摘要：近年来我国物联网技术快速发展，可通过将物品和互联网的连接达到信息交换和通信的目的，智能化进行物品的识别、跟踪定位、监控管理等，具有智能监测的作用。而基于嵌入式系统物联网的智能监测系统设计，不仅能够增强监测工作效果，还能促使监测工作的有效开展。基于此，本文提出养猪行业中基于嵌入式系统物联网的智能监测系统设计建议，旨在为增强整体系统设计效果提供帮助。

关键词：嵌入式系统;物联网;智能监测系统;设计

中图分类号：G4 文献标识码：A

我国传统养猪行业在生产的过程中，主要采用的是人工监督方式，不仅会耗费大量人力资源，还会出现监督监测不准确的问题，而基于嵌入式系统物联网的智能监测系统设计，不仅能够通过射频识别技术、GPRS技术和嵌入式技术，有效监测养猪场中生猪每天采食的数量和次数，动态化监测生猪的生长情况，还能增强监测工作的精准性，具有重要意义。因此在生猪养殖监测的过程中，应积极设计基于嵌入式系统物联网的智能监测系统，为增强养猪监测的效果夯实基础。

1 基于嵌入式系统物联网的智能监测系统设计思路

养猪场日常监管的过程中，需要请外面监测生猪日常的饮水数量、排泄情况和采食情况，以此为基础准确进行生猪健康状态的判断。再加上生猪对生活环境的清洁性要求很高，规模化养殖场的养殖工作中，可以将生猪的生存空间划分成为饮水的部分、躺卧部分、排泄部分和采食部分，以此为基础设计基于嵌入式系统物联网的智能监测系统，智能化进行生猪采食情况、饮水情况、躺卧情况和排泄情况的监测，及时发现生猪进食异常行为，准确分析排泄的异常现象，自动化判断是否为病毒性腹泻或是传染性肠胃炎等，将各类监测的信息发送给养殖场的管理人员，使得管理人员能够按照监测信息及时作出处理。而在此类智能监测系统设计的过程中，需要在猪舍的食槽位置安装嵌入式的监测基础设施，实时性进行生猪进食情况的监测分析，利用射频识别技术进行生猪身份的识别，记录每只生猪的进食数量，明确生猪在第一次进食之前的体重、进食以后的体重，将进食的时间、次数记录下来，计算每天进食的总数，将此类数据信息利用GPRS网络系统传送到监测中心，便于管理人员对每只生猪的情况进行监测，利用LCD显示屏进行各类监测数据信息的查询，提高智能化监测的效果和水平[1]。

2 基于嵌入式系统物联网的智能监测系统设计措施

2.1 完善硬件平台

智能监测系统的设计目的在于实时性、全面性监测生猪日常进食情况、排泄情况、饮水情况等，及时发现异常行为信息，发送报警信息，便于养殖场管理人员做出准确地判断。在此过程中为确保智能监测系统的良好运行，应合理设计硬件平台，将嵌入式监测硬件分成设备部分、通信网络部分和监测中心的部分，在猪舍进食区域位置、饮水区域位置和排泄区域位置设置嵌入式的监测设备，实时性进行生猪进食数据、饮水数据和排泄数据的采集，设置微机处理器、平台扩展性的串口接口，采用USB接口进行摄像头的连接，采集图像和视频，同时利用身份识别设备进行生猪身份的识别，通过A/D控制器进行生猪重量信息的采集，最终利用GPRS系统将所有采集的数据信息发送到智能监测中心平台。在此过程中，整体系统将GPRS网络和互联网作为重要的通信载体，在现场区域智能监测设备如果采集到生猪进食异常信息、饮水异常信息、排泄异常信息，就可以利用GPES网络将报警信息和图像传输给智能监测中心，使得监测工作人员可以按照报警信息做好生猪的管理工作。

2.2 系统模块的设计

基于嵌入式系统物联网的智能监测系统模块设计非常重要，应制定完善的模块设计方案和计划，通过不同模块的合理设计，增强智能监测系统的运行效果和应用水平。

1）设计USB摄像头模块。此类模块的设计主要目的就是完善整体系统的图像采集功能，可采用带有微机芯片的USB摄像头设备，对USB模块进行集成化处理，对于USB摄像头驱动而言，可以将模块化的设计作为主要部分，通过编译到嵌入式的内核，即可直接进行USB模块的利用。同时现代化的USB芯片在应用过程中，具有低电压图像控制的特点，运行过程中资源的占用量很少、性能较高，也可以通过芯片摄像头之内嵌入硬件压缩引擎，使用标准化图像压缩算法进行芯片的控制，确保所采集到的图像在压缩之后依然能保持清晰完整的状态，通过网络系统进行传输也不会出现清晰度的问题、完整度的问题。同时建议采用先进的USB接口器件，支持网络通信协议，带有并行的总线，在系统连接电源进行启动之后，嵌入式的操作系统可以自动化进行USB摄像头设备的识别，将其加载到整体系统的设备列表之内，通过应用程序就能够直接进行智能监测系统之内接口函数的调用，对摄像头的运行进展控制[2]。

2）设计GPRS无线网络传输的模块。建议在设计智能监测系统的过程中，积极开发GPRS无线网络传输的模块，利用AT指令和系统处理器实现网络通信的目的，设置TCP/IP协议栈，合理设计串口通信的结构，确保能够通过计算机技术进行数据信息的采集和传输。同时应在无线网络传输模块中设置GSM网络的SIM卡，使得嵌入式操作系统，能够利用串口进行AT指令的发送，有效完成无线模块的控制。并且在SIM卡用户开通相关GPRS网络服务以后，也可利用拨号上网的形式，对互联网进行接入处理。

3）RFID模块的开发设计。基于嵌入式系统物联网的智能监测系统，设计目的在于全面进行生猪身份识别和监测，而RFID模块的设计，就可以利用机器视觉技术、电子标签技术等完成生猪身份的识别。由于猪舍可能会出现光照不足的现象、卫生条件差的现象，因此建议将电子标签设置在生猪的耳朵上，之后在食槽位置、饮水区域、排泄区域设置读写器天线，在生猪进行采食、饮水和排泄的过程中，读写器能够读写电子标签信息，快速进行生猪身份的识别。同时还需在RFID模块中设计网络通信系统，在读写器通信的过程中可以利用专门的通信协议，利用上位机进行通信指令的发送，在读写器接收相关指令以后，可以对上位机的命令进行分析，之后读写生猪耳朵上面的电子标签，便于有效进行生猪采食行为、饮水行为和排泄行为的智能化监测[3]。

4）合理设计称重模块。按照嵌入式系统物联网的智能监测系统设计需求，在猪舍中设计地磅称重的基础设施，结合猪舍的情况、生猪智能监测的情况，合理设计特制地磅，无需设置显示体重的模块，只需要将直流信号与A/D引脚相互衔接，将输出电流量程控制为3mA到20mA之间。在地磅基础设施中还需合理设置称重传感器设备，可以将称重的数据值转变成为能够测量的电信号，使得智能监测系统可以按照电信号的情况，智能化对生猪的体重进行监测分析，便于管理人员针对性进行管理。

5）科学设计LCD模块。为提升人员查看猪舍数据信息的便利性，可以在智能监测系统终端安装LCE显示屏，带有触摸屏，直接和LCD控制器设备之间相互连接，有效进行生猪养殖的智能监测和分析。

2.3 系统应用功能的设计

完成基于嵌入式系统物联网智能监测系统设计之后，还需制定系统应用的功能，确保能够将系统有效应用在生猪智能监测的工作领域，使得生猪管理的人员可以全天候进行生猪采食行为、饮水行为和排泄情况的监测分析[4]。①完善系统自动化进行数据信息的采集功能。通过系统准确识别生猪的身份，采集生出的体重数据、进食数量数据、饮水数量数据和排泄物数据，获得相应的图像和视频，通过射频识别技术、地磅技术和摄像头技术实现，确保能够全方位进行各类智能化监测数据信息的采集和分析;②完善报警功能。完成数据信息采集之后，自动化进行各类数据信息的分析，及时发现生猪采食异常、饮水异常和排泄异常的问题，将报警信息快速传递到监测平台的PC端，利用短信报警的方式、智能化报警的方式，使得生猪监测和管理的人员对现场情况对生猪的异常行为进行研究，及时判断生猪的疾病情况，做好诊断和治疗，使得生猪能够健康生长;③完善数据信息显示的功能。在系统完成数据信息采集之后，将所有数据信息显示出来，便于管理人员进行查询和研究，直观了解生猪的生长情况、行为情况等，针对性进行生猪的管理;④完善数据信息传输的功能。利用GPRS网络系统对所监测的数据信息进行传输，使得智能监测终端和管理终端都能快速接收各类数据信息，便于全面性、有效性进行生猪的监测和管理;⑤完善数据信息管理的功能。利用文件管理的形式，有效进行各类数据信息的管控，确保数据信息高效化存储、分析、显示和传输，预防出现数据信息的问题[5]。

2.4 系统的安全性设计

虽然基于嵌入式系统物联网的智能监测系统能够为生猪智能化、自动化监测提供助力，但是由于整体系统处于开放性的网络环境，如果不能合理进行安全设计，就很容易受到黑客或是病毒的入侵，对智能监测系统的良好运行、安全应用造成不利影响。因此应重点按照智能监测系统的特点和情况，合理进行安全设计。其一，一些不法人员会利用伪造关键性数据信息或者是读写器记录标签的形式，对系统内的一些数据信息进行拦截，发布伪造的数据，导致系统中的数据出现混乱的现象，对生猪养殖的智能化监测造成不利影响，甚至还会出现严重的经济损失。因此在智能化监测系统设计的过程中，应设置防火墙软件、病毒查杀软件、入侵检测软件等，通过此类软件明确是否有数据信息伪造的问题、病毒入侵或是黑客入侵的问题，一旦发现问题就可以及时进行处理，确保整体系统运行的安全性和可靠性;其二，系统安全设计的过程中应设置用户身份认证模块，用户在登录系统之前需要认证身份，通过身份认证之后才能运行登录软件查看系统中的各类数据信息，如果不能通过认证，就不允许查看数据，以免出现智能监测系统数据丢失或是被篡改的问题;其三，设计智能监测系统的密码密钥，尽可能设计破解难度较高的安全密钥，经常进行密钥的修改和调整，以免黑客盗取密码密钥的信息入侵系统，导致智能监测系统的良好运行受到不利影响;其四，由于在GPRS网络通信的过程中，可能会受到病毒或是黑客的入侵导致出现数据信息安全风险隐患，因此在系统安全设计期间，应重点关注GPRS通信的安全性，合理设置相关的安全软件和技术，增强整体通信的安全水平，预防发生数据丢失的问题或是被篡改的问题，维护整体数据的安全性。除此之外，还需积极采用数据信息追踪管理的技术，按照数据不同攻击的特点和情况设计追踪模式，对不同攻击行为进行追踪，准确判断攻击的路径，合理进行攻击行为的阻拦，以此确保整体智能监测系统运行的安全性[6]。

结语

综上所述，近年来我国社会经济发展速度不断加快，基于嵌入式系统物联网的智能监测系统设计受到各行各业的关注，可通过现代化的科学技术增强智能监测效果，改善传统监督管理的工作，为行业的有效监管提供保障。尤其是生猪养殖场，在对生猪进行监测的过程中设计嵌入式系统物联网的智能监测系统，能够全方位、有效性监测生猪的采食情况、饮水情况、排泄情况等，按照监测的数据信息作出科学合理的应对，使得生猪能够健康生长。因此在生猪养殖的过程中应重视基于嵌入式物联网的智能监测系统设计，完善系统的硬件架构和模块，增强智能监测系统的应用效果和运行水平。

参考文献

[1] 吴丹. 基于嵌入式系统物联网的智能监测系统探究[J]. 信息记录材料，2020，21（6）：189-190.

[2] 汪琛龙. 基于物联网技术的环境智能监测系统设计[J]. 郑州铁路职业技术学院学报，2020，32（2）：40-41，52.

[3] 薛俊杰，陶健成，徐文涛. 基于北斗定位的人工智能水文环境信息监测系统[J]. 自动化技术与应用，2020，39（5）：136-138.

[4] 尹杰. 基于物联网的智能实验楼宇环境监测系统的关键技术研究[D]. 吉首大学，2018.

[5] 李雪莲. 基于物联网架构的智能室内空气监测系统[J]. 青岛大学学报（工程技术版），2018，33（3）：27-31.

[6] 苏楷. 基于云端与边际运算架构的嵌入式居家环境质量监测系统[J]. 科技成果管理与研究，2020，15（5）：47-50.