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原文引自電子發(fā)燒友論壇 HarmonyOS技術社區(qū) 《基于OpenHarmony的智慧牧場》

前文回顧

《智慧牧場之生物姿態(tài)檢測篇》

《智慧牧場之生物心率檢測篇》

《生物運動軌跡跟蹤篇》

1. 背景知識

1.1室內管理系統(tǒng)的意義

在智慧牧場解決方案中，隨著科技的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、無線通信、大數(shù)據(jù)計算等技術的不斷發(fā)展，在越來越多行業(yè)中得到應用，智能化生產(chǎn)的概念也深入人心。為提升養(yǎng)殖業(yè)的投入產(chǎn)出比、減少料肉/奶比、提升生產(chǎn)效率、改善養(yǎng)殖環(huán)境的生態(tài)環(huán)境、減低禽畜疫病滋生的可能性，打造一體化、數(shù)字式、自動化的管理模式。而室內管理系統(tǒng)，是其中的重中之重，也最為復雜。

1.2室內管理系統(tǒng)涵蓋內容

以養(yǎng)牛為例，利用光照、溫、濕度、日照等傳感器實時采集分析畜牛棚室內光照強度、空氣和氨氣、日照等環(huán)境參數(shù)，并自動調節(jié)開啟或關閉所需設備（比如：包括天窗，水幕，風扇、水泵、污水處理等）。實時檢測氣態(tài)濃度、H2S濃度、CO2濃度、光照強度、氣壓、灰塵、環(huán)境噪聲、環(huán)境溫度、奶牛體溫及錄像圖像，由模型分析，遙控或自動控制濕簾風機、噴淋滴灌、供暖照明、排風扇、開窗機等通風換氣設備等設備。為了保證高產(chǎn)量、高質量、生態(tài)、安全的奶牛安全，確保室內環(huán)境最適合家畜生長并提高奶牛福利。

使用機器人和流水線飼喂奶牛，記錄奶牛飲食數(shù)據(jù)，同時給每一頭牛戴上智能項圈和計步手環(huán)，對牛只的身體狀況和運動數(shù)據(jù)實時監(jiān)控。同時監(jiān)控用水用料的數(shù)據(jù)，動態(tài)調整投喂策略，包括投喂量和投喂頻率（包括：飼喂機和自動飲水器）。

智能養(yǎng)牛的室內管理系統(tǒng)采用奶廳智能檢測系統(tǒng)，自動識別奶牛身份，自動上傳班次擠奶情況。同時可以根據(jù)溫度自動控制風機、噴淋、和光照設備，保證每一頭牛在極度舒適的情緒下產(chǎn)奶。

使用室內空氣溫控技術，實現(xiàn)從牧場產(chǎn)奶到零售終端全程冷鏈和無漏點式溫度監(jiān)控。

與此同時，在牛棚內設置攝像機等監(jiān)測設備，對大棚內7-24小時連續(xù)監(jiān)測，實現(xiàn)了奶牛養(yǎng)殖的智能化生產(chǎn)與科學管理。

2. 解決方案概要

該方案嘗試用OpenHarmony實現(xiàn)光照強度檢測、溫濕度檢測、水位控制和圖傳部分。

3. 硬件設計3. 硬件設計

3.1 光照檢測傳感器BH1750

典型的電路應用如下：

I2C總線時序圖如下：

3.2 濕度和溫度傳感器 SHT20

典型的電路應用如下：

時序圖如下：

4. 軟件設計

4.1 光照強度部分：

/***************************************************************
* 函數(shù)名稱: Start_BH1750
* 說    明: 啟動BH1750
* 參    數(shù): 無
* 返 回 值: 無
***************************************************************/
void Start_BH1750(void)
{
    WifiIotI2cData bh1750_i2c_data = {0};
    uint8_t send_data[1] = {0x10};
    bh1750_i2c_data.sendBuf = send_data;
    bh1750_i2c_data.sendLen = 1;
    I2cWrite(WIFI_IOT_I2C_IDX_1, (BH1750_Addr << 1) | 0x00, &bh1750_i2c_data);
}

4.2 溫濕度部分：

/***************************************************************
* 函數(shù)名稱: Init_SHT30
* 說    明: 初始化SHT30，設置測量周期
* 參    數(shù): 無
* 返 回 值: 無
***************************************************************/
void Init_SHT30(void)
{
    WifiIotI2cData sht30_i2c_data = {0};
    uint8_t send_data[2] = {0x22, 0x36};
    sht30_i2c_data.sendBuf = send_data;
    sht30_i2c_data.sendLen = 2;
    I2cWrite(WIFI_IOT_I2C_IDX_1, (SHT30_Addr << 1) | 0x00, &sht30_i2c_data);
}

4.3 水位控制部分：

static float GetVoltage(void)
{
    unsigned int ret;
    unsigned short data;


    ret = AdcRead(WIFI_IOT_ADC_CHANNEL_2, &data, WIFI_IOT_ADC_EQU_MODEL_8, WIFI_IOT_ADC_CUR_BAIS_DEFAULT, 0xff);
    if (ret != WIFI_IOT_SUCCESS)
    {
        printf("ADC Read Fail
");
    }


    return (float)data * 1.8 * 4 / 4096.0;
}

4.4 圖傳部分：

#include "esp_camera.h"
#include 


#define CAMERA_MODEL_AI_THINKER


#include "camera_pins.h"


const char* ssid = "**";
const char* password = "123456789";


void startCameraServer();


void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.setDebugOutput(true);
  Serial.println();


  camera_config_t config;
  config.ledc_channel = LEDC_CHANNEL_0;
  config.ledc_timer = LEDC_TIMER_0;
  config.pin_d0 = Y2_GPIO_NUM;
  config.pin_d1 = Y3_GPIO_NUM;
  config.pin_d2 = Y4_GPIO_NUM;
  config.pin_d3 = Y5_GPIO_NUM;
  config.pin_d4 = Y6_GPIO_NUM;
  config.pin_d5 = Y7_GPIO_NUM;
  config.pin_d6 = Y8_GPIO_NUM;
  config.pin_d7 = Y9_GPIO_NUM;
  config.pin_xclk = XCLK_GPIO_NUM;
  config.pin_pclk = PCLK_GPIO_NUM;
  config.pin_vsync = VSYNC_GPIO_NUM;
  config.pin_href = HREF_GPIO_NUM;
  config.pin_sscb_sda = SIOD_GPIO_NUM;
  config.pin_sscb_scl = SIOC_GPIO_NUM;
  config.pin_pwdn = PWDN_GPIO_NUM;
  config.pin_reset = RESET_GPIO_NUM;
  config.xclk_freq_hz = 20000000;
  config.pixel_format = PIXFORMAT_JPEG;
  //init with high specs to pre-allocate larger buffers
  if(psramFound()){
    config.frame_size = FRAMESIZE_UXGA;
    config.jpeg_quality = 10;
    config.fb_count = 2;
  } else {
    config.frame_size = FRAMESIZE_SVGA;
    config.jpeg_quality = 12;
    config.fb_count = 1;
  }


#if defined(CAMERA_MODEL_ESP_EYE)
  pinMode(13, INPUT_PULLUP);
  pinMode(14, INPUT_PULLUP);
#endif


  // camera init
  esp_err_t err = esp_camera_init(&config);
  if (err != ESP_OK) {
    Serial.printf("Camera init failed with error 0x%x", err);
    return;
  }


  sensor_t * s = esp_camera_sensor_get();
  //initial sensors are flipped vertically and colors are a bit saturated
  if (s->id.PID == OV3660_PID) {
    s->set_vflip(s, 1);//flip it back
    s->set_brightness(s, 1);//up the blightness just a bit
    s->set_saturation(s, -2);//lower the saturation
  }
  //drop down frame size for higher initial frame rate
  s->set_framesize(s, FRAMESIZE_QVGA);


#if defined(CAMERA_MODEL_M5STACK_WIDE)
  s->set_vflip(s, 1);
  s->set_hmirror(s, 1);
#endif


  WiFi.begin(ssid, password);


  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi connected");


  startCameraServer();


  Serial.print("Camera Ready! Use 'http://");
  Serial.print(WiFi.localIP());
  Serial.println("' to connect");
}


void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  delay(10000);
}