一、方案背景

隨著規模化、集約化養殖成為畜牧行業的主流模式，養殖場對環境溫濕度、氨氣濃度、二氧化碳含量、光照強度以及畜禽活動狀態等關鍵指標的實時掌控要求日益提高。然而，傳統養殖場高度依賴人工巡檢與經驗判斷，面對多個養殖舍、多批次畜禽產生的海量環境與生產數據，逐漸暴露出響應滯后、記錄不全、管理粗放等根本性問題。

為應對這一挑戰，某大型畜牧養殖企業亟需構建一套智能化的養殖環境遠程監控物聯網系統，以實現養殖環節的數字化、透明化管理，為精細化飼養與疫病防控提供堅實的數據支撐。

二、前期調研

經過現場調研，本次項目需針對養殖全流程中的關鍵環境與設備節點進行數據采集，具體對象及點位如下：

溫濕度傳感器：采集各養殖舍內的空氣溫度與相對濕度數據，用于評估畜禽舒適度與通風效果（RS485串口、ModbusRTU協議）。

氨氣傳感器：采集養殖舍內氨氣濃度數據，氨氣過高會誘發呼吸道疾病，直接影響畜禽健康與生長速度（RS485串口、ModbusRTU協議）。

二氧化碳傳感器：采集舍內二氧化碳濃度數據，反映通風換氣是否充分，是評估養殖環境空氣質量的重要指標（RS485串口、ModbusRTU協議）。

光照傳感器：采集舍內光照強度數據，光照時長與強度直接影響畜禽的采食、生長與產蛋性能（RS485串口、ModbusRTU協議）。

西門子PLC：采集風機、水泵、喂料機等關鍵設備的運行數據，用于監控設備運行狀態并實現遠程控制（以太網口、西門子S7協議）。

攝像頭：監控各個養殖舍、配電間的實時視頻畫面（以太網口、私有協議）

三、系統架構及選型

設備層：養殖場內分布著溫濕度傳感器、氨氣傳感器、二氧化碳傳感器、光照傳感器、環控PLC、攝像頭等多種設備，這些設備多具備RS485串行通信接口和以太網口，但常因單機運行、布線分散而形成數據孤島，依賴人工實時值守和管理。

網關層：部署物通博聯工業智能網關WG583。通過其RS485串口連接各傳感器與電表，通過以太網口連接PLC和攝像頭，實現多設備、多協議的數據匯聚。采集到的環境與設備數據通過4G網絡，以MQTT協議上報至云端智慧養殖場管理系統。

豐富的接口配置：提供多路RS232/485串口和百兆以太網口，支持同時接入多臺從站設備，滿足多種傳感器、儀表和PLC兼容接入的需求。

多樣的聯網方式：支持5G RedCap、4G、Wi-Fi、有線以太網等多種聯網方式，確保在偏遠養殖場區數據可靈活、穩定地上傳。

強大的采集能力：內嵌Modbus和PLC主流工控協議，支持快速采集專利算法，可同時采集多種設備數據，解決異構設備集成難題。

邊緣計算功能：支持智能采集、數據過濾、報警觸發、公式計算等功能，可在網關層對原始數據進行預處理，消除設備異構性，實現數據標準化。

靈活的云端適配：支持通過MQTT、Modbus、OPC UA、SQL、HTTP等方式接入各類云平臺和工業軟件，便于與現有養殖管理系統對接。

高可靠設計：內嵌軟硬件看門狗，支持斷網重連、斷點續傳、異常自恢復，確保在養殖場高溫高濕、無人值守環境下穩定運行。

工業級標準：支持9~36V寬電壓供電、工作溫度范圍-30℃~70℃、IP30防護等級，能適應養殖舍內氨氣腐蝕、粉塵、潮濕等復雜環境。

平臺層：本云端智慧養殖場管理系統接收MQTT JSON報文，解析后對養殖舍溫濕度、氨氣濃度、二氧化碳濃度、光照強度、設備狀態等關鍵指標進行實時展示、存儲與分析。系統可生成可視化報表與趨勢曲線，并在數據異常時觸發告警，實現遠程控制操作。

四、實現功能

養殖環境實時監測：管理人員無需頻繁往返各養殖舍抄錄數據，通過電腦或手機即可實時查看所有養殖舍的環境數據與設備狀態，顯著提升巡檢效率與數據透明度。

異常自動告警：系統可對各項關鍵指標設定告警閾值。一旦溫濕度、氨氣、二氧化碳等數據異常，系統自動觸發聲光告警，并通過微信、短信、郵件等方式通知相關負責人。

設備遠程控制：管理人員可遠程下發指令到環控PLC中，實現對風機、卷簾、喂料機、水泵、加溫器等設備遠程控制，進而提升應急管理能力，保障養殖安全。

數據可視化與分析：系統自動統計各養殖舍環境參數，生成可視化報表，支持按班次、批次、日、月等維度導出，為精細化飼養管理提供數據依據。