智能鸟巢控制系统设计(附件)
题目智能鸟巢控制系统设计本实用新型公开了一种能源自给且能够独立监控鸟的智能监控系统，主要由监控器、图像采集模块、储存模块、无线传输模块、能源处理模块组成。所述的监控器和图像采集模块将采集的图像传递给信号处理模块，并可储存到存储模块，无线传输装置可将存储的信息经信号处理模块处理后无线传输到手机等无线设备。能源处理模块对传递来的能源进行转化储存并对用电装置提供电能。鸟巢顶设有太阳能电池板和风扇，可将太阳能风能转化为电能，实现能量的自给自足。本实用新型具有结构精巧、部署方便、成本低、实用性强的优点。关键词 智能鸟巢，设计，智能
目 录
1绪论 3
1.1 课题简介背景及其意义 3
1.2 论文主要解决问题 5
2 智能鸟巢监控系统的架构设计 6
2.1 系统总体需求分析 6
2.2 系统的总体设计任务及方案 7
2.3 系统的无线通讯和软件程序选取 13
3系统硬件模块设计与分析 17
3.1 系统的硬件模块分析 17
3.2系统硬件模块设计 17
3.3 无线网络节点程序设计 22
4 系统软件设计 28
4.1 系统软件功能需求 28
4.2 上位机软件设计与实现 29
4.3安卓客户端软件设计与实现 33
4.4 知识库 35
结论 36
致 谢 37
参考文献 38
附录A鸟巢内传感器设计
图1照明灯三维图
图2温度传感器三维图
图3光幕传感器三维图
图4电加热装置三维图
1绪论
1.1 课题简介背景及其意义
有爱鸟巢”项目，以技术实现自动维持内部温度，自动清理，自动供给水分少量食物等功能，为鸟儿建造一个即舒适又安全的“家”为目的，并通过安装摄像头来观察各种鸟类生活习性，可为一些爱鸟人士提供录像。
对人工鸟巢的普查，过去使用登梯子观察和长时间蹲守的观察。目前也有通过蛇眼鸟巢探测器、红外鸟巢生命探测仪、鸟超声谱探测仪等设备勘察鸟类，但设备条件有限，还不能全部 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
覆盖鸟巢内部。但“有爱鸟巢”项目，是通过在人工鸟巢内安装人们的监测系统通过互联网传输到设备上可以采集到鸟巢内各个种类的信息该设备主要实现对鸟巢的智能化，网络化监控。
1.1.1 课题背景
在森林中，缺少一样将会使整个森林处于失衡状态。森林为动物们提供食物和栖息地，而相对的鸟类的存在也是大自然不可缺少的一部分，有保护了绿色的森林。科技的发展伴随的就是环境的破坏，人类的过度开发，致使野生动物的栖息地减少，根据生物学家估计地球上曾经生存15万种鸟类，可现在由于生态环境遭受破坏，数量已经不到1万种。
现如今，鸟儿的窝建在钢筋水泥上，站在电线杆上吹风，在屋檐下躲雨。人类不仅破坏了鸟类与森林相互依赖的生存方式，更是以残忍的方式猎杀、贩卖鸟类。现在很多鸟类濒临灭绝甚至在城市中想看到鸟而都成了一种奢望。如图所示1.1.1
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图1.1无家可归的都市鸟类
1.1.2 项目意义和优势
相关研究表明，在自然保护中人工鸟巢已经越来越得到环保人员和世界的认可和支持。秋天到了，候鸟要迁徙，然而森林鸟巢被人类肆意 的砍伐，迫使鸟类难以生存。我们将通过“有鸟巢”来缓解现状，拯救鸟儿，还鸟儿一个家，我们将看到更多鸟儿有家可归，不必风吹日晒，让鸟儿感受人世间的关怀。
大部分鸟类在自然环境都是不可或缺的一部分，虽然对于我们人类生产方面造成不了很多的影响但是在大自然中他扮演者清道夫的角色替鸟巢，绿色植被，清理他们身上的害虫，许多进化论和生态学都是在鸟类群身上找到验证的，对于鸟类科学家来说人工鸟巢不仅给他们提供更方便的观察机会，又能在钢铁森林中给鸟儿一个完成安全的家。
对鸟类保护的程度已经成为衡量一个国家和地区自然文明和社会文明进步的标志性之一，随着生态的变化，人工鸟巢逐渐发展成了招鸟工程、生态治虫、生态建设的重要手段。并把悬挂人工鸟巢作为“爱鸟周”的活动内容。对人工鸟巢的普查，过去使用登梯子观察和长时间蹲守观察。目前也有通过眼镜蛇鸟巢探测仪，红外鸟巢生命探测仪、鸟超声探测仪等设备勘察鸟类入住情况。但设备条件所限制，还不能完全覆盖鸟巢内部。一些悬挂位置特殊，人无法接近的地方，不能很好的实现近距离观测。
1.1.3 国外的研究现状
现在在德国的捷克有相关报道已经进行了智能鸟巢的公益活动，并且已经制作出来相关的产品，他们现在采集观察信息播放给中小学生了解鸟类的相关习性。
不仅可以给那些鸟类极其舒适的生存环境，又能采集到很多平时难以采集到的相关信息。对于鸟类爱好者和鸟类学家提供了观察鸟巢内的很多机会。他的里面配备了摄像头和传感器，可以在不惊动鸟儿的情况下很清楚的看到鸟儿的习性帮助对鸟类的研究，扩大了队研究鸟类的数量。但它不仅仅是观察，传感器也能采集到各个鸟类的数据以便于研究鸟类。不仅仅是科学家可以接触，在捷克普通人也能接触到高端大气的智能鸟巢，当地已经免费装配了许多的智能鸟巢。
1.1.4 发展趋势
现在，生活水平正在上升，而且，随着生活质量的发展，他也会培养情调，回归自然。对森林大气的渴望反映在老年人和儿童身上。在这个阶段，人工巢是一个社区，但鸟巢仍然复制旧版本。然而，面对更严厉的人，人工巢的现代化是迟早的事。现在一切都是合理的。因为企业家必须知道，产品的财富和个性是不可分割的。把现代元素添加到经典的鸟巢中，它将现代智慧的秘密，而不是牺牲简单的个性需求。
出现设备成本高、技术开发和资源分配等一系列问题，在系统中采用成本低的设备、在监控设备中采用一些功耗低的设备等方法，最后会实现一个功耗低、成本低、智能化、结构简单、容易操作、高效率、扩展性强的智能化远程监控系统，从而在保证采集鸟类信息的完整性和普遍性。主要表现为以下几点：
1)在鸟类筑巢系统的技术将会变得成熟和成本下降，这个城市的鸟巢的规模将会扩大。目前对智能鸟类筑巢系统的技术研究为未来的Smart Bird的发展奠定了基础。
(2)当鸟巢投资规模扩大时，将会聚集在鸟巢里的各种参数将会变得非常大，因此需要分布式管理系统。系统包括主处理器和分处理器。主处理器的作用是映射传感器收集的鸟巢的环境数据和分处理器管理。分处理器主要是为了收集鸟类的栖息地的环境参数，并完成自动设备对鸟巢的智能分析和进一步形成最适合鸟类生存的环境，以便更有效地将鸟儿引入鸟巢。改进和分析这种系统可以防止过度的监测使得信息驳杂使得系统承受不住从而破坏系统，影响对鸟类的观察。如果它是分布的管理系统，它可以为鸟类的日常生活提供采集信息进一步的清晰和稳定，并确保在研究鸟类专家获得的准确和完整的观察信息。
目 录
1绪论 3
1.1 课题简介背景及其意义 3
1.2 论文主要解决问题 5
2 智能鸟巢监控系统的架构设计 6
2.1 系统总体需求分析 6
2.2 系统的总体设计任务及方案 7
2.3 系统的无线通讯和软件程序选取 13
3系统硬件模块设计与分析 17
3.1 系统的硬件模块分析 17
3.2系统硬件模块设计 17
3.3 无线网络节点程序设计 22
4 系统软件设计 28
4.1 系统软件功能需求 28
4.2 上位机软件设计与实现 29
4.3安卓客户端软件设计与实现 33
4.4 知识库 35
结论 36
致 谢 37
参考文献 38
附录A鸟巢内传感器设计
图1照明灯三维图
图2温度传感器三维图
图3光幕传感器三维图
图4电加热装置三维图
1绪论
1.1 课题简介背景及其意义
有爱鸟巢”项目，以技术实现自动维持内部温度，自动清理，自动供给水分少量食物等功能，为鸟儿建造一个即舒适又安全的“家”为目的，并通过安装摄像头来观察各种鸟类生活习性，可为一些爱鸟人士提供录像。
对人工鸟巢的普查，过去使用登梯子观察和长时间蹲守的观察。目前也有通过蛇眼鸟巢探测器、红外鸟巢生命探测仪、鸟超声谱探测仪等设备勘察鸟类，但设备条件有限，还不能全部 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
覆盖鸟巢内部。但“有爱鸟巢”项目，是通过在人工鸟巢内安装人们的监测系统通过互联网传输到设备上可以采集到鸟巢内各个种类的信息该设备主要实现对鸟巢的智能化，网络化监控。
1.1.1 课题背景
在森林中，缺少一样将会使整个森林处于失衡状态。森林为动物们提供食物和栖息地，而相对的鸟类的存在也是大自然不可缺少的一部分，有保护了绿色的森林。科技的发展伴随的就是环境的破坏，人类的过度开发，致使野生动物的栖息地减少，根据生物学家估计地球上曾经生存15万种鸟类，可现在由于生态环境遭受破坏，数量已经不到1万种。
现如今，鸟儿的窝建在钢筋水泥上，站在电线杆上吹风，在屋檐下躲雨。人类不仅破坏了鸟类与森林相互依赖的生存方式，更是以残忍的方式猎杀、贩卖鸟类。现在很多鸟类濒临灭绝甚至在城市中想看到鸟而都成了一种奢望。如图所示1.1.1
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图1.1无家可归的都市鸟类
1.1.2 项目意义和优势
相关研究表明，在自然保护中人工鸟巢已经越来越得到环保人员和世界的认可和支持。秋天到了，候鸟要迁徙，然而森林鸟巢被人类肆意 的砍伐，迫使鸟类难以生存。我们将通过“有鸟巢”来缓解现状，拯救鸟儿，还鸟儿一个家，我们将看到更多鸟儿有家可归，不必风吹日晒，让鸟儿感受人世间的关怀。
大部分鸟类在自然环境都是不可或缺的一部分，虽然对于我们人类生产方面造成不了很多的影响但是在大自然中他扮演者清道夫的角色替鸟巢，绿色植被，清理他们身上的害虫，许多进化论和生态学都是在鸟类群身上找到验证的，对于鸟类科学家来说人工鸟巢不仅给他们提供更方便的观察机会，又能在钢铁森林中给鸟儿一个完成安全的家。
对鸟类保护的程度已经成为衡量一个国家和地区自然文明和社会文明进步的标志性之一，随着生态的变化，人工鸟巢逐渐发展成了招鸟工程、生态治虫、生态建设的重要手段。并把悬挂人工鸟巢作为“爱鸟周”的活动内容。对人工鸟巢的普查，过去使用登梯子观察和长时间蹲守观察。目前也有通过眼镜蛇鸟巢探测仪，红外鸟巢生命探测仪、鸟超声探测仪等设备勘察鸟类入住情况。但设备条件所限制，还不能完全覆盖鸟巢内部。一些悬挂位置特殊，人无法接近的地方，不能很好的实现近距离观测。
1.1.3 国外的研究现状
现在在德国的捷克有相关报道已经进行了智能鸟巢的公益活动，并且已经制作出来相关的产品，他们现在采集观察信息播放给中小学生了解鸟类的相关习性。
不仅可以给那些鸟类极其舒适的生存环境，又能采集到很多平时难以采集到的相关信息。对于鸟类爱好者和鸟类学家提供了观察鸟巢内的很多机会。他的里面配备了摄像头和传感器，可以在不惊动鸟儿的情况下很清楚的看到鸟儿的习性帮助对鸟类的研究，扩大了队研究鸟类的数量。但它不仅仅是观察，传感器也能采集到各个鸟类的数据以便于研究鸟类。不仅仅是科学家可以接触，在捷克普通人也能接触到高端大气的智能鸟巢，当地已经免费装配了许多的智能鸟巢。
1.1.4 发展趋势
现在，生活水平正在上升，而且，随着生活质量的发展，他也会培养情调，回归自然。对森林大气的渴望反映在老年人和儿童身上。在这个阶段，人工巢是一个社区，但鸟巢仍然复制旧版本。然而，面对更严厉的人，人工巢的现代化是迟早的事。现在一切都是合理的。因为企业家必须知道，产品的财富和个性是不可分割的。把现代元素添加到经典的鸟巢中，它将现代智慧的秘密，而不是牺牲简单的个性需求。
出现设备成本高、技术开发和资源分配等一系列问题，在系统中采用成本低的设备、在监控设备中采用一些功耗低的设备等方法，最后会实现一个功耗低、成本低、智能化、结构简单、容易操作、高效率、扩展性强的智能化远程监控系统，从而在保证采集鸟类信息的完整性和普遍性。主要表现为以下几点：
1)在鸟类筑巢系统的技术将会变得成熟和成本下降，这个城市的鸟巢的规模将会扩大。目前对智能鸟类筑巢系统的技术研究为未来的Smart Bird的发展奠定了基础。
(2)当鸟巢投资规模扩大时，将会聚集在鸟巢里的各种参数将会变得非常大，因此需要分布式管理系统。系统包括主处理器和分处理器。主处理器的作用是映射传感器收集的鸟巢的环境数据和分处理器管理。分处理器主要是为了收集鸟类的栖息地的环境参数，并完成自动设备对鸟巢的智能分析和进一步形成最适合鸟类生存的环境，以便更有效地将鸟儿引入鸟巢。改进和分析这种系统可以防止过度的监测使得信息驳杂使得系统承受不住从而破坏系统，影响对鸟类的观察。如果它是分布的管理系统，它可以为鸟类的日常生活提供采集信息进一步的清晰和稳定，并确保在研究鸟类专家获得的准确和完整的观察信息。
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