本發(fā)明涉及監(jiān)控系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種遠(yuǎn)程奶牛場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

奶牛的產(chǎn)奶量不僅受遺傳因素、生理因素、飼養(yǎng)管理因素的影響,在一定程度上還受奶牛泌乳期間所處環(huán)境因素的影響。有研究表明，奶牛的生產(chǎn)力影響因素中環(huán)境因素占到30-40％，因此研究奶牛生長(zhǎng)環(huán)境，對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集分析，進(jìn)而指導(dǎo)奶牛場(chǎng)管理者對(duì)環(huán)境進(jìn)行調(diào)控從而提高奶牛的生產(chǎn)力是非常有意義的。

目前，奶牛場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境可以通過(guò)各種傳感器獲取數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，通過(guò)相關(guān)軟件設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面來(lái)實(shí)現(xiàn)。奶牛場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞接泻芏啵畛Ｓ玫氖怯芯€布線，實(shí)際實(shí)施過(guò)程比較困難特別是遠(yuǎn)距離敷設(shè)，費(fèi)用高、施工周期長(zhǎng)、不宜日常維護(hù)。奶牛場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)傳輸中的無(wú)線傳輸方式有若干種，常用的有：zigbee技術(shù)，其是基于ieee802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議，zigbee技術(shù)是一種短距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率的無(wú)線通信技術(shù)；wi-fi，其是基于ieee802.11的一種允許電子設(shè)備連接到一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)(wlan)的技術(shù)，通常使用2.4g或5gism射頻頻段，實(shí)際上就是把有線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)轉(zhuǎn)換成無(wú)線信號(hào)；bluetooth藍(lán)牙，其是一種基于ieee802.15.1無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備和樓宇個(gè)人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換，使用2.4—2.485ghz的ism波段的uhf無(wú)線電波，其包括經(jīng)典藍(lán)牙、高速藍(lán)牙和藍(lán)牙低功耗協(xié)議，高速藍(lán)牙基于wi-fi；其中，經(jīng)典藍(lán)牙則包括舊有藍(lán)牙協(xié)議，3/24mbps。

但是，現(xiàn)有的奶牛場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信息化技術(shù)還有待提高，特別是對(duì)分布于野外或者郊區(qū)等地區(qū)偏遠(yuǎn)且環(huán)境復(fù)雜的奶牛場(chǎng)，其環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸效率和準(zhǔn)確率方面均不太理想。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種遠(yuǎn)程奶牛場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。

第一方面，本發(fā)明提供一種遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，至少包括：兩臺(tái)數(shù)傳電臺(tái)和上位機(jī)；所述兩臺(tái)數(shù)傳電臺(tái)分別設(shè)置在奶牛場(chǎng)和辦公區(qū)，設(shè)置在所述奶牛場(chǎng)的第一數(shù)傳電臺(tái)環(huán)境參數(shù)采集模塊相連，設(shè)置在辦公區(qū)的第二數(shù)傳電臺(tái)分別與所述第一數(shù)傳電臺(tái)及所述上位機(jī)相連；所述上位機(jī)用于顯示并存儲(chǔ)所述第二數(shù)傳電臺(tái)傳輸?shù)哪膛?chǎng)環(huán)境參數(shù)。

其中，所述環(huán)境參數(shù)采集模塊包括：至少一個(gè)溫濕度傳感器和模擬量采集器；所述溫濕度傳感器設(shè)置在所述奶牛場(chǎng)內(nèi)，且與所述模擬量采集器相連，用于采集所述奶牛場(chǎng)內(nèi)的溫度信號(hào)和濕度信號(hào)；所述模擬量采集器分別與所述溫濕度傳感器及所述第一數(shù)傳電臺(tái)相連，用于將溫濕度傳感器采集的溫度信號(hào)和濕度信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并將所述數(shù)字信號(hào)傳輸至所述第一數(shù)傳電臺(tái)。

其中，所述環(huán)境參數(shù)采集模塊還包括：二氧化碳傳感器、氨氣傳感器、硫化氫傳感器和二氧化硫傳感器；所述二氧化碳傳感器、所述氨氣傳感器、所述硫化氫傳感器及所述二氧化硫傳感器均與所述模擬量采集器相連。

所述模擬量采集器采用屏蔽雙絞線與所述溫濕度傳感器、所述二氧化碳傳感器、所述氨氣傳感器、所述硫化氫傳感器及所述二氧化硫傳感器相連，且在所述模擬量采集器的信號(hào)采集通道上并聯(lián)無(wú)極性瓷片電容。

其中，所述上位機(jī)中的監(jiān)控中心采用主從式半雙工通信方式與監(jiān)控終端通信；所述監(jiān)控中心與所述第二數(shù)傳電臺(tái)相連，用于主動(dòng)查詢奶牛場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)；所述監(jiān)控終端用于顯示并存儲(chǔ)所述第二數(shù)傳電臺(tái)傳輸?shù)哪膛?chǎng)環(huán)境參數(shù)。

其中，所述數(shù)傳電臺(tái)采用gemdssd2型數(shù)傳電臺(tái)；所述模擬量采集器采用8通道模擬量輸入模塊ut-5508；所述溫濕度傳感器采用qfa3171型傳感器。

其中，所述二氧化碳傳感器采用基于紅外檢測(cè)技術(shù)的mot300-co2-ir型無(wú)線氣體傳感器；所述氨氣傳感器采用基于電化學(xué)檢測(cè)原理的mot300-nh3型傳感器；所述硫化氫傳感器采用基于電化學(xué)檢測(cè)原理的mot300-h2s型傳感器；以及所述二氧化硫傳感器采用基于電化學(xué)檢測(cè)原理的mot300-so2型傳感器。

第二方面，本發(fā)明提供一種遠(yuǎn)程奶牛場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)方法，包括：s1，將轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的環(huán)境參數(shù)輸送至奶牛場(chǎng)的第一數(shù)傳電臺(tái)；s2，通過(guò)所述第一數(shù)傳電臺(tái)將所述數(shù)字信號(hào)的環(huán)境參數(shù)傳輸至辦公區(qū)的第二數(shù)傳電臺(tái)；s3，所述第二數(shù)傳電臺(tái)將所述數(shù)字信號(hào)的環(huán)境參數(shù)輸送至上位機(jī)進(jìn)行顯示并存儲(chǔ)。

其中，所述方法還包括獲取奶牛場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)，并將所述環(huán)境參數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的環(huán)境參數(shù)。

其中，所述s3中的將所述數(shù)字信號(hào)的環(huán)境參數(shù)輸送至上位機(jī)進(jìn)行顯示包括：以數(shù)值、曲線或圖表方式在上位機(jī)中進(jìn)行顯示。

本發(fā)明提供的一種遠(yuǎn)程奶牛場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，通過(guò)分別在奶牛場(chǎng)和辦公區(qū)設(shè)置數(shù)傳電臺(tái)，使得環(huán)境參數(shù)采集模塊獲取的環(huán)境參數(shù)能夠通過(guò)數(shù)傳電臺(tái)實(shí)時(shí)和可靠的傳輸至上位機(jī)，進(jìn)而在上位機(jī)中進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)，降低了遠(yuǎn)程奶牛場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的成本，且該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)特別適合于野外和郊區(qū)等地區(qū)偏遠(yuǎn)且環(huán)境復(fù)雜的場(chǎng)合，以使奶牛場(chǎng)管理者可以根據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)得到的環(huán)境參數(shù)采取對(duì)應(yīng)的措施，進(jìn)而提高奶牛的單產(chǎn)量。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的遠(yuǎn)程奶牛場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的遠(yuǎn)程奶牛場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的遠(yuǎn)程奶牛場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的遠(yuǎn)程奶牛場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，如圖1所示，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括：第一數(shù)傳電臺(tái)101、第二數(shù)傳電臺(tái)102、上位機(jī)103和環(huán)境參數(shù)采集模塊104。

第一數(shù)傳電臺(tái)101設(shè)置在奶牛場(chǎng)，與環(huán)境參數(shù)采集模塊104相連；第二數(shù)傳電臺(tái)102設(shè)置在辦公區(qū)，分別與第一數(shù)傳電臺(tái)101和上位機(jī)103相連；上位機(jī)103用于顯示并存儲(chǔ)第二數(shù)傳電臺(tái)102傳輸?shù)哪膛?chǎng)環(huán)境參數(shù)。

其中，環(huán)境參數(shù)采集模塊用于采集奶牛場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)，例如，奶牛場(chǎng)的溫度、濕度、二氧化碳濃度和氨氣濃度等。

其中，數(shù)傳電臺(tái)(radiomodem)，又可稱為“無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)”、“無(wú)線數(shù)傳模塊”，是指借助dsp技術(shù)和無(wú)線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)的高性能專業(yè)數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)。數(shù)傳電臺(tái)的使用從最早的按鍵電碼、電報(bào)、模擬電臺(tái)加無(wú)線modem，發(fā)展到目前的數(shù)字電臺(tái)和dsp、軟件無(wú)線電；傳輸信號(hào)也從代碼、低速數(shù)據(jù)(300～1200bps)到高速數(shù)據(jù)(n*64k～n*e1)，可以傳輸包括遙控遙測(cè)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)圖像等業(yè)務(wù)。美國(guó)mds數(shù)傳電臺(tái)，芬蘭satel數(shù)傳電臺(tái)為目前國(guó)際上比較知名的數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)。

其中，上位機(jī)是指可以直接發(fā)出操控命令的計(jì)算機(jī)，一般是pc/hostcomputer/mastercomputer/uppercomputer，屏幕上顯示各種信號(hào)變化(液壓，水位，溫度等)。下位機(jī)是直接控制設(shè)備獲取設(shè)備狀況的計(jì)算機(jī)，一般是plc/單片機(jī)singlechipmicrocomputer/slavecomputer/lowercomputer之類的。上位機(jī)發(fā)出的命令首先給下位機(jī)，下位機(jī)再根據(jù)此命令解釋成相應(yīng)時(shí)序信號(hào)直接控制相應(yīng)設(shè)備。下位機(jī)不時(shí)讀取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)(一般為模擬量)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)反饋給上位機(jī)。

具體地，對(duì)奶牛場(chǎng)的環(huán)境進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括：兩臺(tái)數(shù)傳電臺(tái)和上位機(jī)103。在數(shù)傳電臺(tái)使用前，首先對(duì)數(shù)傳電臺(tái)進(jìn)行初始化設(shè)置，即數(shù)傳電臺(tái)與計(jì)算機(jī)連接，瀏覽器輸入數(shù)傳電臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)地址，進(jìn)入網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行數(shù)傳電臺(tái)設(shè)置，包括對(duì)傳輸頻率、傳輸速率、數(shù)傳電臺(tái)的每個(gè)端口進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，其中傳輸頻率與計(jì)算機(jī)串口的設(shè)置相同，其它參數(shù)取默認(rèn)值，之后啟動(dòng)數(shù)傳電臺(tái)進(jìn)行通訊。

第一數(shù)傳電臺(tái)101與環(huán)境參數(shù)采集模塊104相連，當(dāng)環(huán)境參數(shù)采集模塊104獲取到奶牛場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)信息后，例如，環(huán)境參數(shù)信息為：奶牛場(chǎng)的溫度、濕度、二氧化碳濃度和氨氣濃度等。此時(shí)，第一數(shù)傳電臺(tái)101會(huì)接收到奶牛場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)信號(hào)，并將該環(huán)境參數(shù)信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)頻和數(shù)據(jù)加密處理后，通過(guò)第一數(shù)傳電臺(tái)101的增益天線以電磁波形式發(fā)送至第二數(shù)傳電臺(tái)102。

第二數(shù)傳電臺(tái)102與第一數(shù)傳電臺(tái)101和上位機(jī)103相連，第二數(shù)傳電臺(tái)102接收第一數(shù)傳電臺(tái)101傳輸?shù)沫h(huán)境參數(shù)信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行解碼等，該過(guò)程是雙向的相當(dāng)于透?jìng)?，無(wú)線信號(hào)處理由第二數(shù)傳電臺(tái)102自動(dòng)完成，處理后的環(huán)境參數(shù)信號(hào)傳輸至上位機(jī)103。上位機(jī)103接收到環(huán)境參數(shù)信號(hào)后對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，最終將環(huán)境參數(shù)以工程量值、曲線或者圖表等方式顯示在監(jiān)控畫面上，并將該環(huán)境參數(shù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，從而完成對(duì)奶牛場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

在本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)分別在奶牛場(chǎng)和辦公區(qū)設(shè)置數(shù)傳電臺(tái)，使得環(huán)境參數(shù)采集模塊獲取的環(huán)境參數(shù)能夠通過(guò)數(shù)傳電臺(tái)實(shí)時(shí)和可靠的傳輸至上位機(jī)，進(jìn)而在上位機(jī)進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)，降低了遠(yuǎn)程奶牛場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的成本，且該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)特別適合于野外和郊區(qū)等地區(qū)偏遠(yuǎn)且環(huán)境復(fù)雜的場(chǎng)合，以使奶牛場(chǎng)管理者可以根據(jù)得到的環(huán)境參數(shù)采取對(duì)應(yīng)的措施，進(jìn)而提高奶牛的單產(chǎn)量。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，結(jié)合圖2，所述環(huán)境參數(shù)采集模塊104包括：至少一個(gè)溫濕度傳感器241和模擬量采集器242；所述溫濕度傳感器241設(shè)置在所述奶牛場(chǎng)內(nèi)，且與所述模擬量采集器242相連，用于采集所述奶牛場(chǎng)內(nèi)的溫度信號(hào)和濕度信號(hào)；所述模擬量采集器242分別與所述溫濕度傳感器241及所述第一數(shù)傳電臺(tái)101相連，用于將溫濕度傳感器241采集的溫度信號(hào)和濕度信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并將所述數(shù)字信號(hào)傳輸至所述第一數(shù)傳電臺(tái)101。

其中，溫濕度傳感器是指能將溫度量和濕度量轉(zhuǎn)換成容易被測(cè)量處理的電信號(hào)的設(shè)備或裝置。市場(chǎng)上的溫濕度傳感器一般是測(cè)量溫度量和相對(duì)濕度量。

其中，模擬量采集器是一款用于采集0-5v電壓信號(hào)，4-20ma電流信號(hào)的智能采集模塊，也稱為模擬量采集模塊，其主要原理是將電壓和電流信號(hào)采集輸入，然后通過(guò)485通信接口與上位機(jī)pc相連接，通信協(xié)議采用工業(yè)通信標(biāo)準(zhǔn)的modbusrtu協(xié)議。

具體地，環(huán)境參數(shù)采集模塊104包括至少一個(gè)溫濕度傳感器241和模擬量采集器242，可以根據(jù)需要在奶牛場(chǎng)的多個(gè)位置設(shè)置溫濕度傳感器241，進(jìn)而達(dá)到全面檢測(cè)奶牛場(chǎng)環(huán)境溫濕度的目的。環(huán)境參數(shù)采集模塊104中的溫濕度傳感器241用于采集奶牛場(chǎng)的溫度信息和濕度信息，溫濕度傳感器241采集的溫度信息和濕度信息為電流信號(hào)或者電壓信號(hào)。環(huán)境參數(shù)采集模塊104中的模擬量采集器242對(duì)溫濕度傳感器241中的溫度信號(hào)和濕度信號(hào)進(jìn)行采集，并將采集的溫度信號(hào)和濕度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成工業(yè)上常見(jiàn)的串口modbusrtu協(xié)議，然后輸送至第一數(shù)傳電臺(tái)101。

在本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)在環(huán)境參數(shù)采集模塊中設(shè)置溫濕度傳感器，來(lái)對(duì)奶牛場(chǎng)的溫度和濕度實(shí)時(shí)進(jìn)行采集，并通過(guò)模擬量采集器將采集的溫度信號(hào)和濕度信號(hào)轉(zhuǎn)化為可被數(shù)傳電臺(tái)讀取的數(shù)字信號(hào)，使得遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)獲取奶牛場(chǎng)的溫度信息和濕度信息。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，結(jié)合圖2，所述環(huán)境參數(shù)采集模塊104還包括：二氧化碳傳感器243、氨氣傳感器244、硫化氫傳感器245和二氧化硫傳感器246；所述二氧化碳傳感器243、所述氨氣傳感器244、所述硫化氫傳感器245及所述二氧化硫傳感器246均與所述模擬量采集器242相連。

其中，二氧化碳傳感器用于檢測(cè)二氧化碳濃度的設(shè)備或裝置；氨氣傳感器用于檢測(cè)氨氣濃度的設(shè)備或裝置；硫化氫傳感器用于檢測(cè)硫化氫濃度的設(shè)備或裝置；二氧化硫傳感器用于檢測(cè)二氧化硫濃度的設(shè)備或裝置。

具體地，環(huán)境參數(shù)采集模塊104還包括：二氧化碳傳感器243、氨氣傳感器244、硫化氫傳感器245和二氧化硫傳感器246，可以根據(jù)需要在奶牛場(chǎng)的多個(gè)位置設(shè)置二氧化碳傳感器243、氨氣傳感器244、硫化氫傳感器245和二氧化硫傳感器246。環(huán)境參數(shù)采集模塊104中的二氧化碳傳感器243對(duì)奶牛場(chǎng)空氣中的二氧化碳濃度進(jìn)行采集，獲得二氧化碳濃度信號(hào)；氨氣傳感器244對(duì)奶牛場(chǎng)空氣中的氨氣濃度進(jìn)行采集，獲得氨氣濃度信號(hào)；硫化氫傳感器245對(duì)奶牛場(chǎng)空氣中的硫化氫濃度進(jìn)行采集，獲得硫化氫濃度信號(hào)；二氧化硫傳感器246對(duì)奶牛場(chǎng)空氣中的二氧化硫濃度進(jìn)行采集，獲得二氧化硫濃度信號(hào)。然后模擬量采集器242采集各傳感器的采集信號(hào)，并將采集到的二氧化碳濃度信號(hào)、氨氣濃度信號(hào)、硫化氫濃度信號(hào)和二氧化硫濃度信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成工業(yè)上常見(jiàn)的串口modbusrtu協(xié)議，然后傳輸至第一數(shù)傳電臺(tái)101。

在本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)在環(huán)境參數(shù)采集模塊中設(shè)置二氧化碳傳感器、氨氣傳感器、硫化氫傳感器和二氧化硫傳感器，可以對(duì)奶牛場(chǎng)空氣中二氧化碳濃度、氨氣濃度、硫化氫濃度和二氧化硫濃度的空氣質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并將采集的空氣質(zhì)量參數(shù)通過(guò)模擬量采集器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后傳輸至第一數(shù)傳電臺(tái)，使得遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)獲取到奶牛場(chǎng)空氣中的二氧化碳濃度、氨氣濃度、硫化氫濃度和二氧化硫濃度。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述模擬量采集器242采用屏蔽雙絞線與所述溫濕度傳感器241、所述二氧化碳傳感器243、所述氨氣傳感器244、所述硫化氫傳感器245及所述二氧化硫傳感器246相連，且在所述模擬量采集器242的信號(hào)采集通道上并聯(lián)無(wú)極性瓷片電容。

其中，屏蔽雙絞線(shieldedtwistedpair，stp)是一種廣泛用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)你~質(zhì)雙絞線。雙絞線可分為非屏蔽雙絞線(utp：unshildedtwistedpair)和屏蔽雙絞線(stp：shieldedtwistedpair)兩種類型。在物理結(jié)構(gòu)上，屏蔽雙絞線比非屏蔽雙絞線多了全屏蔽層和/或線對(duì)屏蔽層，通過(guò)屏蔽的方式，減少了衰減和噪音，從而提供了更加潔凈的電子信號(hào)和更長(zhǎng)的電纜長(zhǎng)度。

其中，瓷片電容(ceramiccapacitor)是一種用陶瓷材料作介質(zhì)，在陶瓷表面涂覆一層金屬薄膜，再經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后作為電極而成的電容器，通常用于高穩(wěn)定振蕩回路中，作為回路、旁路電容器及墊整電容器。

具體地，為了使各傳感器采集的信號(hào)減少受干擾的程度，從而得到較純凈的環(huán)境參數(shù)信號(hào)，則在各傳感器與模擬量采集器242之間采用屏蔽雙絞線相連接，屏蔽層單端接地，遠(yuǎn)離交流電纜，若無(wú)條件，應(yīng)避免與交流電纜平行敷設(shè)，可以增大電纜之間的夾角，以減少電磁干擾，電纜之間的夾角最好為90°。為了減少疊加在信號(hào)線上的干擾，模擬量采集器242的每路信號(hào)采集通道上均并聯(lián)無(wú)極性瓷片電容(0.1μf～0.47μf/25v)。

在本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)采用屏蔽雙絞線將各傳感器與模擬量采集器相連，可以得到較純凈的電子信號(hào)，以及在模擬量采集器的每路信號(hào)采集通道上并聯(lián)無(wú)級(jí)性瓷片電容，可以檢索疊加在信號(hào)線上的干擾，從而減少模擬量采集器得到的電子信號(hào)受干擾的程度。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述上位機(jī)103中的監(jiān)控中心采用主從式半雙工通信方式與監(jiān)控終端通信；所述監(jiān)控中心與所述第二數(shù)傳電臺(tái)相連，用于主動(dòng)查詢奶牛場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)；所述監(jiān)控終端用于顯示并存儲(chǔ)所述第二數(shù)傳電臺(tái)傳輸?shù)哪膛?chǎng)環(huán)境參數(shù)。

其中，半雙工通信，即half-duplexcommunication，這種通信方式可以實(shí)現(xiàn)雙向的通信，但不能在兩個(gè)方向上同時(shí)進(jìn)行，必須輪流交替地進(jìn)行。也就是說(shuō)，通信信道的每一段都可以是發(fā)送端，也可以是接收端。但同一時(shí)刻里，信息只能有一個(gè)傳輸方向。如日常生活中的例子有步話機(jī)通信，對(duì)講機(jī)等。

具體地，上位機(jī)103中的監(jiān)控中心與監(jiān)控終端采用主從式半雙工通信，當(dāng)監(jiān)控中心主動(dòng)獲取奶牛場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)時(shí)，第二數(shù)傳電臺(tái)102會(huì)接收到該獲取奶牛場(chǎng)環(huán)境參數(shù)的指令，并將該指令傳輸至第一數(shù)傳電臺(tái)101，然后第一數(shù)傳電臺(tái)101將包含奶牛場(chǎng)環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)包回傳至第二數(shù)傳電臺(tái)102。第二數(shù)傳電臺(tái)102接收到包含環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)包并做出響應(yīng)，此時(shí)，上位機(jī)103會(huì)接收到第二數(shù)傳電臺(tái)102傳輸?shù)哪膛?chǎng)環(huán)境參數(shù)，則監(jiān)控終端對(duì)該奶牛場(chǎng)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)，即將該環(huán)境參數(shù)顯示在監(jiān)控畫面中，例如，將環(huán)境參數(shù)以數(shù)值、曲線或者圖表等方式顯示在監(jiān)控畫面中，以及將環(huán)境參數(shù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

由于監(jiān)控中心與監(jiān)控終端通信時(shí)，數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度隨著不同的命令而不同，通信的時(shí)間也不相同。監(jiān)控終端就需要能夠適應(yīng)監(jiān)控中心的任何時(shí)刻的任一種控制命令的正常通信。為了能夠適應(yīng)以上的各種情況，監(jiān)控終端與監(jiān)控中心之間的通信遵循設(shè)計(jì)的通訊協(xié)議，包括幀開(kāi)始，命令字，數(shù)據(jù)，幀校驗(yàn)和幀結(jié)束標(biāo)志等。

在本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)監(jiān)控中心主動(dòng)查詢奶牛場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)，第二數(shù)傳電臺(tái)會(huì)接收到第一數(shù)傳電臺(tái)傳輸?shù)哪膛?chǎng)環(huán)境參數(shù)，然后第二數(shù)傳電臺(tái)將接收到的奶牛場(chǎng)環(huán)境參數(shù)傳輸至上位機(jī)，并在監(jiān)控終端中對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)，在實(shí)時(shí)監(jiān)控奶牛場(chǎng)環(huán)境參數(shù)的同時(shí)，使得用戶還可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)奶牛場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行主動(dòng)查詢。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述數(shù)傳電臺(tái)采用gemdssd2型數(shù)傳電臺(tái)；所述模擬量采集器采用8通道模擬量輸入模塊ut-5508；所述溫濕度傳感器采用qfa3171型傳感器。

具體地，為克服現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜電磁干擾以及保證設(shè)備能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，選用gemdssd2型數(shù)傳電臺(tái)，該數(shù)傳電臺(tái)具有專用的窄帶頻點(diǎn)，頻段為220～235mhz，確保沒(méi)有其他無(wú)線設(shè)備干擾；保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，防止?shù)據(jù)泄密，數(shù)傳電臺(tái)之間數(shù)據(jù)傳送采用加密技術(shù)；寬溫工作環(huán)境：-40℃～70℃，符合嚴(yán)格的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，采用更穩(wěn)定的溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(tcxo)，使得數(shù)傳電臺(tái)能夠滿足嚴(yán)酷的工作環(huán)境及緊急事件的應(yīng)用。

gemdssd2型數(shù)傳電臺(tái)提供透明的rs232接口，傳輸速率達(dá)19.2kbps，收發(fā)轉(zhuǎn)換時(shí)間小于10ms，具有場(chǎng)強(qiáng)、溫度、電壓等指示，誤碼統(tǒng)計(jì)、狀態(tài)告警、網(wǎng)絡(luò)管理等功能。數(shù)傳電臺(tái)一次投入持續(xù)使用，架設(shè)方便、易于擴(kuò)展和使用，無(wú)中轉(zhuǎn)通信距離達(dá)70km，能適應(yīng)室內(nèi)或室外的惡劣工作環(huán)境?？晒ぷ饔趩喂ぁ腚p工、時(shí)分雙工tdd、全雙工方式，收發(fā)同頻或異頻中轉(zhuǎn)組網(wǎng)，并具有遠(yuǎn)程診斷、測(cè)試、監(jiān)控功能，滿足各種應(yīng)用的遙測(cè)臺(tái)網(wǎng)中心與眾多遠(yuǎn)方站之間的遠(yuǎn)距離、高速、高可靠的數(shù)據(jù)采集和控制。

因此采用gemdssd2型數(shù)傳電臺(tái)提高了遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的適用性。且該數(shù)傳電臺(tái)通過(guò)數(shù)據(jù)直接啟動(dòng)，在沒(méi)有數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)傳電臺(tái)處于體眠等待狀態(tài)，一旦數(shù)據(jù)來(lái)臨啟動(dòng)發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，開(kāi)始工作。如果一定時(shí)間段內(nèi)沒(méi)有數(shù)據(jù)來(lái)臨，數(shù)傳電臺(tái)重回體眠狀態(tài)。

在本發(fā)明實(shí)施例中，考慮到遠(yuǎn)程奶牛場(chǎng)的復(fù)雜電磁干擾、交流電干擾以及信號(hào)采樣基準(zhǔn)點(diǎn)等諸多因素影響，為了保證精度和長(zhǎng)期穩(wěn)定選擇ut-5508模擬量采集器，該模擬量采集器具有2500vdc隔離模擬量輸入，模擬量差分輸入方式；內(nèi)部a/d轉(zhuǎn)換器采用24位高精確度sigma-delta芯片，精度±0.1％滿量程；采樣速率為10樣本/秒，零漂移：20μv/℃，量程漂移為25ppm/℃，功耗為1.3w。

ut-5508是遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集模塊，模塊可以通過(guò)utbus協(xié)議的一系列指令進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，模塊和上位機(jī)是使用ascii碼數(shù)據(jù)形式通過(guò)rs-485串行總線進(jìn)行通訊。波特率是軟件設(shè)置的，傳輸速率最大可達(dá)到115.2k而且可以進(jìn)行選擇。ut-5508還支持modbusrtu協(xié)議。

qfa3171型傳感器的傳感元件的電容值隨濕度變化而成函數(shù)方式變化和傳感元件的電阻值隨溫度變化而成函數(shù)方式變化。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述二氧化碳傳感器采用基于紅外檢測(cè)技術(shù)的mot300-co2-ir型無(wú)線氣體傳感器；所述氨氣傳感器采用基于電化學(xué)檢測(cè)原理的mot300-nh3型傳感器；所述硫化氫傳感器采用基于電化學(xué)檢測(cè)原理的mot300-h2s型傳感器；以及所述二氧化硫傳感器采用基于電化學(xué)檢測(cè)原理的mot300-so2型傳感器。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的遠(yuǎn)程奶牛場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)方法的流程圖，如圖3所示，該方法包括：s1，將轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的環(huán)境參數(shù)輸送至奶牛場(chǎng)的第一數(shù)傳電臺(tái)；s2，通過(guò)所述第一數(shù)傳電臺(tái)將所述數(shù)字信號(hào)的環(huán)境參數(shù)傳輸至辦公區(qū)的第二數(shù)傳電臺(tái)；s3，所述第二數(shù)傳電臺(tái)將所述數(shù)字信號(hào)的環(huán)境參數(shù)輸送至上位機(jī)進(jìn)行顯示并存儲(chǔ)。

具體地，在監(jiān)測(cè)奶牛場(chǎng)環(huán)境信息時(shí)，先將轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的環(huán)境參數(shù)輸送至設(shè)置在奶牛場(chǎng)內(nèi)的第一數(shù)傳電臺(tái)，然后該第一數(shù)傳電臺(tái)通過(guò)增益天線以電磁波的形式將數(shù)字信號(hào)的環(huán)境參數(shù)傳輸至辦公區(qū)的第二數(shù)傳電臺(tái)。該第二數(shù)傳電臺(tái)接收到數(shù)字信號(hào)的環(huán)境參數(shù)后，將該數(shù)字信號(hào)的環(huán)境參數(shù)輸送至上位機(jī)，并在上位機(jī)中對(duì)奶牛場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行處理，最終顯示奶牛場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)，并將該環(huán)境參數(shù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

在本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)數(shù)傳電臺(tái)傳輸奶牛場(chǎng)內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，能夠?qū)⒃摥h(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)和可靠的傳輸至上位機(jī)，進(jìn)而在上位機(jī)中進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)，降低了遠(yuǎn)程奶牛場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的成本，且該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)特別適合于野外和郊區(qū)等地區(qū)偏遠(yuǎn)且環(huán)境復(fù)雜的場(chǎng)合，以使奶牛場(chǎng)管理者可以根據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)得到的環(huán)境參數(shù)采取對(duì)應(yīng)的措施，進(jìn)而提高奶牛的單產(chǎn)量。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，該方法還包括獲取奶牛場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)，并將所述環(huán)境參數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的環(huán)境參數(shù)。

具體地，在將轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的環(huán)境參數(shù)輸送至第一數(shù)傳電臺(tái)之前，還需要獲取奶牛場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)，例如，獲取奶牛場(chǎng)的溫度、濕度、空氣中的二氧化碳濃度、氨氣濃度、硫化氫濃度和二氧化硫濃度等。并將該獲取的環(huán)境參數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的環(huán)境參數(shù)，這樣才能被數(shù)傳電臺(tái)讀取，然后將轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的環(huán)境參數(shù)輸送至第一數(shù)傳電臺(tái)。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述s3中的將所述數(shù)字信號(hào)的環(huán)境參數(shù)輸送至上位機(jī)進(jìn)行顯示包括：以數(shù)值、曲線或圖表方式在上位機(jī)中進(jìn)行顯示。

具體地，在上位機(jī)對(duì)第二數(shù)傳電傳傳輸過(guò)來(lái)的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行顯示時(shí)，可以將溫度、濕度及空氣質(zhì)量參數(shù)等以數(shù)值的方式進(jìn)行顯示；將溫度、濕度及空氣質(zhì)量參數(shù)的變化情況以曲線的方式進(jìn)行顯示；或者，將溫度、濕度及空氣質(zhì)量參數(shù)以圖表的方式進(jìn)行顯示。這樣可以較直觀的顯示出奶牛場(chǎng)當(dāng)前環(huán)境參數(shù)的情況，方便用戶采取對(duì)應(yīng)的措施，以提高奶牛的單產(chǎn)量。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。