清摄像头通过不定期图像采集，分析地表植被长势等。在收集各种传感器信息的同时，通过北斗模块记录地理位置，以便于后台进行精准数据分析。
27.zigbee模块包括zigbee电路、mcu电路、第一存储器电路、第二存储器电路和接口电路，第一存储器电路都与zigbee电路连接，第二存储器电路与mcu电路连接，mcu电路和zigbee电路都与接口电路连接；mcu电路包括mcu、第一晶振和第二晶振，第一晶振跨接在mcu的6脚和7脚之间，第二晶振跨接在mcu的1脚和48脚之间，第一晶振的两端和第二晶振的两端都通过电容接地，mcu的11脚、20脚、26脚和27脚连接第二存储器电路。
28.zigbee电路包括zigbee芯片、天线、电容c11、电容c14、电容c15、电容c16、电容c17、电容c18、电感l1和电感l2，zigbee芯片的20脚、22脚、23脚和24脚连接第一存储器电路，电感l2跨接在zigbee芯片的12脚和13脚之间，zigbee芯片的30脚连接电容c16的第一端和电源vdd，电容c16的第二端接地；zigbee芯片的9脚连接电容c15的第一端和电源vdd，电容c15的第二端接地，电容c17和电容c15并联；电容c14的第一端连接zigbee芯片的13脚，第二端连接电感l1的第一端，电感l1的第二端连接电容c11的第一端，电容c11的第二端连接天线，电容c18的第一端连接电容c11的第二端，电容c18的第二端接地。
29.mcu为lpc11e6xjbd68芯片，的第二存储器包括m25p40-vmn6tpb芯片，zigbee芯片为jn516x。
30.gprs模块选用sim900a，sim90 a采用arm926ej-s架构，主控制器模块通过sim900模块与监测主机连接。
31.本发明利用zigbee技术进行数据采集系统，并通过gprs模块进行远程数据传输，利用牲畜移动的特性，定期不定期采集牲畜建康信息、环境信息，利用计算机技术进行分析，作为针对情况精准实施对策的可靠依据。
32.以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。