生猪屠宰自动化监管系统的物联网构建-《江苏农业科学》(2017年17期).docx

龙源版权所有 生猪屠宰自动化监管系统的物联网构建作者：何玲 陈长喜来源：《江苏农业科学》2017年第17期 摘要：生猪屠宰自动化监管系统是应基层动物卫生监督部门的业务需求开发的一套物联网系统。为了实现生猪屠宰监管工作的自动化，必须从生产线上自动采集数据。讨论了该系统的数据采集子系统的整个实现过程，即运用RFID技术、单片机技术构建的整个生产线上的物联网系统；介绍了系统的网络体系结构、数据采集电路的设计和上位机C/S模式应用程序的流程。系统在实际运用中替代了人工监管，并采集了大量的屠宰期间数据，为进一步数据分析、决策制定提供了依据。 关键词：自动化；物联网系统；生猪屠宰；数据采集；网络结构；电路设计 中图分类号： TP311.52；S126文献标志码： A文章编号：1002-1302（2017）17-0196-04 通信作者：陈长喜，博士，教授，主要从事农业信息技术研究。Tel：（022E-mail：changxichen@163.com。生猪屠宰是猪肉进入市场前的最后环节，把好这最后一道关，可以杜绝各种问题猪肉流入市场。当前政府对屠宰场的监管方式主要是人工监督、抽检的方式。监管手段单一，信息化水平偏低[1]，监管人力不足以实现全覆盖监管。虽然，相关部门也认识到生猪屠宰监管的重要性，但是研究内容多数停留在健全制度、落实责任等政策层面，从技术层面研究此问题的还不多见[2]。利用物联网技术，能够从生猪屠宰车间自动采集数据，降低了监管的人为因素，大大节省了监管人力，也增强了监管的可信程度。这些自動采集的数据还为监管者进一步决策提供了基础依据[3-4]。 生猪屠宰自动化监管系统是应天津市基层动物卫生监督所的需求开发的一套生猪屠宰全过程数据采集、判断和呈现的网络系统。该系统分为2个子系统：一是数据采集子系统，即由RFID读（写）器、电子秤、检测仪、数据采集电路板等装置组成的物联网系统，负责采集生产线上的各种数据并存入数据库。二是数据分析显示子系统，即对数据库中的数据进行分析、判断后，以网页方式呈现给动监部门的监管人员和屠宰厂管理人员，并能根据判断结果自动打印出厂合格证。数据采集子系统是整个系统的核心，本研究将介绍数据采集子系统的设计和实现。 1数据采集子系统的物联网体系结构 1.1网络体系结构 数据采集子系统利用数据采集电路板采集电子秤、RFID读卡器和检测仪上的数据，通过RS-485串行总线将数据传输给客户端程序，客户端程序安装在屠宰厂办公室的PC机上。客户端程序将这些数据传输给服务器端程序。服务器端程序安装在动物监督所的服务器中，该服务器同时承担整个自动化监管系统的Web服务器和数据库服务器的功能。这个系统的网络体系结构如图1所示。 1.2各采集节点的数据需求 生猪进入屠宰厂核查各种检疫合格证明后，进入屠宰程序，共经过4个环节：待宰观察、屠宰及检测、冷却排酸、灼印出证[5]。前3个环节都需要采集监管数据，并依据这些数据判断该猪是否合格，能否灼印、打印合格证。 1.2.1待宰观察的数据采集活猪进入屠宰厂，首先要进行12 h的待宰观察。活猪进入待宰圈时，需要采集入圈时间、入圈体质量、猪耳标编号数据。将活猪进入待宰圈的通道改造为仅容1只猪通过的狭窄通道，通道内安装带栅栏门的称猪地秤、固定RFID读卡器和数据采集电路板。当1头猪通过通道时，在猪耳部施加事先写好“耳标编号”的RFID标签。猪通过地秤时，称得入圈体质量，并通过 RFID 读卡器读出耳标编号，数据采集电路板接收数据，生成入圈时间，并通过 RS-485 串口总线，将数据传输给上位机客户端程序。在数据库中将猪编号和耳标编号关联起来。 1.2.2屠宰前的数据采集待宰观察结束后，将生猪电晕，倒挂在生产线的屠宰杠（扁担钩）上，准备屠宰。此时需要采集屠宰时间、屠宰体质···试读结束