基于无线通信的肉羊养殖信息管理嵌入式系统研制

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肉羊产业已成为国内目前发展非常迅速的涉农产业,向着规模化、专业化和集约化方向不断发展,对先进管理技术的需求不断增加。养殖场每天都有大量养殖信息亟待管理,而选种指标数据通过人工筛选无法实现,因此,根据我国肉羊规模化养殖的实际情况,借鉴国外的先进经验,为选育性状优良的羊进入核心种群,以提高养殖管理技术水平,本文有效结合嵌入式技术、无线通信技术和数据管理技术,在实际调研的基础上研制了一套基于无线通信的肉养殖信息管理嵌入式系统,主要面向下位机移动式终端以及无线通信技术的设计与实现。移动式终端由基于S3C6410处理器的ARM11核心板、触摸屏、125KHz RFID射频识别模块、无线通信终端模块以及多功能底板组成。软件上,在VMware虚拟机的Fedora9系统下建立交叉编译环境,将U-boot、Linux肉核与yaffs2文件系统移植到ARM11微处理器中,以搭建一个完整的嵌入式Linux开发环境;基于Qt/Embedded开发的触摸屏图形用户界面具有基本信息、育种信息、疫苗信息和历史信息四方面管理功能,能够对养殖信息进行实时采集、存储、拷贝、上传等。硬件上,针对功能需求,定制并集成了ARM11核心板、电源、复位、RFID、通信模块以及LCD、USB、SDCard等各个接口的电路,设计了终端硬件PCB。以移动式终端和上位机服务器构建物联网框架,设计了应用于规模化大型养殖场的数据通信系统。面向移动式终端设计了C/S模式下的双向无线通信技术,ARM11通过串口连接基于Si4432芯片的WL4432模块、串口连接基于CC2530芯片的ZigBee模块、SDIO接口连接WiFi模块并连接无线路由器组建的自组织局域网络,分别基于透传技术、在IAR集成开发环境下基于OSAL操作系统的ZigBee2007组网协议、在Linux系统下基于TCP协议的Socket网络编程接口技术实现了移动式终端与服务器的通信。面向移动式终端还设计了基于移动通信网络的无线通信技术,利用串口连接GPRS模块,实现了移动式终端以短信形式向手机发送肉羊养殖信息;基于Comway无线串口服务器软件实现了移动式终端与服务器的互联网通信。在实验室与养殖现场环境下,对系统进行了实验测试,结果表明,移动式终端通过无线通信能够与上位机服务器之间实现数据信息的双向传输,且实时存储在ARM11中的数据信息拷贝后能准确导入服务器数据库信息表中,系统操作简单易懂、性能稳定可靠、成本低,具有良好的应用前景。
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