標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控及管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控及管理系統(tǒng)，包括：實時監(jiān)測當前養(yǎng)殖環(huán)境中的環(huán)境參數(shù)及設備運行狀態(tài)的養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)；通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)對養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)實時控制的雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)；分別與養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)。本發(fā)明能實現(xiàn)對大規(guī)模養(yǎng)雞場的環(huán)境信息進行參數(shù)監(jiān)測、實時控制及遠程監(jiān)管，降低了成本，提高了效率。
【專利說明】標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控及管理系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種養(yǎng)殖行業(yè)雞舍的養(yǎng)殖信息的監(jiān)控與管理，尤其是一種能夠實現(xiàn)對大規(guī)模養(yǎng)雞場的環(huán)境信息進行監(jiān)測與實時控制并能夠遠程監(jiān)管的自動化監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]近年來隨著養(yǎng)殖規(guī)模的增大，其對養(yǎng)殖環(huán)境及養(yǎng)殖過程提出了更加嚴格的要求。為了適應大規(guī)模養(yǎng)殖的標準化、規(guī)范化，并進一步實現(xiàn)養(yǎng)殖控制的自動化、信息化和智能化，設計出了一種標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控與管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一種能夠實現(xiàn)對集團式大規(guī)模養(yǎng)雞場的環(huán)境信息進行監(jiān)測與實時控制并能夠遠程監(jiān)管的自動化監(jiān)控系統(tǒng)，具有較高的學術與應用價值及市場前景。
[0003]中國專利申請201310239821.6公開了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的雞舍環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過采集系統(tǒng)中多點布局的采集節(jié)點采集雞舍環(huán)境參數(shù)，并將數(shù)據(jù)通過ZigBee無線網(wǎng)絡傳輸至上位機監(jiān)控系統(tǒng)。同時，本發(fā)明的采集系統(tǒng)還包括若干個WiFi攝像頭，WiFi攝像頭采集的視頻信息通過WiFi網(wǎng)絡直接發(fā)送至上位機監(jiān)控系統(tǒng)。上位機監(jiān)控系統(tǒng)讀取采集系統(tǒng)所發(fā)送的環(huán)境參數(shù)和視頻信息，顯示、分析數(shù)據(jù)并發(fā)出控制命令，該控制命令經(jīng)ZigBee網(wǎng)絡發(fā)送至下位機控制系統(tǒng)，下位機控制系統(tǒng)根據(jù)所接收的控制信息直接控制執(zhí)行機構。該專利通過ZigBee無線網(wǎng)絡傳輸技術和WiFi網(wǎng)絡能夠實現(xiàn)對大規(guī)模養(yǎng)雞場的環(huán)境信息進行監(jiān)測與實時控制，實現(xiàn)了對溫度，濕度和有害氣體等的檢測。其相對于標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控與管理系統(tǒng)有以下不足:傳統(tǒng)的ZigBee單跳、主從通信方式存在通信效率較低、時延較大以及長距離通信可靠性不是十分理想等問題。
[0004]中國專利ZL201020573986.9公開了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的禽舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，包括采集禽舍環(huán)境溫度數(shù)據(jù)的傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點和管理中心，所述匯聚節(jié)點和管理中心通過3G網(wǎng)絡相連，所述傳感器節(jié)點和匯聚節(jié)點通過無線傳感器網(wǎng)絡相連并傳送溫度數(shù)據(jù)和控制命令。該專利實現(xiàn)了對禽舍環(huán)境溫度數(shù)據(jù)的采集和管理，并使用3G網(wǎng)絡實現(xiàn)匯聚節(jié)點和管理中心之間的通信，其相對于標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控與管理系統(tǒng)有以下不足:
[0005]1.其實現(xiàn)了雞舍環(huán)境溫度的監(jiān)控，并沒有考慮了除溫度之外的濕度，有毒有害氣體對養(yǎng)殖過程的影響，缺乏嚴格的標準化雞舍建設的概念，不能形成體系。
[0006]2.相對于標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其缺乏必要的養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)，不能實現(xiàn)肉雞生長全過程的監(jiān)測與控制，從而為食品安全監(jiān)管的可溯源提供數(shù)據(jù)支持。
[0007]3.由于雞舍內傳感器節(jié)點數(shù)量眾多，傳感器節(jié)點間相互的距離很短，環(huán)境參數(shù)的分布不均勻，因此采用ZigBee樹狀拓撲結構可靠性不是十分理想，該結構的缺點在于整個通信鏈路上有一個節(jié)點壞掉，通信中斷，沒有可選的路徑。
[0008]中國專利ZL201220024968.4公開了一種養(yǎng)殖場綜合管理系統(tǒng)，包括料塔稱重喂料系統(tǒng)和養(yǎng)殖物成長檢測系統(tǒng)以及與料塔稱重喂料系統(tǒng)和養(yǎng)殖物成長檢測系統(tǒng)相連的控制中心。該專利可以實現(xiàn)自動定時喂料以及雞舍氣候調節(jié)和監(jiān)控，其主要特征是對進料量做到較為精確的統(tǒng)計。相對于標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控與管理系統(tǒng)有以下不足:
[0009]1.其可以實現(xiàn)對雞舍內溫濕度的監(jiān)控，并沒有考慮二氧化碳等氣體對雞舍內環(huán)境的影響，缺乏嚴格的標準化雞舍建設的概念。
[0010]2.其重點在于精確統(tǒng)計進料量，缺少養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)，無法對雞舍環(huán)境信息和養(yǎng)殖信息進行融合和記錄，從而為后續(xù)的養(yǎng)殖和食品安全監(jiān)管提供支持。
[0011]中國專利申請201110104940.1公開了一種適用于舍飼雞舍環(huán)境指標智能化監(jiān)控決策系統(tǒng)及其在養(yǎng)殖現(xiàn)場的應用，該系統(tǒng)由環(huán)境指標數(shù)據(jù)實時采集器、中樞控制系統(tǒng)、顯示終端及部分中繼器等組成，該系統(tǒng)可實時監(jiān)測雞舍內溫度、濕度、光照強度、二氧化碳、一氧化碳、氨氣、硫化氫和空氣濁度等主要影響雞舍環(huán)境質量的8個指標，并依據(jù)雞舍環(huán)境指標變化提供自動或專家咨詢式的決策，啟動和關閉雞舍內照明、風機(扇)、加溫和濕簾等設備。該專利實現(xiàn)了對雞舍內基本環(huán)境信息(溫度、濕度、光照強度、二氧化碳、一氧化碳、氨氣、硫化氫和空氣污濁度)的采集，并對其進行相應控制。其相對于標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控與管理系統(tǒng)有以下不足:
[0012]1.相對于標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控與管理系統(tǒng)，其缺乏必要的養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)，只能對單一雞舍環(huán)境信息進行采集，當雞舍數(shù)量達到一定規(guī)模時，無法對大規(guī)模雞舍的環(huán)境信息和養(yǎng)殖信息進行融合和記錄，從而為后續(xù)的養(yǎng)殖和食品安全監(jiān)管提供支持。
[0013]2.養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)是一個多變量、時延、非線性的復雜系統(tǒng)。自動或專家咨詢式的決策方式因其魯棒性不能滿足控制需求，預測控制精度較低。
[0014]中國專利申請201010238367.9公開了一種養(yǎng)殖管理系統(tǒng)，包括:信息獲取模塊，用于獲取養(yǎng)殖現(xiàn)場信息；信息處理模塊，與所述信息獲取模塊電性連接，用于對所述養(yǎng)殖現(xiàn)場信息與養(yǎng)殖參考數(shù)據(jù)進行比對，并得出數(shù)據(jù)分析結果；決策支持模塊，與所述信息處理模塊電性連接，用于根據(jù)所述信息處理模塊所得出的所述數(shù)據(jù)分析結果生成調度控制指令，來對所述養(yǎng)殖現(xiàn)場信息進行控制。該專利實現(xiàn)了對雞舍環(huán)境信息的檢測與監(jiān)控，并通過與參考數(shù)據(jù)進行對比，得出分析結果，從而操作執(zhí)行器對養(yǎng)殖現(xiàn)場進行控制。其相對于標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控與管理系統(tǒng)有以下不足:
[0015]1.其缺乏必要的養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)，無法對大規(guī)模雞舍的環(huán)境信息和養(yǎng)殖信息進行融合和記錄，從而為后續(xù)的養(yǎng)殖和食品安全監(jiān)管提供支持。
[0016]2.養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)是一個多變量、時延、非線性的復雜系統(tǒng)。不能簡單地通過與參考數(shù)據(jù)對比得出分析結果與控制方案。

【發(fā)明內容】

[0017]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控及管理系統(tǒng)。
[0018]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案:
[0019]一種標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控及管理系統(tǒng)，包括:
[0020]實時監(jiān)測當前養(yǎng)殖環(huán)境中的環(huán)境參數(shù)及設備運行狀態(tài)的養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)；
[0021]通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)對養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)實時控制的雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)；
[0022]分別與養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)。[0023]所述養(yǎng)殖環(huán)境檢測系統(tǒng)基于Zigbee網(wǎng)絡組建分布式傳感器網(wǎng)絡，實現(xiàn)對雞舍溫濕度、氨氣、二氧化碳、風速和用料量的實時監(jiān)測；無線傳感器網(wǎng)絡分布在雞舍內部，負責采集雞舍內部的環(huán)境信息與設備運行狀態(tài)的采集，并通過局域網(wǎng)的方式接入到本地客戶端。
[0024]所述無線傳感器網(wǎng)絡包括溫濕度傳感節(jié)點、風速傳感節(jié)點、C02傳感節(jié)點、NH3傳感節(jié)點、料量狀態(tài)監(jiān)測節(jié)點和風機狀態(tài)監(jiān)測節(jié)點，該無線傳感器網(wǎng)絡為基于Zigbee協(xié)議的樹形網(wǎng)絡，所有傳感節(jié)點網(wǎng)絡屬性均為Endvice，能任意掛裝在整個養(yǎng)殖環(huán)境中，自主通過鄰近的Router路由加入整個網(wǎng)絡；Endvice將包含有傳感信息的自定義數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)包經(jīng)Router路由發(fā)送到Coordinator ;Coordinator通過串口轉以太網(wǎng)模塊與運行監(jiān)控系統(tǒng)的本地PC機建立局域網(wǎng)，通過該局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)包上傳至PC機上以供分析處理及上傳分享；此夕卜，這些傳感節(jié)點為定時對當前環(huán)境參數(shù)及設備運行狀態(tài)進行采樣；在非采樣期間，核心模塊進入休眠模式，休眠電流為10uA級，降低了監(jiān)測節(jié)點的功耗，從而保證了在40天的整個養(yǎng)殖周期中，蓄電池足以滿足節(jié)點的電能供給。
[0025]所述雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)對養(yǎng)殖環(huán)境檢測系統(tǒng)采集到的環(huán)境參數(shù)建模分析，由PLC控制系統(tǒng)對雞舍濕簾、通風機，暖風機實時控制，進而改善雞舍養(yǎng)殖環(huán)境。
[0026]所述養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)分為本地客戶端和遠程數(shù)據(jù)中心，在由本地PC機與協(xié)調器Coordinator所組成的局域網(wǎng)中，協(xié)調器通過Zigbee無線網(wǎng)絡接收的固定數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)包,通過固定的端口上傳至本地PC機并存檔；本地客戶端對接收到的數(shù)據(jù)包解析，生成相應的溫濕度統(tǒng)計信息曲線，并實時顯示養(yǎng)殖參數(shù)，存儲歷史數(shù)據(jù)，建立生長模型曲線，具備查詢和錄入功能，能實現(xiàn)養(yǎng)殖周期內某一時間段內養(yǎng)殖參數(shù)的查詢，并能實現(xiàn)養(yǎng)殖管理人員對用藥量、雞只健康及死亡信息的錄入，為智能決策提供依據(jù)；本地客戶端接收的數(shù)據(jù)，通過有線或者無線的接入方式通過公共網(wǎng)絡上傳至網(wǎng)絡服務器，遠程用戶通過Internet訪問網(wǎng)絡服務器的方式，實時監(jiān)測雞舍內部的情況，為優(yōu)化養(yǎng)殖策略提供決策支持；另一方面能為食品安全監(jiān)管可溯源提供數(shù)據(jù)支撐，同時權限用戶能通過PC、手機智能終端設備查看相應的養(yǎng)殖信息。
[0027]本地客戶端加入了報警功能，養(yǎng)殖人員通過本地客戶端對不同養(yǎng)殖周期相應的溫度、濕度、co2濃度、NH3濃度、風速參數(shù)閾值進行設置，若當前的養(yǎng)殖環(huán)境闡述超出該范圍后，系統(tǒng)便會啟動報警器，通過不同的聲光報警來提示養(yǎng)殖場管理人員當前的危險信息。
[0028]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明能實現(xiàn)對大規(guī)模養(yǎng)雞場的環(huán)境信息進行參數(shù)監(jiān)測、實時控制及遠程監(jiān)管，降低了成本，提高了效率。我國在環(huán)境控制研究領域目前還處于起步階段，雖然隨著科技進步，環(huán)境監(jiān)控方面的研究日益增多，但都存在著些許不足，與國外還有一定差距。國內外采用的控制技術也還是以經(jīng)典的控制技術為主，但由于雞舍環(huán)境控制是一個具有純滯后、非線性、時變并且?guī)в胁淮_定性的復雜系統(tǒng)控制，對于此類由于環(huán)境復雜而帶來的不確定性問題都缺乏有效的解決手段。標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控與管理系統(tǒng)相對于以往類似設計主要有以下創(chuàng)新點:
[0029]1.標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控與管理系統(tǒng)不僅可以使用上位計算機對養(yǎng)殖環(huán)境信息進行監(jiān)控，還結合Android平臺，允許用戶使用智能手機安裝相應APP軟件實現(xiàn)對環(huán)境信息的監(jiān)控與管理。
[0030]2.標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控與管理系統(tǒng)中的養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)并非簡單地將環(huán)境參數(shù)信息集成，而是通過肉雞個體的生命體征參數(shù)檢測，同時記錄肉雞生命周期的關鍵信息，將這些信息與環(huán)境參數(shù)信息集成，建立肉雞生命周期信息管理系統(tǒng)，為食品安全監(jiān)管可溯源提供決策支持，這方面的研究目前國內外都還是空白。
[0031]3.在傳統(tǒng)的ZigBee網(wǎng)絡中，單跳、主從通信方式存在通信的效率較低、時延較大以及長距離通信可靠性不是十分理想等問題。因此標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控與管理系統(tǒng)采用分布式檢測，多跳對等通信方式形成網(wǎng)狀型拓撲結構，并設計冗余通信鏈路以提高系統(tǒng)的工業(yè)可靠性。另外，信號衰減和干擾等各種在長距離無線信號傳播過程中遇到的問題通過多跳通信方式可以有效地避免。
[0032]4.養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)是一個多變量、時延、非線性的復雜系統(tǒng)。自動或專家咨詢式的決策方式因其魯棒性不能滿足控制需求，預測控制精度較低。標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控與管理系統(tǒng)采用將遺傳算法應用于模糊控制的集成智能控制方法。集成智能控制算法結合了遺傳算法與模糊控制的優(yōu)點，提高了控制精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是一個實施例結構圖；
[0034]圖2是養(yǎng)殖環(huán)境檢測系統(tǒng)結構圖；
[0035]圖3是雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)結構圖；
[0036]圖4是監(jiān)控系統(tǒng)總體設計圖；
[0037]圖5是分布式無線傳感器網(wǎng)絡結構圖；
[0038]圖6是系統(tǒng)總體流程結構圖；
[0039]圖7是模糊控制原理圖；
[0040]圖8是遺傳算法流程圖。
【具體實施方式】
[0041]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0042]圖1給出了本發(fā)明的標準化雞舍與養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)結構圖。標準化雞舍與養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)由養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)及養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)三部分組成。養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)是為了實時監(jiān)測當前養(yǎng)殖環(huán)境中的環(huán)境參數(shù)及設備運行狀態(tài)而設計，主要由溫濕度傳感節(jié)點、風速傳感節(jié)點、co2傳感節(jié)點、nh3傳感節(jié)點、料量狀態(tài)監(jiān)測節(jié)點、風機狀態(tài)監(jiān)測節(jié)點等組成。雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)通過PLC控制系統(tǒng)可實現(xiàn)對養(yǎng)殖環(huán)境的實時控制，本系統(tǒng)基于養(yǎng)殖環(huán)境檢測系統(tǒng)所提供的參數(shù)以及前臺所提供的決策信息，控制雞舍內部的風機、側風窗、濕簾、灑水器、暖風機等設備的運行，以保證當前雞舍內部環(huán)境保持在適宜當前雞齡肉雞生長的范圍內。養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)分為本地客戶端和遠程數(shù)據(jù)中心，本地客戶端實時顯示養(yǎng)殖參數(shù)，具備查詢和錄入功能，同時將數(shù)據(jù)上傳到服務器數(shù)據(jù)中心，為優(yōu)化養(yǎng)殖策略提供決策支持，另一方面可為食品安全監(jiān)管可溯源提供數(shù)據(jù)支撐，同時權限用戶可通過PC、手機等智能終端設備查看相應的養(yǎng)殖信息。
[0043]圖2給出了養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)結構圖。本系統(tǒng)底層的傳感節(jié)點采用的是自主開發(fā)的多種無線低功耗傳感節(jié)點。主要包括溫濕度傳感節(jié)點、風速傳感節(jié)點、co2傳感節(jié)點、nh3傳感節(jié)點、料量狀態(tài)監(jiān)測節(jié)點、風機狀態(tài)監(jiān)測節(jié)點等。該傳感網(wǎng)絡為基于Zigbee協(xié)議的樹形網(wǎng)絡，所有傳感節(jié)點網(wǎng)絡屬性均為Endvice，可任意掛裝在整個養(yǎng)殖環(huán)境中，自主通過鄰近的Router路由加入整個網(wǎng)絡。Endvice將包含有傳感信息的自定義數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)包經(jīng)Router路由發(fā)送到Coordinator。Coordinator通過串口轉以太網(wǎng)模塊與運行監(jiān)控的本地PC機建立局域網(wǎng)，通過該局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)包上傳至PC機上以供分析處理及上傳分享。此外，這些傳感節(jié)點為定時對當前環(huán)境參數(shù)及設備運行狀態(tài)進行采樣。在非采樣期間，核心模塊進入休眠模式，休眠電流為10uA級，大大降低了監(jiān)測節(jié)點的功耗，從而保證了在40天左右的整個養(yǎng)殖周期中，蓄電池足以滿足節(jié)點的電能供給。
[0044]圖3給出了養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)結構圖。雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)核心控制器采用的是PLC，以實現(xiàn)對養(yǎng)殖環(huán)境的實時控制。本系統(tǒng)基于養(yǎng)殖環(huán)境檢測系統(tǒng)所提供的參數(shù)以及前臺所提供的決策信息，控制雞舍內部的風機、側風窗、濕簾、灑水器、暖風機等設備的運行，以保證當前雞舍內部環(huán)境保持在適宜當前雞齡肉雞生長的范圍內。
[0045]圖4給出了監(jiān)控系統(tǒng)總體設計圖。養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)分為本地客戶端和遠程數(shù)據(jù)中心。在由本地PC機與協(xié)調器Coordinator所組成的局域網(wǎng)中，協(xié)調器通過Zigbee無線網(wǎng)絡接收的固定數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)包，通過固定的端口上傳至本地PC機并存檔。本地客戶端對接收到的數(shù)據(jù)包進行解析，生成相應的溫濕度統(tǒng)計信息曲線，并實時顯示C02、風速等養(yǎng)殖參數(shù)。同時本地客戶端具備查詢和錄入功能，可實現(xiàn)養(yǎng)殖周期內某一時間段內養(yǎng)殖參數(shù)的查詢，并可實現(xiàn)養(yǎng)殖管理人員對用藥量、雞只健康及死亡信息的錄入。此外，該客戶端加入了報警功能，養(yǎng)殖人員通過本地客戶端對不同養(yǎng)殖周期相應的溫度、濕度、C02濃度、NH3濃度、風速等參數(shù)閾值進行設置，若當前的養(yǎng)殖環(huán)境闡述超出該范圍后，系統(tǒng)便會啟動報警器，通過不同的聲光報警來提示養(yǎng)殖場管理人員當前的危險信息。同時客戶端將數(shù)據(jù)上傳到服務器數(shù)據(jù)中心，為優(yōu)化養(yǎng)殖策略提供決策支持，另一方面可為食品安全監(jiān)管可溯源提供數(shù)據(jù)支撐，同時權限用戶可通過PC、手機等智能終端設備查看相應的養(yǎng)殖信息。
[0046]圖5給出了分布式無線傳感器網(wǎng)絡結構圖。其中ZigBee網(wǎng)絡采用多跳對等通信方式形成網(wǎng)狀型拓撲結構。
[0047]圖6給出了系統(tǒng)總體流程結構圖。傳感器節(jié)點加入網(wǎng)絡后，通過傳感器采集環(huán)境信息，設置發(fā)送數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)幀，啟動數(shù)據(jù)發(fā)送程序，將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡中。傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)直接或者通過路由機制到達協(xié)調器節(jié)點，通過協(xié)調器網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)接收程序并進行數(shù)據(jù)處理，解析成應用層能夠識別的數(shù)據(jù)結構，調用串口數(shù)據(jù)發(fā)送程序發(fā)送到計算機客戶端。
[0048]圖7給出了模糊控制的原理圖。系統(tǒng)采集被控制量的精確值與給定值比較，得到控制量偏差e作為模糊控制器的一個輸入，經(jīng)過模糊化得到模糊量E，模糊量E可以用模糊語言表示，得到模糊量E的一個集合。按照模糊規(guī)則進行模糊推理得到模糊空置量U。
[0049]圖8給出了遺傳算法流程圖。遺傳算法是將待優(yōu)化參數(shù)組按照特定的適應函數(shù)和遺傳操作對各參數(shù)進行篩選，將適應度高的參數(shù)保留，組成新的參數(shù)組，新群體保留上一代有用信息的同時引入新的優(yōu)良個體。這樣，不斷循環(huán)，逐漸提高組群內個體的適應值，直到滿足特定條件，此時群體中適應度最高的就是待優(yōu)化參數(shù)的最優(yōu)解。
[0050]上述雖然結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發(fā)明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內。
【權利要求】
1.一種標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控及管理系統(tǒng)，其特征是，包括:實時監(jiān)測當前養(yǎng)殖環(huán)境中的環(huán)境參數(shù)及設備運行狀態(tài)的養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)；通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)對養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)實時控制的雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)；分別與養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)。
2.如權利要求1所述的標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控及管理系統(tǒng)，其特征是，所述養(yǎng)殖環(huán)境檢測系統(tǒng)基于Zigbee網(wǎng)絡組建分布式傳感器網(wǎng)絡，實現(xiàn)對雞舍溫濕度、氨氣、二氧化碳、風速和用料量的實時監(jiān)測；無線傳感器網(wǎng)絡分布在雞舍內部，負責采集雞舍內部的環(huán)境信息與設備運行狀態(tài)的采集，并通過局域網(wǎng)的方式接入到本地客戶端。
3.如權利要求2所述的標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控及管理系統(tǒng)，其特征是，所述無線傳感器網(wǎng)絡包括溫濕度傳感節(jié)點、風速傳感節(jié)點、co2傳感節(jié)點、nh3傳感節(jié)點、料量狀態(tài)監(jiān)測節(jié)點和風機狀態(tài)監(jiān)測節(jié)點，該無線傳感器網(wǎng)絡為基于Zigbee協(xié)議的樹形網(wǎng)絡，所有傳感節(jié)點網(wǎng)絡屬性均為Endvice,能任意掛裝在整個養(yǎng)殖環(huán)境中，自主通過鄰近的Router路由加入整個網(wǎng)絡；Endvice將包含有傳感信息的自定義數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)包經(jīng)Router路由發(fā)送到Coordinator Coordinator通過串口轉以太網(wǎng)模塊與運行監(jiān)控系統(tǒng)的本地PC機建立局域網(wǎng)，通過該局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)包上傳至PC機上以供分析處理及上傳分享；此外，這些傳感節(jié)點為定時對當前環(huán)境參數(shù)及設備運行狀態(tài)進行采樣；在非采樣期間，核心模塊進入休眠模式，休眠電流為10uA級，降低了監(jiān)測節(jié)點的功耗，從而保證了在40天的整個養(yǎng)殖周期中，蓄電池足以滿足節(jié)點的電能供給。
4.如權利要求1所述的標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控及管理系統(tǒng)，其特征是，所述雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)對養(yǎng)殖環(huán)境檢測系統(tǒng)采集到的環(huán)境參數(shù)建模分析，由PLC控制系統(tǒng)對雞舍濕簾、通風機，暖風機實時控制，進而改善雞舍養(yǎng)殖環(huán)境。
5.如權利要求1所述的標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控及管理系統(tǒng)，其特征是，所述養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)分為本地客戶端和遠程數(shù)據(jù)中心，在由本地PC機與協(xié)調器Coordinator所組成的局域網(wǎng)中，協(xié)調器通過Zigbee無線網(wǎng)絡接收的固定數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)包，通過固定的端口上傳至本地PC機并存檔；本地客戶端對接收到的數(shù)據(jù)包解析,生成相應的溫濕度統(tǒng)計信息曲線，并實時顯示養(yǎng)殖參數(shù)，存儲歷史數(shù)據(jù)，建立生長模型曲線，具備查詢和錄入功能，能實現(xiàn)養(yǎng)殖周期內某一時間段內養(yǎng)殖參數(shù)的查詢，并能實現(xiàn)養(yǎng)殖管理人員對用藥量、雞只健康及死亡信息的錄入，為智能決策提供依據(jù)；本地客戶端接收的數(shù)據(jù)，通過有線或者無線的接入方式通過公共網(wǎng)絡上傳至網(wǎng)絡服務器，遠程用戶通過Internet訪問網(wǎng)絡服務器的方式，實時監(jiān)測雞舍內部的情況，為優(yōu)化養(yǎng)殖策略提供決策支持；另一方面能為食品安全監(jiān)管可溯源提供數(shù)據(jù)支撐，同時權限用戶能通過PC、手機智能終端設備查看相應的養(yǎng)殖信肩、Ο
6.如權利要求5所述的標準化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控及管理系統(tǒng)，其特征是，本地客戶端加入了報警功能，養(yǎng)殖人員通過本地客戶端對不同養(yǎng)殖周期相應的溫度、濕度、C02濃度、nh3濃度、風速參數(shù)閾值進行設置，若當前的養(yǎng)殖環(huán)境闡述超出該范圍后，系統(tǒng)便會啟動報警器，通過不同的聲光報警來提示養(yǎng)殖場管理人員當前的危險信息。
【文檔編號】H04W84/18GK103676886SQ201310693433
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權日:2013年12月17日
【發(fā)明者】宋銳, 榮學文, 李貽斌, 馬昕, 何元龍 申請人:山東大學