本发明涉及环境监测，具体涉及一种养鸡场环境监测系统。
背景技术：
1、禽类的消化道短，消化率低，有20%-25%的营养物质不能被机体消化吸收而随排泄物排出体外。排泄物中的蛋白质被微生物分解，放出大量的氨气。当禽类血液中的氨浓度达到1%时就可引起中枢神经系统中毒，这会导致鸡群精神不振，采食量减少，生长速度和产蛋率显著下降。所以对养鸡场中的低浓度氨气的监测和及时换气对提高鸡类生长速度和鸡蛋产量发挥着至关重要的作用。
2、大型养鸡场中遍布的分布式氨气传感器如果使用有线供电会带来布线复杂等问题，所以目前大多数的分布式传感器采用电池供电。但是，电池需要定期更换，会产生很高的人力成本，同时还会带来回收成本高和环境污染等问题。如果能够取代遍布式的小电池，自供电的对养鸡场中的氨气进行监测，则会节省大量成本和减少对环境的危害。2012年，摩擦纳米发电机（teng）的发明提供了一种低成本且高效的环境机械能俘获技术。尤其是旋转型freestanding结构的teng的开发为低频下高效俘获环境中的微风能提供了一种崭新的方法，这有望应用于养鸡场的自供电氨气监测。
3、因此，现需要一种节省成本并能对养鸡场内氨气浓度进行实时监测的系统。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于提供一种养鸡场环境监测系统，以解决现有技术中的养鸡场实时监测系统成本较高并且不能对氨气浓度进行监测的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供了一种养鸡场环境监测系统，包括：teng、传感器、微控制单元mcu、无线发射模块和移动终端，teng为传感器、微控制单元mcu和无线发射模块供电，传感器检测养鸡场环境中的氨气浓度，并将氨气浓度数据传输至微控制单元mcu的数据采集模块，微控制单元mcu通过无线发射模块将氨气浓度数据上传至移动终端，并在移动终端显示氨气浓度数据。
3、进一步地，传感器为ga2o3/mo2ti2alc3传感器。
4、进一步地，制备ga2o3/mo2ti2alc3传感器的方法具体包括如下步骤：
5、s1，首先将0.2摩尔ga(no3)3·xh2o溶于640ml蒸馏水中，之后使用磁力搅拌器将溶液搅拌均匀，将nh4oh加入到溶液中，并调控ph值至9。
6、s2，将经过步骤s1得到的溶液加到高压反应釜中，并在马弗炉中以100℃的温度加热5小时，在反应釜自然冷却到室温后，把得到的白色沉淀物先后用蒸馏水和乙醇洗涤2次，再将洗涤后的沉淀物，分散在5ml蒸馏水中，并在75℃的热风烘箱中干燥8h得到gaooh粉末。
7、s3，将经过步骤s2得到的纯净的gaooh粉末样品置于管式炉中，并在1000℃下煅烧5h，得到白色的ga2o3粉末。
8、s4，将250目的钼粉mo、325目的钛粉ti、325目的铝粉al和300目的石墨粉c以1.5:1.5:1.1:2的摩尔比与氧化锆磨球充分混合并搅拌18小时；添加额外的铝粉al以补偿铝al的蒸发或被氧化成氧化铝al2o3的部分al。
9、进一步地，制备ga2o3/mo2ti2alc3传感器的方法还包括如下步骤：
10、s5，取筛选出来的经步骤s4得到的1g混合物粉末与经步骤s3得到的3g ga2o3粉末放置在有盖的al2o3坩埚中，坩埚放入管式炉中，以5°c/min的速度加热至1600°c，并在流动氩气下保温4小时。在炉内冷却后，使用镀锡铣削钻头将微烧结多孔压块磨成细粉末。
11、s6，将经过步骤s5得到的2g粉末缓慢加入40 ml氢氟酸hf溶液中，氢氟酸溶液浓度≥49 wt%，整个过程在100 ml特氟龙烧杯中，50℃磁力搅拌48 h，去离子水离心洗涤至ph≈6。
12、s7，收集沉淀，在50℃下真空干燥12 h，得到ga2o3/mo2ti2alc3粉末，将复合物粉末加入乙醇并分散，将分散体超声处理1 h, 10000 rpm离心10 min，得到的沉淀用去离子水超声处理20 min。
13、s8，用聚偏氟乙烯pvdf膜真空辅助过滤1ml上清液，在80℃的真空干燥箱中真空干燥8h得到复合物ga2o3/mo2ti2alc3。
14、s9，通过叉指电极将ga2o3/mo2ti2alc3溶液滴到聚硅酸铝基板上形成传感膜，然后在60℃下真空干燥4小时后获得ga2o3/mo2ti2alc3传感器。
15、进一步地，teng包括：转子和位于转子下方的定子，转子和定子为圆形，转子为扇叶结构，扇叶结构上覆盖铜电极；定子包括：亚克力基底表层、铜电极层和capton薄膜，铜电极层包括：多个第一电极层和多个第二电极层，多个第一电极层和多个第二电极层交叉设置，并呈栅格状交叉覆盖在亚克力基底表面，第一电极层全部导通，第二电极层全部导通，第一电极层和第二电极层之间有间隙不导通，铜电极层上覆盖capton薄膜作为摩擦电层。
16、进一步地，初始状态下，顶部转子的铜电极与底部定子的左半圆的铜电极层对齐，电子从顶部转子的铜电极表面转移到capton膜表面，在顶部转子的铜电极和capton膜表面分别产生等量的正电荷和负电荷，此时，teng处于静电平衡状态，没有自由电子流过外电路；随着转子的旋转，顶部转子的铜电极与左半圆的铜电极层的重叠面积减小，电位差驱动电流从定子右半圆铜电极层流向左半圆铜电极层，从而达到新的静电平衡；随着转动的继续，电荷转移过程继续进行，直到顶部转子铜电极与定子右半圆铜电极层完全对齐，此时外电路通过的电流为0；当转子继续旋转时，顶部转子的铜电极与定子左半圆铜电极层之间的重叠面积逐渐增大，产生反向电流；电荷继续转移，直到顶部转子的铜电极与定子左半圆铜电极层完全对齐，以此往复，在外电路产生交流电。
17、进一步地，teng的转子和定子的直径为10cm。
18、进一步地，扇叶结构的叶片为8个，定子中的铜电极层为16个，即8个第一电极层和8个第二电极层。
19、本发明具有如下有益效果：
20、本发明基于ga2o3/mo2ti2alc3二元纳米复合材料制备了高性能的叉指电极型的nh3传感器，并将其用于自供电的养鸡场nh3浓度实时监测。在对比了基于ga2o3和ga2o3/mo2ti2alc3两种材料开发的氨气传感器的性能，ga2o3/mo2ti2alc3传感器展示出了更好的响应。同时，ga2o3/mo2ti2alc3传感器还具有优异的选择性和重复性。基于dft的仿真结果表明ga2o3/mo2ti2alc3材料中的电荷转移比ga2o3材料中的电荷转移更强，同时ga2o3/mo2ti2alc3材料对nh3的吸附也优于其他两种材料。因为mo2ti2alc3纳米层状结构具有比表面积大的优点，可以增加其与ga2o3的接触位点，为nh3提供大量的吸附位点，有效提高复合材料对nh3的响应。同时，本发明还开发了由独立模式的摩擦纳米发电机（teng）供电的自启动的养鸡场氨气监测系统，它能够采集环境中的风能并每过一段时间（30s～60s）自供电的将氨气浓度无线发射到移动终端上。
1.一种养鸡场环境监测系统，其特征在于，包括：teng、传感器、微控制单元mcu、无线发射模块和移动终端，所述teng为传感器、微控制单元mcu和无线发射模块供电，传感器检测养鸡场环境中的氨气浓度，并将氨气浓度数据传输至微控制单元mcu的数据采集模块，微控制单元mcu通过无线发射模块将氨气浓度数据上传至移动终端，并在移动终端显示氨气浓度数据。
2.根据权利要求1所述的一种养鸡场环境监测系统，其特征在于，所述传感器为ga2o3/mo2ti2alc3传感器。
3.根据权利要求2所述的一种养鸡场环境监测系统，其特征在于，制备所述ga2o3/mo2ti2alc3传感器的方法具体包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种养鸡场环境监测系统，其特征在于，制备所述ga2o3/mo2ti2alc3传感器的方法还包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种养鸡场环境监测系统，其特征在于，teng包括：转子和位于转子下方的定子，转子和定子为圆形，转子为扇叶结构，扇叶结构上覆盖铜电极；定子包括：亚克力基底表层、铜电极层和capton薄膜，铜电极层包括：多个第一电极层和多个第二电极层，多个第一电极层和多个第二电极层交叉设置，并呈栅格状交叉覆盖在亚克力基底表面，所述第一电极层全部导通，所述第二电极层全部导通，所述第一电极层和所述第二电极层之间有间隙不导通，铜电极层上覆盖capton薄膜作为摩擦电层。
6.根据权利要求5所述的一种养鸡场环境监测系统，其特征在于，初始状态下，顶部转子的铜电极与底部定子的左半圆的铜电极层对齐，电子从顶部转子的铜电极表面转移到capton膜表面，在顶部转子的铜电极和capton膜表面分别产生等量的正电荷和负电荷，此时，teng处于静电平衡状态，没有自由电子流过外电路；随着转子的旋转，顶部转子的铜电极与左半圆的铜电极层的重叠面积减小，电位差驱动电流从定子右半圆铜电极层流向左半圆铜电极层，从而达到新的静电平衡；随着转动的继续，电荷转移过程继续进行，直到顶部转子铜电极与定子右半圆铜电极层完全对齐，此时外电路通过的电流为0；当转子继续旋转时，顶部转子的铜电极与定子左半圆铜电极层之间的重叠面积逐渐增大，产生反向电流；电荷继续转移，直到顶部转子的铜电极与定子左半圆铜电极层完全对齐，以此往复，在外电路产生交流电。
7.根据权利要求6所述的一种养鸡场环境监测系统，其特征在于，teng的转子和定子的直径为10cm。
8.根据权利要求7所述的一种养鸡场环境监测系统，其特征在于，扇叶结构的叶片为8个，定子中的铜电极层为16个，即8个第一电极层和8个第二电极层。
