將物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用到黃粉蟲(chóng)養(yǎng)殖中的技術(shù)分析

閆浩明 李金友

（通化師范學(xué)院，吉林 通化 134000）

緒論

關(guān)于黃粉蟲(chóng)養(yǎng)殖應(yīng)與傳統(tǒng)養(yǎng)殖的關(guān)鍵因素一樣來(lái)決定養(yǎng)殖方向和效果，溫度、濕度外加獨(dú)有的二氧化碳濃度是黃粉蟲(chóng)養(yǎng)殖的關(guān)鍵，通過(guò)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集是黃粉蟲(chóng)實(shí)現(xiàn)收集、集中、傳導(dǎo)一體化養(yǎng)殖的基本方式，在集中時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)模塊來(lái)反應(yīng)養(yǎng)殖問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)傳導(dǎo)調(diào)控的效果。本文將主要闡述物聯(lián)網(wǎng)在黃粉蟲(chóng)養(yǎng)殖中能發(fā)揮的重要作用，主要思考方向是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在黃粉蟲(chóng)養(yǎng)殖過(guò)程中的可行性,就黃粉蟲(chóng)的養(yǎng)殖生活習(xí)性結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)來(lái)分析物聯(lián)網(wǎng)在黃粉蟲(chóng)養(yǎng)殖過(guò)程中能發(fā)揮的主要作用。主要內(nèi)容將通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用的具體實(shí)施方法、黃粉蟲(chóng)養(yǎng)殖的環(huán)境與條件要求、怎樣將物聯(lián)網(wǎng)和黃粉蟲(chóng)養(yǎng)殖相結(jié)合三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

一、物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用的具體實(shí)施方法

養(yǎng)殖溫室分別由傳感器信號(hào)采集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)收集及控制系統(tǒng)、溫度調(diào)控系統(tǒng)、濕度調(diào)控系統(tǒng)、二氧化碳濃度調(diào)控系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。所有數(shù)據(jù)不光會(huì)進(jìn)行記載，還可以通過(guò)多次養(yǎng)殖的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行信息反饋，給出產(chǎn)值最大的養(yǎng)殖方式，更具規(guī)范化的物聯(lián)網(wǎng)整體系統(tǒng)可以使養(yǎng)殖方式更加簡(jiǎn)單，并且增大我們的產(chǎn)量，更具科學(xué)性。

（一）傳感器的運(yùn)用

當(dāng)下信息技術(shù)發(fā)展已經(jīng)算是突飛猛進(jìn)了，如果將物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)、應(yīng)用開(kāi)發(fā)等技術(shù)結(jié)合，及時(shí)采集空氣溫濕度、二氧化碳濃度等環(huán)境信息，通過(guò)有線和無(wú)線方式發(fā)送給中央監(jiān)控器，并以直觀的圖表和曲線方式將數(shù)據(jù)顯示給養(yǎng)殖戶，這樣可以根據(jù)生產(chǎn)需要設(shè)置執(zhí)行設(shè)備的自動(dòng)調(diào)控條件，達(dá)到自動(dòng)養(yǎng)殖的目的，同時(shí)呢這些東西帶來(lái)的不只是生產(chǎn)便利，更多的是節(jié)約出了農(nóng)戶的時(shí)間可以用來(lái)從事其它的生產(chǎn)活動(dòng)。

二氧化碳濃度的調(diào)控方法：二氧化碳濃度可以使用兩個(gè)NDIR（非色散紅外）來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，方法簡(jiǎn)單便捷，通過(guò)監(jiān)測(cè)反映給中心計(jì)算機(jī)并記錄進(jìn)日志然后預(yù)警，多余就自動(dòng)開(kāi)窗放出，少了就自動(dòng)開(kāi)閥門(mén)注入二氧化碳，最終便捷實(shí)現(xiàn)二氧化碳的調(diào)控。

濕度溫度的調(diào)控方法：濕度溫度調(diào)控可以使用我們常用的濕溫傳感器YGM408-1C01LN005EM來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)而進(jìn)行加濕加溫。濕度的調(diào)控主要通過(guò)加濕器和排風(fēng)系統(tǒng)來(lái)完成，溫度的調(diào)控可通過(guò)暖氣來(lái)進(jìn)行調(diào)控，這樣所有的系統(tǒng)就可以通過(guò)天貓精靈、小愛(ài)同學(xué)這一類(lèi)的智能化語(yǔ)音機(jī)器人來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化，類(lèi)似于生活中的智能家裝。

（二）驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

步進(jìn)電機(jī)控制程序設(shè)計(jì)：溫室養(yǎng)殖系統(tǒng)使用多個(gè)步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制溫濕度和通風(fēng)換氣的功能：每個(gè)步進(jìn)電機(jī)由2個(gè)I/O口進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)以達(dá)到空氣的排出和吸入；進(jìn)氣閥門(mén)和排氣風(fēng)扇控制程序設(shè)計(jì)：使用繼電器來(lái)控制排風(fēng)扇和閥門(mén)工作，通過(guò)單片機(jī)I/O口輸出高、低電平，通過(guò)控制繼電器，實(shí)現(xiàn)的排風(fēng)扇或進(jìn)氣閥門(mén)的啟動(dòng)和停止。驅(qū)動(dòng)控制，采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)模式，這樣就可以有低俗振動(dòng)小和定位精度高的優(yōu)點(diǎn)，特別是對(duì)低速運(yùn)行或定位精度要求小于0.90度的步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器細(xì)分驅(qū)動(dòng)模式獲得了廣泛使用。

（三）關(guān)于控制需求

室內(nèi)濕度控制實(shí)現(xiàn)：加濕器進(jìn)行補(bǔ)充濕度，除濕器進(jìn)行降低濕度。

室內(nèi)溫度控制實(shí)現(xiàn)：加溫器進(jìn)行加溫，散熱裝置進(jìn)行降溫。

室內(nèi)二氧化碳濃度的控制：通風(fēng)口的排出控制。

二、黃粉蟲(chóng)養(yǎng)殖的環(huán)境與條件要求

黃粉蟲(chóng)俗稱(chēng)面包蟲(chóng)，富含大量的動(dòng)物蛋白和維生素和十幾種氨基酸，可用于合成動(dòng)物蛋白藥品以及養(yǎng)殖高蛋白動(dòng)物的飼料，并且見(jiàn)效快，利用率高。黃粉蟲(chóng)的養(yǎng)殖可分為四個(gè)養(yǎng)殖階段：卵-幼蟲(chóng)-蛹-蛾，黃粉蟲(chóng)卵在25℃到30℃經(jīng)過(guò)5-7天進(jìn)行孵化，在同等溫度下飼料含水量百分之十五的情況下，大概八天作用完成一次蛻皮變成二齡幼蟲(chóng)，經(jīng)過(guò)32天到38天經(jīng)過(guò)6次蛻皮就會(huì)變成8齡成熟幼蟲(chóng)。同時(shí)，黃粉蟲(chóng)具有變溫習(xí)性，在自然溫度下一年只繁殖一代，在20℃到30℃之間一年可以繁殖四代。黃粉蟲(chóng)的飼料主要以玉米粉、青稞等農(nóng)作物為食。黃粉蟲(chóng)自身含水量大概在百分之五十左右，要求養(yǎng)殖濕度在50%-80%，且在蛹、蟲(chóng)、卵不同狀態(tài)下要分開(kāi)養(yǎng)，以免蟲(chóng)吃掉蛹和卵。前期每十五天清除一次蟲(chóng)糞和蟲(chóng)皮，后期每3-5天一次，養(yǎng)殖要在光線較暗的環(huán)境下進(jìn)行，并且保持一定通風(fēng)。

對(duì)于黃粉蟲(chóng)養(yǎng)殖需要的溫室建設(shè)要求比較簡(jiǎn)單，首先需要一個(gè)封閉式的且?guī)в袨V網(wǎng)式通風(fēng)口的房間（房間大小盡量不要太大，房間小溫度容易保持，特別是在冬天的時(shí)候），大棚建設(shè)頂層盡量避免用鐵皮進(jìn)行封頂，養(yǎng)殖黃粉蟲(chóng)需要分層的鐵架子及大量的木匣子，上下層的間隔不用太寬，適當(dāng)密集也行，在投放蟲(chóng)卵前一個(gè)月還應(yīng)進(jìn)行消毒和通風(fēng)處理，試運(yùn)行后在開(kāi)始大規(guī)模投放養(yǎng)殖。

三、怎樣將物聯(lián)網(wǎng)和黃粉蟲(chóng)養(yǎng)殖相結(jié)合

（一）政策支持的背景環(huán)境

隨著新農(nóng)村建設(shè)的推進(jìn)，以及國(guó)家新農(nóng)村建設(shè)政策和扶貧政策的支持，利用信息技術(shù)進(jìn)行新農(nóng)村建設(shè)已經(jīng)高速發(fā)展起來(lái)。黃粉養(yǎng)殖的主要試點(diǎn)以及方向就是我們的農(nóng)村養(yǎng)殖戶以及養(yǎng)殖廠式的養(yǎng)殖群體，主要目的還是以高效脫貧為主，同時(shí)拉動(dòng)我們農(nóng)戶的生活狀態(tài)，擺脫低效高投入的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。與此同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)殖應(yīng)和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)一樣歸類(lèi)為扶貧政策下扶貧基金的扶持對(duì)象，可以以村為試點(diǎn)進(jìn)行實(shí)踐，有重要成果以后再拉開(kāi)規(guī)模。同時(shí)，我們的地方政府可以聯(lián)系相應(yīng)的生產(chǎn)或者生物制藥公司或者給出政策來(lái)刺激養(yǎng)殖的進(jìn)行。如果出現(xiàn)產(chǎn)量過(guò)大的情況出現(xiàn)了滯銷(xiāo)情況還可以將黃粉蟲(chóng)作為飼料來(lái)養(yǎng)殖牛蛙、魚(yú)類(lèi)、龍蝦、雞鴨這一類(lèi)的開(kāi)闊養(yǎng)殖，這樣養(yǎng)殖成本和養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)大大下降，可以使農(nóng)戶更省心。

（二）平臺(tái)的建立

我們構(gòu)想的養(yǎng)殖上位機(jī)主要以one-NET（one-NET平臺(tái)價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)靈敏）互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)為主進(jìn)行主要的調(diào)控操作，通過(guò)類(lèi)似于ESP8266的無(wú)線模塊與單片機(jī)相連實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)的傳輸和指令控制，單片機(jī)在接收到指令后進(jìn)行相應(yīng)的操作。而對(duì)于遠(yuǎn)程控制的完成有自動(dòng)和手動(dòng)兩種，這樣在特殊情況下對(duì)我們的養(yǎng)殖影響就能有簡(jiǎn)便的解決辦法。

主控系統(tǒng)由的pc端來(lái)進(jìn)行控制，一臺(tái)計(jì)算機(jī)以及可控式觸摸板以及轉(zhuǎn)接器就可以擔(dān)任起控制任務(wù)，但是還是得設(shè)定備用管理機(jī)，并且每日數(shù)據(jù)需要上傳到備用管理機(jī)或者進(jìn)行云備份，控制系統(tǒng)以及下位機(jī)器都應(yīng)該具備紅外射頻識(shí)別的功能，附帶需要的感應(yīng)器和傳感器。主控計(jì)算機(jī)應(yīng)該建立隱私保護(hù)機(jī)制，對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)加密，防止他人對(duì)長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)進(jìn)行更改，例如設(shè)計(jì)程序登錄驗(yàn)證，只要滿足所給出的條件，智能化生產(chǎn)就完全可以實(shí)現(xiàn)。

結(jié)束語(yǔ)

互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)日益發(fā)達(dá)，不再是一種遙不可及的理論知識(shí)和想法，只要好好利用就完全能滿足人們的生產(chǎn)生活需要，我們應(yīng)重視物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，特別是大量產(chǎn)生的新型的傳感器、感應(yīng)器等元件，以及不斷更新和完善的紅外射頻技術(shù)。作為高收入、低技術(shù)含量、低風(fēng)險(xiǎn)的黃粉蟲(chóng)養(yǎng)殖，我們將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到養(yǎng)殖過(guò)程中去是完全可行的，并且是很輕松的。只要在給農(nóng)戶帶去利益的同時(shí)不斷進(jìn)行技術(shù)更新，就能帶動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，去開(kāi)創(chuàng)一個(gè)科技生產(chǎn)的新紀(jì)元。