物联网在养殖业领域的应用——案例分析

news2024/9/22 11:32:50

作者主页:

知孤云出岫在这里插入图片描述

目录

    • ==作者主页==:
    • 物联网在养殖业领域的应用——案例分析
      • 背景
      • 技术架构
      • 硬件设置
        • 连接多种传感器到微控制器
      • 代码实现
        • 1. Arduino代码:采集多种传感器数据并上传到Thingspeak
        • 2. Python代码:从Thingspeak获取数据并进行综合分析和可视化
      • 结果分析
      • 持续优化
      • 结论

物联网在养殖业领域的应用——案例分析

背景

养殖业在全球食品供应链中占有重要地位。然而,传统养殖方法面临诸多挑战,如疾病传播、饲料浪费、环境污染和高劳动成本。物联网(IoT)技术的应用为这些问题提供了新的解决方案,通过实时监控和数据分析,提高养殖效率和动物福利。本文将以一个综合案例展示物联网在养殖业中的应用,涵盖环境监测、健康监测、饲喂管理和数据分析。

技术架构

  1. 传感器:温湿度传感器(DHT22)、空气质量传感器(MQ135)、光照传感器(BH1750)、运动传感器(加速度计)。
  2. 微控制器:ESP8266,用于读取传感器数据并上传到云平台。
  3. 云平台:Thingspeak或类似平台进行数据存储和可视化。
  4. 数据分析:使用Python进行数据分析和可视化。

硬件设置

连接多种传感器到微控制器

使用DHT22传感器、MQ135空气质量传感器、BH1750光照传感器和ADXL345加速度计传感器与ESP8266微控制器进行数据采集。

DHT22 Sensor        ESP8266
----------------------------
VCC                 3.3V
GND                 GND
Data                D2 (GPIO4)

MQ135 Sensor        ESP8266
----------------------------
VCC                 3.3V
GND                 GND
A0                  A0

BH1750 Sensor       ESP8266
----------------------------
VCC                 3.3V
GND                 GND
SCL                 D1 (GPIO5)
SDA                 D2 (GPIO4)

Accelerometer       ESP8266
----------------------------
VCC                 3.3V
GND                 GND
SCL                 D1 (GPIO5)
SDA                 D2 (GPIO4)

代码实现

1. Arduino代码:采集多种传感器数据并上传到Thingspeak
#include <ESP8266WiFi.h>
#include "DHT.h"
#include <Wire.h>
#include <BH1750.h>
#include <Adafruit_MQ135.h>
#include <Adafruit_MLX90614.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <Adafruit_ADXL345_U.h>

#define DHTPIN 4 // D2 pin
#define DHTTYPE DHT22

const char* ssid = "your_SSID";
const char* password = "your_PASSWORD";
const char* server = "api.thingspeak.com";
const char* apiKey = "your_THINGSPEAK_API_KEY";

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
WiFiClient client;
BH1750 lightMeter;
Adafruit_MQ135 mq135(A0);
Adafruit_ADXL345_Unified accel = Adafruit_ADXL345_Unified(12345);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(10);
  dht.begin();
  Wire.begin();
  lightMeter.begin();
  accel.begin();
  
  Serial.println("Connecting to WiFi...");
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("WiFi connected");
}

void loop() {
  float h = dht.readHumidity();
  float t = dht.readTemperature();
  float lux = lightMeter.readLightLevel();
  float mq135Value = mq135.read();
  sensors_event_t event; 
  accel.getEvent(&event);

  if (isnan(h) || isnan(t) || isnan(lux) || isnan(mq135Value)) {
    Serial.println("Failed to read from sensors!");
    return;
  }

  if (client.connect(server, 80)) {
    String postStr = apiKey;
    postStr += "&field1=";
    postStr += String(t);
    postStr += "&field2=";
    postStr += String(h);
    postStr += "&field3=";
    postStr += String(lux);
    postStr += "&field4=";
    postStr += String(mq135Value);
    postStr += "&field5=";
    postStr += String(event.acceleration.x);
    postStr += "&field6=";
    postStr += String(event.acceleration.y);
    postStr += "&field7=";
    postStr += String(event.acceleration.z);
    postStr += "\r\n\r\n";

    client.print("POST /update HTTP/1.1\n");
    client.print("Host: api.thingspeak.com\n");
    client.print("Connection: close\n");
    client.print("X-THINGSPEAKAPIKEY: " + String(apiKey) + "\n");
    client.print("Content-Type: application/x-www-form-urlencoded\n");
    client.print("Content-Length: ");
    client.print(postStr.length());
    client.print("\n\n");
    client.print(postStr);

    Serial.println("Temperature: " + String(t) + " °C");
    Serial.println("Humidity: " + String(h) + " %");
    Serial.println("Light: " + String(lux) + " lx");
    Serial.println("Air Quality: " + String(mq135Value));
    Serial.println("Acceleration X: " + String(event.acceleration.x));
    Serial.println("Acceleration Y: " + String(event.acceleration.y));
    Serial.println("Acceleration Z: " + String(event.acceleration.z));
  }

  client.stop();
  delay(20000); // 20 seconds delay between updates
}
2. Python代码:从Thingspeak获取数据并进行综合分析和可视化

首先,安装所需的Python库:

pip install requests pandas matplotlib

然后,使用以下Python脚本从Thingspeak获取数据,并进行综合数据分析和可视化:

import requests
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt

# Thingspeak API URL
channel_id = 'your_CHANNEL_ID'
read_api_key = 'your_READ_API_KEY'
url_template = f'https://api.thingspeak.com/channels/{channel_id}/fields/{{field}}.json?api_key={read_api_key}&results=8000'

# Fetch data from Thingspeak
def fetch_data(field):
    response = requests.get(url_template.format(field=field))
    data = response.json()
    timestamps = [entry['created_at'] for entry in data['feeds']]
    values = [float(entry[f'field{field}']) for entry in data['feeds'] if entry[f'field{field}']]
    return pd.DataFrame({'Timestamp': pd.to_datetime(timestamps), f'Field{field}': values}).set_index('Timestamp')

temperature_df = fetch_data(1)
humidity_df = fetch_data(2)
light_df = fetch_data(3)
air_quality_df = fetch_data(4)
acceleration_x_df = fetch_data(5)
acceleration_y_df = fetch_data(6)
acceleration_z_df = fetch_data(7)

# Merge dataframes
df = temperature_df.join([humidity_df, light_df, air_quality_df, acceleration_x_df, acceleration_y_df, acceleration_z_df])

# Plot data
plt.figure(figsize=(15, 10))

plt.subplot(3, 1, 1)
plt.plot(df.index, df['Field1'], label='Temperature (°C)')
plt.plot(df.index, df['Field2'], label='Humidity (%)')
plt.legend()

plt.subplot(3, 1, 2)
plt.plot(df.index, df['Field3'], label='Light (lx)')
plt.plot(df.index, df['Field4'], label='Air Quality')
plt.legend()

plt.subplot(3, 1, 3)
plt.plot(df.index, df['Field5'], label='Acceleration X')
plt.plot(df.index, df['Field6'], label='Acceleration Y')
plt.plot(df.index, df['Field7'], label='Acceleration Z')
plt.legend()

plt.xlabel('Time')
plt.suptitle('Environmental Monitoring in Pig House')
plt.show()

结果分析

通过上述代码,我们实现了以下功能:

  1. 使用多种传感器采集猪舍的温度、湿度、光照、空气质量和运动数据,并通过ESP8266微控制器将数据上传到Thingspeak云平台。
  2. 使用Python从Thingspeak获取数据,并进行综合数据分析和可视化,展示不同环境参数的变化情况。

持续优化

为了进一步优化,可以考虑以下几方面:

  • 更多传感器:增加其他类型的传感器,如二氧化碳传感器、噪声传感器等,获取更全面的环境数据。
  • 智能控制:结合自动控制系统,根据监测数据实时调节环境条件,如温度、湿度等。
  • 大数据分析:通过机器学习和大数据分析,预测潜在的健康问题和环境变化,制定更精准的管理策略。

结论

通过物联网技术的综合应用,养殖业可以实现更加智能化和可持续的发展,提高生产效率,改善动物福利。本文展示了一个具体的案例,说明如何通过使用多种传感器、微控制器、云平台和数据分析工具,实现对养殖环境的全面监控和智能化管理。随着技术的不断

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/1938743.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

提升教育质量:智慧校园教师进修助力

在智慧校园整体解决方案中&#xff0c;教职工管理系统的教师进修功能具有重要作用。它不仅是教师专业成长的催化剂&#xff0c;更是学校教育质量飞跃的加速器。通过智慧化、人性化的管理流程&#xff0c;这一功能赋能教师&#xff0c;让他们能够轻松获取多元化的进修机会&#…

搭建环境监测

原文&#xff1a;https://blog.c12th.cn/archives/30.html 环境监测 测试&#xff1a;笔记本原装操作系统&#xff1a;Windows 10 家庭中文版 资源分享链接&#xff1a;提取码&#xff1a;zjv2 卸载SQL步骤&#xff1a; https://blog.csdn.net/qq1623803207/article/details/7…

【Vue3】计算属性

【Vue3】计算属性 背景简介开发环境开发步骤及源码 背景 随着年龄的增长&#xff0c;很多曾经烂熟于心的技术原理已被岁月摩擦得愈发模糊起来&#xff0c;技术出身的人总是很难放下一些执念&#xff0c;遂将这些知识整理成文&#xff0c;以纪念曾经努力学习奋斗的日子。本文内…

小白快速入门量化交易的自学路径

今年已然过去一半了&#xff0c;年初立的flag都实现了吗&#xff1f; 据我多年来的观察&#xff0c;很多小白萌新开始学习量化&#xff0c;特别是年初的时候立下“宏图大志”&#xff0c;但有相当一部分最终没能"上岸"&#xff0c;从入门到放弃&#xff0c;从然后到没…

Amesim中界面显示字体设置

对于大屏使用Amesim软件&#xff0c;系统默认的字体可能会很小不方便进行查看使用。在Amesim中我们可以通过设置显示字体的大小来解决此问题。 For large screens, the default font of the system may be small and inconvenient to view. In Amesim we can solve this probl…

24暑假算法刷题 | Day18 | LeetCode 530. 二叉搜索树的最小绝对差,501. 二叉搜索树中的众数,236. 二叉树的最近公共祖先

目录 530. 二叉搜索树的最小绝对差题目描述题解 501. 二叉搜索树中的众数题目描述题解 236. 二叉树的最近公共祖先题目描述题解 530. 二叉搜索树的最小绝对差 点此跳转题目链接 题目描述 给你一个二叉搜索树的根节点 root &#xff0c;返回 树中任意两不同节点值之间的最小差…

Flink调优详解:案例解析(第42天)

系列文章目录 一、Flink-任务参数配置 二、Flink-SQL调优 三、阿里云Flink调优 文章目录 系列文章目录前言一、Flink-任务参数配置1.1 运行时参数1.2 优化器参数1.3 表参数 二、Flink-SQL调优2.1 mini-batch聚合2.2 两阶段聚合2.3 分桶2.4 filter去重&#xff08;了解&#xf…

Nvidia Isaac Sim代码编程 入门教程 2024(7)

Nvidia Isaac Sim 入门教程 2024 版权信息 Copyright 2023-2024 Herman YeAuromix. All rights reserved.This course and all of its associated content, including but not limited to text, images, videos, and any other materials, are protected by copyright law. …

mac二进制安装operator-sdk

0. 前置条件 1. 安装go 安装步骤略。 1. 下载operator-sdk源码包 https://github.com/operator-framework/operator-sdk 1.1 选择适合当前go版本的operator版本&#xff0c;在operator-sdk/go.mod文件中可以查看Operator-sdk使用的go版本。 2. 编译 源码包下载后&#x…

冒泡,选择,插入,希尔排序

目录 一. 冒泡排序 1. 算法思想 2. 时间复杂度与空间复杂度 3. 代码实现 二. 选择排序 1. 算法思想 2. 时间复杂度与空间复杂度 3. 代码实现 三.插入排序 1. 直接插入排序 (1). 算法思想 (2). 时间复杂度与空间复杂度 (3). 代码实现 2. 希尔排序 (1). 算法思想 …

MongoDB教程(十五):MongoDB原子操作

&#x1f49d;&#x1f49d;&#x1f49d;首先&#xff0c;欢迎各位来到我的博客&#xff0c;很高兴能够在这里和您见面&#xff01;希望您在这里不仅可以有所收获&#xff0c;同时也能感受到一份轻松欢乐的氛围&#xff0c;祝你生活愉快&#xff01; 文章目录 引言一、MongoD…

2、如何发行自己的数字代币(truffle智能合约项目实战)

2、如何发行自己的数字代币&#xff08;truffle智能合约项目实战&#xff09; 1-Atom IDE插件安装2-truffle tutorialtoken3-tutorialtoken源码框架分析4-安装openzeppelin代币框架&#xff08;代币发布成功&#xff09; 1-Atom IDE插件安装 正式介绍基于web的智能合约开发 推…

netty 自定义客户端连接池和channelpool

目录标题 客户端池化运行分析问题修复 客户端池化 通信完成之后&#xff0c;一般要关闭channel&#xff0c;释放内存。但是与一个服务器频繁的打开关闭浪费资源。 通过连接池&#xff0c;客户端和服务端之间可以创建多个 TCP 连接&#xff0c;提升消息的收发能力&#xff0c;同…

PyTorch张量索引

文章目录 1、简介1.1、基本概念1.2、索引类型1.3、数据准备1.4、技术摘要⭐ 2、简单行、列索引3、列表索引4、范围索引5、布尔索引6、多维索引 &#x1f343;作者介绍&#xff1a;双非本科大三网络工程专业在读&#xff0c;阿里云专家博主&#xff0c;专注于Java领域学习&#…

Golang | Leetcode Golang题解之第241题为运算表达式设计优先级

题目&#xff1a; 题解&#xff1a; const addition, subtraction, multiplication -1, -2, -3func diffWaysToCompute(expression string) []int {ops : []int{}for i, n : 0, len(expression); i < n; {if unicode.IsDigit(rune(expression[i])) {x : 0for ; i < n &…

大规模优化问题,Scipy?Ceres?PyTorch!

背景&#xff1a; 优化问题一般通过scipy.optimize或者Ceres Solver优化器求解。但在参数量较大的优化问题上&#xff0c;scipy提供的BFGS、L-BFGS-B、CG、SLSQP等梯度优化算法其复杂度和存储需求指数级上升&#xff0c;无法满足计算效率&#xff1b;而Ceres需要额外的语言来支…

科普文:百度交易中台之系统对账篇

百度交易中台作为集团移动生态战略的基础设施&#xff0c;面向收银交易与清分结算场景&#xff0c;赋能业务、提供高效交易生态搭建。目前支持百度体系内多个产品线&#xff0c;主要包括&#xff1a;度小店、小程序、地图打车、文心一言等。本文主要介绍了百度交易中台的交易链…

如何让主机显示Docker容器的程序界面,同时支持声音播放

系统中如果安装各种应用软件&#xff0c;很容易会因为版本冲刺引发异常。一个好的办法就是用容器来隔离系统环境&#xff0c;确保主机环境不变。对于一些有界面的程序&#xff0c;可以在容器内运行&#xff0c;让其界面显示在主机上。下面以安装和使用视频剪辑软件shotcut为例&…

【一刷《剑指Offer》】面试题 42:翻转单词顺序 VS 左旋转字符串

力扣对应题目链接&#xff1a;151. 反转字符串中的单词 - 力扣&#xff08;LeetCode&#xff09; 牛客对应题目链接&#xff1a;翻转单词序列_牛客题霸_牛客网 (nowcoder.com) 核心考点 &#xff1a;子串划分&#xff0c;子串逆置。 一、题目一 1、《剑指Offer》对应内容 2、…

Delphi5实现加密程序

效果图 平面效果图 实现“确认按钮”和“加密” //点击确认输入按钮 procedure TForm1.btn1Click(Sender: TObject); //加密部分 varpasswd_2,passwd_3:string;beginpasswd_2:edt1.Text;Delete(passwd_2,3,2);passwd_3:mima;Delete(passwd_3,3,2);if(passwd_2passwd_3) thenM…