基于RFID与ZigBee的羊养殖信息管理嵌入式手持终端设计与实现

【摘要】随着人们对膳食结构要求的不断提高,羊产业以其固有的优势迅速发展。目前,国外羊产业采用养殖信息监控、管理一体化的高效作业方式,实现了养殖场的信息化管理。国内信息化养殖技术还停留在计算机端的数据库管理软件上,养殖信息的采集仍依靠手工记录方式,效率低、出错率高、更新不及时。为解决上述问题,本文借鉴国外先进经验,在养殖场实际调研的基础上组建的羊养殖信息化管理总体设计方案包括移动式手持终端、ZigBee无线通信网络和上位机数据库管理系统,手持终端包括RFID射频识别模块、ZigBee无线通信模块和嵌入式系统,其工作流程为,移动式手持终端通过RFID射频识别模块自动读取羊的电子耳标,并通过触摸屏人工录入羊的系谱、配种、产羔、断奶、转群、疫苗等养殖信息,嵌入式系统将以上数据封装后在Zigbee无线通信网络中以多跳中继方式上传至上位机的数据库管理系统进行分析处理,为手持终端的查询功能提供数据。手持终端的软硬件设计方案如下：选取125K射频设计RFID射频识别模块及其接口电路。分析各种无线通信技术的特点,选用CC2530芯片设计ZigBee无线通信模块及其接口电路。选取S3C6410处理器的ARM11核心板,采用PCB工艺将电源、复位、LCD等模块集成在一块底板上,组建嵌入式系统。在宿主机的Fedora9操作系统上安装交叉编译工具,将引导程序、Linux内核和yaffs2文件系统固化到ARM11核心板上,构建嵌入式Linux运行环境。在宿主机的Qt图形界面开发环境中编写查询、配种、转群、产羔、断奶、疫苗等用户界面程序,并调用设备驱动程序控制串口、蜂鸣器等外设,将交叉编译后的Qt/Embedded用户界面程序移植到嵌入式系统中。基于串口通信协议设计RFID射频识别模块与嵌入式处理器之间的通信程序。在PC机的IAR集成开发环境下,利用OSAL资源分配机制下的ZigBee2007协议栈,开发ARM11核心板与ZigBee模块之间的串口通信程序以及ZigBee模块之间的无线通信程序。在实验室和养殖场环境下,对移动式手持终端的功能和性能进行测试。结果表明,手持终端能够实时读取羊的身份信息,采集、上传与查询羊的养殖信息；手持终端体积小,成本低,人机交互界面友好,无线通信性能稳定可靠,电池供电条件下能连续工作3.5小时,可满足养殖场信息化管理的需求。
【作者】郑奎；
【导师】王玲；
【作者基本信息】南京农业大学，农业工程，2013，硕士
【关键词】羊；信息管理；嵌入式；射频识别；ZigBee；

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