一、项目场景
本项目针对的是牲畜饲养行业，特别是大型和中型养殖场。在这些场景中，饲料桶是牲畜饲养的核心设备之一，其运行状态和饲料投放情况直接影响到养殖场的运营效率和成本控制。然而，传统饲料桶设备普遍存在以下问题：缺乏远程监控能力，饲料投放过程无法实时掌握；设备状态难以监测，维护成本高；用户无法通过移动设备随时查看和控制饲料桶，导致饲料浪费和饲喂效率低下。因此，本项目旨在通过物联网技术，为饲料桶设备提供远程监控和管理能力，解决上述痛点问题，提升养殖场的智能化管理水平。
图：远程控制饲料机投放饲料
二、项目方向
本项目的主要目标是为饲料桶设备开发一套基于物联网关和微信小程序的远程监控与管理系统。通过该系统，实现以下效果：
提升运营效率：实现饲料投放自动化，减少人工巡检时间，提高饲养人员工作效率。
节约成本：通过精准控制饲料投放量和时间，减少饲料浪费，降低养殖场的运营成本。
智能化管理：实现设备远程监控和数据可视化，缩短故障响应时间，降低设备维护成本。
创新业务模式：为客户提供“智能饲喂设备+服务”的新型商业模式，拓展业务范围，增加新的收入来源。
改善用户体验：让用户通过手机随时查看和控制饲料桶，提升客户满意度，增强产品市场竞争力。
三、项目技术流程
（一）设计流程
需求分析：与客户沟通，深入了解饲料桶设备的现有功能和用户需求。分析养殖场的网络环境和设备布局，确定通信方案。确定小程序的功能模块和用户界面设计需求。
方案设计：设计物联网关的硬件架构，包括LoRa模块、DTU网关和云服务器的选型和集成方案。设计微信小程序的功能架构，包括设备管理、状态监控、操作记录和远程控制等功能模块。设计通信协议，确保数据传输的安全性和可靠性。
开发与测试：开发物联网关的硬件和软件，实现LoRa模块与DTU网关的通信功能。
开发微信小程序，实现用户界面和功能逻辑。进行系统集成测试，确保物联网关和小程序的稳定性和兼容性。
部署与优化：在养殖场现场部署物联网关和小程序，进行实际运行测试。根据测试结果进行系统优化，调整通信参数和功能配置。提供用户培训和技术支持，确保系统顺利上线运行。
图：设计流程
（二）架构设计
通信架构表格
软件架构表格：
微信小程序架构
云服务器架构
DTU网关架构
四、技术方案
（一）硬件方案
LoRa模块
选型：采用高性能的LoRa模块，支持LoRaWAN协议，具有低功耗、长距离传输和高容量的特点。
集成：将LoRa模块集成到饲料桶控制板上，通过串口或SPI接口与控制板进行通信。LoRa模块负责采集饲料桶的工作状态、饲料剩余量等数据，并将其发送到DTU网关。
DTU网关
选型：采用工业级的DTU网关，支持4G/WiFi通信，具有高稳定性、低功耗和多协议支持的特点。
集成：DTU网关通过LoRa无线技术接收LoRa模块发送的数据，并通过4G/WiFi将数据上传至云服务器。DTU网关还负责接收云服务器的控制指令，并将其转发给LoRa模块，实现对饲料桶的远程控制。
云服务器
选型：采用高性能的云服务器，支持高并发处理和数据存储能力。云服务器可以部署在阿里云、腾讯云等主流云平台上，确保系统的稳定性和可靠性。
配置：云服务器包括用户认证服务、设备管理服务、数据存储服务和数据处理服务。用户认证服务采用OAuth2.0协议进行用户登录和权限管理；设备管理服务采用MySQL数据库进行设备信息的存储和管理；数据存储服务采用分布式数据库进行设备数据的持久化存储；数据处理服务采用Python语言进行数据分析处理，生成统计报表和报警信息。
（二）软件方案
微信小程序软件方案
云服务器软件方案
（三）数据处理方案
数据采集：LoRa模块实时采集饲料桶的工作状态、饲料剩余量、投放记录等数据，并通过LoRa无线技术将数据发送到DTU网关。DTU网关接收LoRa模块发送的数据，并通过4G/WiFi将数据上传至云服务器。
数据存储：云服务器接收DTU网关上传的数据，进行数据持久化存储。设备数据存储在分布式数据库中，支持高并发访问和大数据存储。用户信息、设备信息和操作记录存储在MySQL数据库中，方便用户管理和查询。
数据分析：云服务器对采集到的设备数据进行分析处理，生成统计报表和报警信息。统计报表包括设备运行时间、饲料消耗量、投料次数等信息，方便用户了解设备的运行情况和饲料使用情况。报警信息包括设备故障报警、饲料不足报警等，当设备出现故障或饲料不足时，系统会自动向用户发送报警信息，提醒用户及时处理。
数据可视化：微信小程序通过图表和表格的形式展示设备数据和统计报表，方便用户直观了解设备的运行情况和饲料使用情况。用户可以通过小程序的筛选和排序功能，快速查找和分析设备数据，提高管理效率。