[发明专利]一种基于NB-IoT的生猪生长关键参数监测系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于NB‑IoT的生猪生长关键参数监测系统及方法。包括现场设备端、远程服务器和手机客户端。现场设备端包括信息识别模块、PLC、参数采集模块、下料驱动模块和下料装置，实现饲料自动投放和生猪体重、体温、采食量、采食次数与现场温湿度信息的自动采集。采集的数据通过NB‑IoT上传到NB‑IoT连接管理平台，平台解析数据后推送至远程服务器。远程服务器对现场采集的数据进行处理并判断是否发生异常。手机客户端包括登录模块、监控节点管理模块、预警模块、信息监测模块和历史曲线分析模块。本发明可以有效获取生猪的生长参数，并且针对和生猪健康关系较大的体温和采食信息进行全天监测，饲养员可及时发现健康异常的猪只并通过手机端获取预警信息。

技术领域

本发明属于生猪等畜禽养殖领域，尤其涉及一种基于NB-IoT的生猪生长关键参数监测系统及方法。

背景技术

生猪养殖是我国农业的支柱产业之一，中国养猪业正逐步由小规模向集约化、工厂化发展。随着生猪养殖规模化与集约化的程度不断提高，生猪生长环境不断恶化，病害发病率越来越高，对养殖户以及地区经济带来的损失越来越大。对生猪的生长信息进行监测，并有效地检测出参数的异常，采取相应的预防和治疗措施，是最大限度的降低损失的有效途径之一。近年来，计算机技术和远程通信技术在农业中得到了大量的应用，养猪业的信息化管理日益重要，设计一种生猪生长关键参数监测系统对于推动养殖业的发展具有重要意义。

物联网在农业领域有着广泛的应用前景，运用物联网无线传输技术可解决传统有限网络布线困难、覆盖范围小和设备成本较高的问题。现阶段物联网的无线传输方案主要有ZIGBEE、WIFI、GPRS和LTE。但各自都有其缺点，其中ZIGBEE和WIFI传输距离短、穿透能力差且需要自建基站和网关，GPRS和LTE传输稳定，但功耗较大、通讯资费较贵且对网络覆盖的要求较高。窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)作为时下新兴的物联通讯方式，具有低功耗、广覆盖、低成本、大容量四个基础特点，使用License频段，可采取带内、保护带或独立载波三种部署方式，与现有网络共存，降低部署成本，实现平滑升级。

发明内容

本发明的目的在于，为了适应国内生猪养殖规模化和工厂化的要求，解决生猪养殖过程中，生猪生长信息的采集多通过人工采集，记录效率低，耗费大量的人工体力，提供一种生猪生长信息自动采集系统。本系统使用RFID电子标签和多种传感器，实时采集现场生猪的体重，采食量和生长的温湿度信息，运用NB-IoT通讯技术实现现场数据的远程传输。在实际养殖过程中发现，当猪只出现疾病时，会出现体温升高、采食量和采食次数下滑的情况。这些健康异常的猪只通过肉眼观察很难及时发现，情况严重时还可能传染其它猪只，给养殖户造成重大的经济损失。本系统重点监测猪只的体温和采食情况，并将采食数据与历史数据进行对比，及时发现猪只的采食行为异常。发生数据异常时及时通过手机客户端及时通知养殖户，对现场的猪只进行检查，必要时采取治疗措施。

本发明通过以下技术手段实现上述目的。

一种基于NB-IoT的生猪生长关键参数监测系统，包括现场设备端、远程服务器和手机客户端。

所述现场设备端，包括信息识别模块、可编程逻辑控制器、现场参数采集模块、下料驱动模块和下料装置。所述可编程逻辑控制器(PLC)通过PORT口连接其他模块。所述信息识别模块包括电子耳标和电子耳标读写头。所述现场参数采集模块包括多个传感器。所述下料驱动模块，包括步进电机和步进电机驱动器，与下料装置相连接，由PLC控制步进电机驱动下料装置下料。所述数据传输模块和PLC之间进行UART通信，上传数据到NB-IoT连接管理平台，连接管理平台收到并解析数据后，使用HTTPS协议将数据推送到远程服务器。