太阳能与物联网的鸡鱼立体养殖

这是神马

随着我国农业的快速发展,农牧业养殖逐步实现集约化、规模化。科学技术的进步也带动了智慧农业的发展,在养殖行业中,积极响应国家“双碳经济”新发展模式。为了减少人力成本和资源消耗,需要整合环境空间和资源,利用现代化技术提高养殖的自动化率,提升养殖产品质量,实现可持续的绿色农业发展。本文结合调研鸡舍与鱼塘养殖环境情况,设计了一种基于太阳能与物联网的鸡鱼立体养殖模式。通过将鸡舍与鱼塘结合起来,充分利用养殖空间和养殖资源。养殖地点一般比较偏远,供电线路较长,电路损耗大,使用太阳能光伏发电提供系统的部分电力支持。结合窄带物联网(NB-IoT),实时监控环境数据,提高养殖自动化率。在监控系统中,重点针对鸡舍环境进行设计。本文主要对以下几个方面做了具体的研究。(1)提出一种改进的鸡鱼立体养殖的可行方案,搭建鸡舍和鱼塘的立体养殖建筑仿真模型,改进传统光伏板,提高发电效率,设计光伏板的铺设方式,通过在鸡舍顶部以及鱼塘水面铺设光伏板提供养殖系统部分电能。鸡粪直接作为鱼的营养饲料,实现在空间上和资源上的充分利用。(2)使用MATLAB/Simulink等仿真软件,对光伏发电的MPPT控制效果进行仿真,对比恒压控制法、电导增量法、扰动观察法控制效果。扰动观察法实现程度简单,控制效果较好,进一步对扰动观察法进行改进。三相全桥逆变器对光伏电池侧直流电源逆变为三相交流电,逆变控制使用V/F恒压恒频控制,输出稳定的交流电压给系统使用。分析光伏发电经济效益,作为中小规模养殖时,合理地使用光伏电能,能在一定程度上满足养殖所需的电量,在8年内收回铺设光伏成本并实现盈利。(3)采用STM32作为微控制器,BC20作为通信模块,通过NB-IoT将数据上传到MQTT服务器,设计云平台显示界面,可以直观地在监控大屏上了解养殖环境数据,并实现指令的下发,根据监控情况采取相应的处理措施。测取环境数据并对温度数据进行预测,当鸡舍内温度异常时起到预警作用。(4)对传统的PID控制算法进行改进,提出一种BP神经网络改进的PID算法(BP-PID),通过比较两种控制方法对温度的控制效果,得到BP-PID对温度的控制更加精准高效。系统设计完成后,搭建实验平台并进行测试。使用改进的光伏板进行实验,通过对光伏板的循环冷水降温处理,可以在一定程度上提高发电效率。监控系统运行稳定,对环境监测的数据精确,测试效果较好,操作简单,使用方便,对立体养殖有一定参考价值。