一種基于LabVIEW開發(fā)平臺(tái)的智能養(yǎng)殖系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于LabVIEW開發(fā)平臺(tái)的智能養(yǎng)殖系統(tǒng)及其控制方法，其設(shè)備由計(jì)算機(jī)、WiFi模塊、無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)和機(jī)械裝置四部分組成；所述的計(jì)算機(jī)上有LabVIEW開發(fā)平臺(tái)；所述機(jī)械裝置由大料倉(cāng)、送料小車、攝像頭和清潔裝置組成；所述的機(jī)械裝置上設(shè)置有無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)；所述的無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)上設(shè)置有感知模塊、采集通信模塊和供電模塊；所述的采集通信模塊上設(shè)置有信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、51單片機(jī)、無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和狀態(tài)指示燈；所述的無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)通過(guò)WiFi模塊轉(zhuǎn)換信息與LabVIEW開發(fā)平臺(tái)連接。本發(fā)明中LabVIEW開發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)根據(jù)養(yǎng)殖對(duì)象的種類、數(shù)量、不同的生長(zhǎng)期對(duì)飼料的不同需求進(jìn)行自動(dòng)投料及清潔圈舍，使養(yǎng)殖收益最大化，減輕人力成本。
【專利說(shuō)明】
一種基于LabV IEW開發(fā)平臺(tái)的智能養(yǎng)殖系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種養(yǎng)殖系統(tǒng)，具體是一種基于LabVIEW開發(fā)平臺(tái)的智能養(yǎng)殖系統(tǒng)及 其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] LabVIEW開發(fā)平臺(tái)是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國(guó)國(guó)家儀器(NI)公司研制開發(fā)的，類 似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境。LabVIEW開發(fā)平臺(tái)使用的是圖形化編輯語(yǔ)言G編寫程序，產(chǎn)生的程 序是框圖的形式，是一種用圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程語(yǔ)言。LabVIEW開發(fā) 平臺(tái)采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流向決定了 VI (虛擬儀器，是 LabVIEW開發(fā)平臺(tái)的程序模塊)及函數(shù)的執(zhí)行順序。LabVIEW開發(fā)平臺(tái)提供很多外觀與傳 統(tǒng)儀器(如示波器、萬(wàn)用表)類似的控件，可用來(lái)方便地創(chuàng)建用戶界面。使用圖標(biāo)和連線，可 以通過(guò)編程對(duì)前面板上的對(duì)象進(jìn)行控制。
[0003] LabVIEW開發(fā)平臺(tái)它作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件，廣泛的被工業(yè)界， 學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受。本LabVIEW開發(fā)平臺(tái)的上位機(jī)程序應(yīng)用LabVIEW開發(fā)平臺(tái)軟件 進(jìn)行開發(fā)，實(shí)現(xiàn)與下位機(jī)的無(wú)線通信。LabVIEW開發(fā)平臺(tái)執(zhí)行效率高，數(shù)據(jù)接收可靠，擴(kuò)展性 和可維護(hù)性都比較強(qiáng)。
[0004] 近來(lái)農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，農(nóng)村家庭養(yǎng)殖業(yè)也在飛速發(fā)展，家庭養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)模也 在不斷擴(kuò)大，越來(lái)越多的農(nóng)村養(yǎng)殖戶也迫切希望從喂食、投料等簡(jiǎn)單的勞動(dòng)中解放出來(lái)，能 夠?qū)⒏嗟木ν度氲饺绾胃玫陌l(fā)展中，因此設(shè)計(jì)一套小型自動(dòng)化的多功能自動(dòng)養(yǎng)殖 LabVIEW開發(fā)平臺(tái)，來(lái)滿足普通農(nóng)村家庭的養(yǎng)豬、養(yǎng)雞等的自動(dòng)科學(xué)投料的要求，成為了亟 待解決的問(wèn)題。我們的LabVIEW開發(fā)平臺(tái)通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)智能LabVIEW開發(fā)平臺(tái)的控 制以及監(jiān)控，解放初養(yǎng)殖者，讓養(yǎng)殖變得更簡(jiǎn)單。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于LabVIEW開發(fā)平臺(tái)的智能養(yǎng)殖系統(tǒng)及其控制方 法，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案： 一種基于LabVIEW開發(fā)平臺(tái)的智能養(yǎng)殖系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)、WiFi模塊、無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)和機(jī) 械裝置四部分組成;所述的計(jì)算機(jī)上有LabVIEW開發(fā)平臺(tái)；所述機(jī)械裝置由大料倉(cāng)、送料小 車、攝像頭和清潔裝置組成;所述的機(jī)械裝置上設(shè)置有無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn);所述的無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn) 上設(shè)置有感知模塊、采集通信模塊和供電模塊;所述的采集通信模塊上設(shè)置有信號(hào)調(diào)理電 路、A/D轉(zhuǎn)換電路、51單片機(jī)、無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和狀態(tài)指示燈;所述的無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)通過(guò) WiFi模塊轉(zhuǎn)換信息與LabVIEW開發(fā)平臺(tái)連接。 作為本發(fā)明進(jìn)一步的配置:所述WiFi模塊上設(shè)置有51單片機(jī)，WiFi模塊接收LabVIEW開 發(fā)平臺(tái)和無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)傳來(lái)的信息，WiFi模塊將傳來(lái)的信息轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)并由51單片機(jī) 接收。
[0007] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的配置：所述WiFi模塊上設(shè)置有51單片機(jī)，WiFi模塊接收 LabVIEW開發(fā)平臺(tái)和無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)傳來(lái)的信息，WiFi模塊將傳來(lái)的信息轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)并 傳入51單片機(jī)。
[0008] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的配置:所述的感知模塊是控制機(jī)械裝置工作的感知模塊;所 述的采集通信模塊是將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、放大、去噪及儲(chǔ)存處理后發(fā)送到本模塊中的無(wú)線數(shù) 據(jù)收發(fā)模塊，通過(guò)其內(nèi)置的IP通信協(xié)議與LabVIEW開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行無(wú)線全雙工通信;所述的供 電模塊是負(fù)責(zé)給機(jī)械裝置提供穩(wěn)定電源;所述的攝像頭是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)LabVIEW開發(fā)平臺(tái) 運(yùn)行情況。
[0009] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的配置:機(jī)械裝置感知模塊采集到的信號(hào)通過(guò)調(diào)理電路和A/D 轉(zhuǎn)換電路處理后信息傳入51單片機(jī)，51單片機(jī)將數(shù)值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)并根據(jù)規(guī)定的數(shù) 據(jù)幀協(xié)議對(duì)串口數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，然后發(fā)送給LabVIEW開發(fā)平臺(tái)。
[0010] 作為本發(fā)明進(jìn)一步方法:一種基于LabVIEW開發(fā)平臺(tái)智能養(yǎng)殖系統(tǒng)的控制方法，具 體如下： (1) 其中以下符號(hào)代表含義如下，Z:送料小車實(shí)際裝載飼料量;Q:送料小車最多裝載的 飼料量;N:第η個(gè)圈;H:第η個(gè)圈N已投飼料的次數(shù);Wn :第η個(gè)圈內(nèi)飼料的需求值;Sn :第η個(gè)圈 內(nèi)剩余需投放的飼料量;Fn:N投完食后的反饋信號(hào);CN:正在給圈N投食的反饋信號(hào);Kl:大料 倉(cāng)下料開關(guān);K2:送料小車的下料開關(guān);Ml:大料倉(cāng)電動(dòng)機(jī);M2、M3:送料小車電動(dòng)機(jī)；圈頭和 圈尾的二進(jìn)制編碼擋塊為別命名為T開關(guān)、M開關(guān);Dn:-天投料最大次數(shù)； (2) 送料小車是否歸位:LabVIEW開發(fā)平臺(tái)在開始工作之前，通過(guò)送料小車上的小料斗 下面的感知模塊判定送料小車是否歸位，如果送料小車未歸位，LabVIEW開發(fā)平臺(tái)發(fā)出指 令，讓送料小車歸位，送料小車歸位后，送料小車上感知模塊受壓，產(chǎn)生相應(yīng)的反饋電流， LabVIEW開發(fā)平臺(tái)準(zhǔn)備就緒； (3) 控制送料小車加料方法:送料小車上感知模塊產(chǎn)生的電流信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路， 將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并傳送到LabVIEW開發(fā)平臺(tái)；LabVIEW開發(fā)平臺(tái)先檢測(cè)是否收到 反饋信號(hào)Fn，若已收到反饋信號(hào)Fn，則說(shuō)明此次投放已結(jié)束，所有反饋信號(hào)更新，等待下一輪 的投料指令;若LabVIEW開發(fā)平臺(tái)未接收到反饋信號(hào)F N，LabVIEW開發(fā)平臺(tái)軟件讀入并處理 對(duì)應(yīng)圈的參數(shù)，產(chǎn)生回應(yīng)后通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路將控制信號(hào)發(fā)送到儲(chǔ)物間大料斗的大料斗控 制開關(guān)Kl和送料小車的下料開關(guān)K2,送料小車的下料開關(guān)K2的表面貼有感知模塊;大料斗 控制開關(guān)Kl接收到激勵(lì)后，大料倉(cāng)電動(dòng)機(jī)Ml開始運(yùn)轉(zhuǎn)，大料倉(cāng)的下料開關(guān)打開，開始下料， 料門完全打開后，料門觸動(dòng)感知模塊，大料倉(cāng)電動(dòng)機(jī)Ml停止轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)送料小車的小料斗裝到 送料小車實(shí)際裝載飼料量Z時(shí)，送料小車的下料開關(guān)K2上的感知模塊電信號(hào)達(dá)到LabVIEW開 發(fā)平臺(tái)的指定值時(shí)，說(shuō)明小料斗已裝載了足夠的飼料，感知模塊產(chǎn)生的電信號(hào)反饋到 LabVIEW開發(fā)平臺(tái)后，LabVIEW開發(fā)平臺(tái)處理信號(hào)發(fā)出激勵(lì)，大料斗控制開關(guān)Kl開始閉合，當(dāng) 開關(guān)完全閉合時(shí)，觸動(dòng)大料斗控制開關(guān)Kl上的另一個(gè)感知模塊，大料倉(cāng)電動(dòng)機(jī)Ml停止工作， 同時(shí)發(fā)出反饋信號(hào)Dl，送料小車發(fā)動(dòng)； (4) 送料小車加料圈數(shù)及投料方法：當(dāng)送料小車行至N的Tn處時(shí)，二進(jìn)制編碼擋塊1^開 關(guān)啟動(dòng)，LabVIEW開發(fā)平臺(tái)控制端開始檢測(cè)是否接收過(guò)反饋信號(hào)Cn，如果沒(méi)有接收到反饋信 號(hào)C N，送料小車的運(yùn)行速度減慢，同時(shí)送料小車的下料開關(guān)K2打開，開始向圈內(nèi)投放飼料， 投完料后，送料小車的下料開關(guān)K2開關(guān)閉合，送料小車電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，送料小車返回，同時(shí)發(fā) 出反饋信號(hào)CN，LabVIEW開發(fā)平臺(tái)記錄投放的次數(shù)H=H+1，送料小車歸位后，觸碰半導(dǎo)體壓力 感測(cè)器，同時(shí)LabVIEW開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行判斷，若N內(nèi)剩余需投放的飼料量Sn=O，說(shuō)明圈N飼料已 投放完畢，若飼料量SN#0,則再次判斷飼料量Sn與送料小車最多裝載的飼料量Q的大小關(guān) 系，從而確定送料小車實(shí)際裝載飼料量Z，送料小車實(shí)際裝載飼料量Z確定后，大料斗開始下 料，重復(fù)上述過(guò)程，直至LabVIEW開發(fā)平臺(tái)判定Dn為一天最大投料次數(shù)時(shí)，此次投食過(guò)程結(jié) 束，如果檢測(cè)到已接收到反饋信號(hào)C N，則二進(jìn)制編碼擋塊Tn開關(guān)的啟動(dòng)不能讓送料小車的小 料斗下料開關(guān)打開，送料小車?yán)^續(xù)前進(jìn)，當(dāng)送料小車的小料斗到達(dá)二進(jìn)制編碼擋塊1^ +1時(shí)， LabVIEW開發(fā)平臺(tái)控制端檢測(cè)是否接收過(guò)反饋信號(hào)CN+1，如果是，則小料斗繼續(xù)前進(jìn)，如果沒(méi) 有接收到反饋信號(hào)C N+1，則小料斗開始投料，投料完成后達(dá)到詠+1時(shí)，送料小車送料小車的下 料開關(guān)K2閉合，給出反饋信號(hào)N N+1，H=H+1，同時(shí)送料小車返回，重復(fù)投食作業(yè)，直至隨后一個(gè) 圈投食完畢，最后一個(gè)圈投完飼料后，發(fā)出反饋信號(hào)Fn，同時(shí)此次投食過(guò)程中的所有反饋信 號(hào)更新清零，等待下一次投食作業(yè)。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是： 本系統(tǒng)以LabVIEW為開發(fā)平臺(tái)，利用WiFi模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的無(wú)線采集與傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離 控制，并通過(guò)攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行情況，以科學(xué)的養(yǎng)殖方法為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)養(yǎng)殖 對(duì)象的種類、數(shù)量、不同的生長(zhǎng)期對(duì)飼料的不同需求進(jìn)行自動(dòng)投料及清潔圈舍，使養(yǎng)殖收益 最大化，減輕人力成本。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是LabVIEW開發(fā)平臺(tái)的智能養(yǎng)殖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖； 圖2是控制LabVIEW開發(fā)平臺(tái)簡(jiǎn)要程序流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都 屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0014] 請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例中，一種基于LabVIEW開發(fā)平臺(tái)的智能養(yǎng)殖系統(tǒng)及其控 制方法，由計(jì)算機(jī)、WiFi模塊、無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)和機(jī)械裝置四部分組成;計(jì)算機(jī)上有LabVIEW開 發(fā)平臺(tái)；機(jī)械裝置由大料倉(cāng)、送料小車、攝像頭和清潔裝置組成。
[0015] WiFi模塊是一個(gè)傳輸通道，數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程為:LabVIEW開發(fā)平臺(tái)和無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)傳 入數(shù)據(jù)到WiFi模塊，WiFi模塊將其轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)并由單片機(jī)接收。
[0016] WiFi模塊的參數(shù)配置是實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信的重要步驟，無(wú)線模塊的配置可以通過(guò)運(yùn)行 配置軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，我們將下位機(jī)與任意一臺(tái)電腦相連，在電腦上運(yùn)行配置軟件并向下位機(jī) 發(fā)送AT+i指令進(jìn)行信道，SSID，加密方式，下位機(jī)IP及端口號(hào)，上位機(jī)IP地址及端口號(hào)、觸發(fā) 方式、波特率、數(shù)據(jù)位以及停止位等參數(shù)配置，最后通過(guò)指令使模塊進(jìn)入透明傳輸模式完成 模塊配置工作。然后，就可以將這臺(tái)配置好的下位機(jī)安放至預(yù)定的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，此時(shí)其低功耗節(jié) 能休眠模式，直到收到由上位機(jī)發(fā)送來(lái)的激活指令才開始采集，傳輸工作。
[0017] 無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行終端，負(fù)責(zé)采集并發(fā)送設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，其 工作方式由單片機(jī)進(jìn)行控制，它由感知模塊、采集通信模塊、供電模塊三部分組成。
[0018] 根據(jù)機(jī)械裝置的不同，機(jī)械裝置中感知模塊的傳感器種類也不同。
[0019] 采集通信模塊包括信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、51單片機(jī)系統(tǒng)、無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模 塊以和狀態(tài)指示燈，該模塊將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、放大、去噪及儲(chǔ)存等處理后發(fā)送到無(wú)線模塊， 通過(guò)內(nèi)置的IP通信協(xié)議與LabVIEW開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行無(wú)線全雙工通信。
[0020] 供電模塊負(fù)責(zé)給機(jī)械裝置提供穩(wěn)定電源，選用家庭用電供電。
[0021] 本發(fā)明的工作控制方法:整個(gè)LabVIEW開發(fā)平臺(tái)能根據(jù)不同物種在不同時(shí)期的生 長(zhǎng)需求情況，實(shí)現(xiàn)給每個(gè)圈每天定時(shí)定量投放飼料的自動(dòng)化管理模式。檢測(cè)LabVIEW開發(fā)平 臺(tái)能將圈內(nèi)物種的生長(zhǎng)情況以及LabVIEW開發(fā)平臺(tái)硬件的工作情況第一時(shí)間反饋給顯示 器。每天下午，LabVIEW開發(fā)平臺(tái)的清潔控制端通過(guò)控制圈內(nèi)水管的開關(guān)，以低壓沖洗的方 式實(shí)現(xiàn)圈內(nèi)的清潔以及水分補(bǔ)給工作。LabVIEW開發(fā)平臺(tái)中所用到的字母說(shuō)明如表1。
[0022] 表1 LabVIEW開發(fā)平臺(tái)中所用到的字母說(shuō)明表
LabVIEW開發(fā)平臺(tái)在開始工作之前，通過(guò)送料小車上的小料斗下面的感知模塊判定送 料小車是否歸位，如果送料小車未歸位，LabVIEW開發(fā)平臺(tái)發(fā)出指令，讓送料小車歸位，送料 小車歸位后，送料小車上感知模塊受壓，產(chǎn)生相應(yīng)的反饋電流，LabVIEW開發(fā)平臺(tái)準(zhǔn)備就緒。
[0023]送料小車上感知模塊產(chǎn)生的電流信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字 信號(hào)并傳送到LabVIEW開發(fā)平臺(tái)；LabVIEW開發(fā)平臺(tái)先檢測(cè)是否收到反饋信號(hào)FN，若已收到 反饋信號(hào)F N，則說(shuō)明此次投放已結(jié)束，所有反饋信號(hào)更新，等待下一輪的投料指令；若 LabVIEW開發(fā)平臺(tái)未接收到反饋信號(hào)FN，LabVIEW開發(fā)平臺(tái)軟件讀入并處理對(duì)應(yīng)圈的參數(shù)， 產(chǎn)生回應(yīng)后通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路將控制信號(hào)發(fā)送到儲(chǔ)物間大料斗的大料斗控制開關(guān)Kl和送料 小車的下料開關(guān)K2,送料小車的下料開關(guān)K2的表面貼有感知模塊;大料斗控制開關(guān)Kl接收 到激勵(lì)后，大料倉(cāng)電動(dòng)機(jī)Ml開始運(yùn)轉(zhuǎn)，大料倉(cāng)的下料開關(guān)打開，開始下料，料門完全打開后， 料門觸動(dòng)感知模塊，大料倉(cāng)電動(dòng)機(jī)Ml停止轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)送料小車的小料斗裝到送料小車實(shí)際裝 載飼料量Z時(shí)，送料小車的下料開關(guān)K2上的感知模塊電信號(hào)達(dá)到LabVIEW開發(fā)平臺(tái)的指定值 時(shí)，說(shuō)明小料斗已裝載了足夠的飼料，感知模塊產(chǎn)生的電信號(hào)反饋到LabVIEW開發(fā)平臺(tái)后， LabVIEW開發(fā)平臺(tái)處理信號(hào)發(fā)出激勵(lì)，大料斗控制開關(guān)Kl開始閉合，當(dāng)開關(guān)完全閉合時(shí)，觸 動(dòng)大料斗控制開關(guān)Kl上的另一個(gè)感知模塊，大料倉(cāng)電動(dòng)機(jī)Ml停止工作，同時(shí)發(fā)出反饋信號(hào) Dl，送料小車發(fā)動(dòng)； 每個(gè)圈的圈頭和圈尾都設(shè)置有4位數(shù)的二進(jìn)制編碼擋塊，擋塊的有或無(wú)對(duì)于二進(jìn)制里 面的1和0。圈頭和圈尾的4位二進(jìn)制編碼擋塊分別命名為T開關(guān)、M開關(guān)。如表2是二進(jìn)制編碼 表。
[0024] 表2 T、M開關(guān)二進(jìn)制編碼表
請(qǐng)參閱圖2，送料小車加料圈數(shù)及投料方法:當(dāng)送料小車行至N的Tn處時(shí)，二進(jìn)制編碼擋 塊Tn開關(guān)啟動(dòng)，LabVIEW開發(fā)平臺(tái)控制端開始檢測(cè)是否接收過(guò)反饋信號(hào)CN，如果沒(méi)有接收到 反饋信號(hào)C N，送料小車的運(yùn)行速度減慢，同時(shí)送料小車的下料開關(guān)K2打開，開始向圈內(nèi)投放 飼料，投完料后，送料小車的下料開關(guān)K2開關(guān)閉合，送料小車電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，送料小車返回，同 時(shí)發(fā)出反饋信號(hào)C N，LabVIEW開發(fā)平臺(tái)記錄投放的次數(shù)H=H+1，送料小車歸位后，觸碰半導(dǎo)體 壓力感測(cè)器，同時(shí)LabVIEW開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行判斷，若N內(nèi)剩余需投放的飼料量Sn=O，說(shuō)明圈N飼 料已投放完畢，若飼料量S N#0,則再次判斷飼料量Sn與送料小車最多裝載的飼料量Q的大小 關(guān)系，從而確定送料小車實(shí)際裝載飼料量Z，送料小車實(shí)際裝載飼料量Z確定后，大料斗開始 下料，重復(fù)上述過(guò)程，直至LabVIEW開發(fā)平臺(tái)判定Dn為一天最大投料次數(shù)時(shí)，此次投食過(guò)程 結(jié)束，如果檢測(cè)到已接收到反饋信號(hào)C N，則二進(jìn)制編碼擋塊Tn開關(guān)的啟動(dòng)不能讓送料小車的 小料斗下料開關(guān)打開，送料小車?yán)^續(xù)前進(jìn)，當(dāng)送料小車的小料斗到達(dá)二進(jìn)制編碼擋塊T N+1 時(shí)，LabVIEW開發(fā)平臺(tái)控制端檢測(cè)是否接收過(guò)反饋信號(hào)CN+1，如果是，則小料斗繼續(xù)前進(jìn)，如 果沒(méi)有接收到反饋信號(hào)C N+1，則小料斗開始投料，投料完成后達(dá)到詠+1時(shí)，送料小車送料小車 的下料開關(guān)K2閉合，給出反饋信號(hào)N N+1，H=H+1，同時(shí)送料小車返回，重復(fù)投食作業(yè)，直至隨后 一個(gè)圈投食完畢，最后一個(gè)圈投完飼料后，發(fā)出反饋信號(hào)F N，同時(shí)此次投食過(guò)程中的所有反 饋信號(hào)更新清零，等待下一次投食作業(yè)。
[0025] 調(diào)研方式 我們以自己家庭為中心，對(duì)養(yǎng)豬專業(yè)戶進(jìn)行了調(diào)研，并通過(guò)圖書館查閱相關(guān)資料，及百 度百科、百度文庫(kù)等網(wǎng)絡(luò)途徑所獲得的大量信息進(jìn)行比較、分析，其分析是通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)和表 格的分析，豬在生長(zhǎng)周期中隨著年齡和體重的變化，豬對(duì)飼料的需求量變化是很大的。幼豬 在初生的前三四周不適合吃飼料，所以這段時(shí)間將小豬放在母豬身邊吃母乳，待生長(zhǎng)到一 個(gè)月左右時(shí)放入我們的養(yǎng)殖系統(tǒng)中進(jìn)行養(yǎng)殖。將豬投放入養(yǎng)殖系統(tǒng)中后，在入圈到出欄的 時(shí)間段中，豬對(duì)于飼料的需求量隨著年齡體重的生長(zhǎng)從少平穩(wěn)少量增加到驟然提高再到平 穩(wěn)且量大。所以我們系統(tǒng)需要能夠?qū)ωi的生長(zhǎng)周期的變化而對(duì)系統(tǒng)投放的飼料量進(jìn)行改 變，讓我們的養(yǎng)殖更加科學(xué)，讓我們的系統(tǒng)更加智能。最終總結(jié)出了豬在各階段的采食量， 如下表3所示。 「πποα? 主你々rr八ea tit砂說(shuō)各縣
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背 離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪 一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要 求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化 囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0027]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包 含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 將說(shuō)明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員 可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于LabVIEW開發(fā)平臺(tái)的智能養(yǎng)殖系統(tǒng)，其特征在于，由計(jì)算機(jī)、WiFi模塊、無(wú)線 傳感節(jié)點(diǎn)和機(jī)械裝置四部分組成;所述的計(jì)算機(jī)上有LabVIEW開發(fā)平臺(tái)；所述機(jī)械裝置由大 料倉(cāng)、送料小車、攝像頭和清潔裝置組成;所述的機(jī)械裝置上設(shè)置有無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)；所述的 無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)上設(shè)置有感知模塊、采集通信模塊和供電模塊;所述的采集通信模塊上設(shè)置 有信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、51單片機(jī)、無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和狀態(tài)指示燈;所述的無(wú)線傳 感節(jié)點(diǎn)通過(guò)WiFi模塊轉(zhuǎn)換信息與LabVIEW開發(fā)平臺(tái)連接。2. 據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LabVIEW開發(fā)平臺(tái)的智能養(yǎng)殖系統(tǒng)，其特征在于，所述 WiFi模塊上設(shè)置有51單片機(jī)，WiFi模塊接收LabVIEW開發(fā)平臺(tái)和無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)傳來(lái)的信息， WiFi模塊將傳來(lái)的信息轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)并傳入51單片機(jī)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LabVIEW開發(fā)平臺(tái)的智能養(yǎng)殖系統(tǒng)，其特征在于，所 述的感知模塊是控制機(jī)械裝置工作的感知模塊;所述的采集通信模塊是將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、 放大、去噪及儲(chǔ)存處理后發(fā)送到本模塊中的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，通過(guò)其內(nèi)置的IP通信協(xié)議 與LabVIEW開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行無(wú)線全雙工通信;所述的供電模塊是負(fù)責(zé)給機(jī)械裝置提供穩(wěn)定電 源;所述的攝像頭是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)LabVIEW開發(fā)平臺(tái)的智能養(yǎng)殖系統(tǒng)運(yùn)行情況。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于LabVIEW開發(fā)平臺(tái)的智能養(yǎng)殖系統(tǒng)，其特征在于， 所述感知模塊采集到的信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換電路處理，處理后信息傳入51單 片機(jī)，51單片機(jī)將數(shù)值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)并根據(jù)規(guī)定的數(shù)據(jù)幀協(xié)議對(duì)串口數(shù)據(jù)進(jìn)行編 碼，然后發(fā)送給LabVIEW開發(fā)平臺(tái)。5. -種基于LabVIEW開發(fā)平臺(tái)智能養(yǎng)殖系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，具體如下： (1) 其中以下符號(hào)代表含義如下，Z:送料小車實(shí)際裝載飼料量;Q:送料小車最多裝載 的飼料量;N:第η個(gè)圈;H:第η個(gè)圈已投飼料的次數(shù);Wn :第η個(gè)圈內(nèi)飼料的需求值;Sn :第η個(gè)圈 內(nèi)剩余需投放的飼料量;Fn:第η個(gè)圈投完食后的反饋信號(hào);CN:正在給圈N投食的反饋信號(hào)； K1:大料倉(cāng)下料開關(guān);Κ2:送料小車的下料開關(guān);Ml:大料倉(cāng)電動(dòng)機(jī);M2、Μ3:送料小車電動(dòng)機(jī)； 圈頭和圈尾的二進(jìn)制編碼擋塊為別命名為T開關(guān)、M開關(guān);Dn:-天投料最大次數(shù)； (2) 送料小車是否歸位:LabVIEW開發(fā)平臺(tái)在開始工作之前，通過(guò)送料小車上的小料斗 下面的感知模塊判定送料小車是否歸位，如果送料小車未歸位，LabVIEW開發(fā)平臺(tái)發(fā)出指 令，讓送料小車歸位，送料小車歸位后，送料小車上感知模塊受壓，產(chǎn)生相應(yīng)的反饋電流， LabVIEW開發(fā)平臺(tái)準(zhǔn)備就緒； (3) 控制送料小車加料方法:送料小車上感知模塊產(chǎn)生的電流信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路， 將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并傳送到LabVIEW開發(fā)平臺(tái)；LabVIEW開發(fā)平臺(tái)先檢測(cè)是否收到 反饋信號(hào)Fn，若已收到反饋信號(hào)Fn，則說(shuō)明此次投放已結(jié)束，所有反饋信號(hào)更新，等待下一輪 的投料指令;若LabVIEW開發(fā)平臺(tái)未接收到反饋信號(hào)F N，LabVIEW開發(fā)平臺(tái)軟件讀入并處理 對(duì)應(yīng)圈的參數(shù)，產(chǎn)生回應(yīng)后通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路將控制信號(hào)發(fā)送到儲(chǔ)物間大料斗的大料斗控 制開關(guān)Kl和送料小車的下料開關(guān)K2,送料小車的下料開關(guān)K2的表面貼有感知模塊;大料斗 控制開關(guān)Kl接收到激勵(lì)后，大料倉(cāng)電動(dòng)機(jī)Ml開始運(yùn)轉(zhuǎn)，大料倉(cāng)的下料開關(guān)打開，開始下料， 料門完全打開后，料門觸動(dòng)感知模塊，大料倉(cāng)電動(dòng)機(jī)Ml停止轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)送料小車的小料斗裝到 送料小車實(shí)際裝載飼料量Z時(shí)，送料小車的下料開關(guān)K2上的感知模塊電信號(hào)達(dá)到LabVIEW開 發(fā)平臺(tái)的指定值時(shí)，說(shuō)明小料斗已裝載了足夠的飼料，感知模塊產(chǎn)生的電信號(hào)反饋到 LabVIEW開發(fā)平臺(tái)后，LabVIEW開發(fā)平臺(tái)處理信號(hào)發(fā)出激勵(lì)，大料斗控制開關(guān)Kl開始閉合，當(dāng) 開關(guān)完全閉合時(shí)，觸動(dòng)大料斗控制開關(guān)Kl上的另一個(gè)感知模塊，大料倉(cāng)電動(dòng)機(jī)Ml停止工作， 同時(shí)發(fā)出反饋信號(hào)Dl，送料小車發(fā)動(dòng)； (4)送料小車加料圈數(shù)及投料方法：當(dāng)送料小車行至N的Tn處時(shí)，二進(jìn)制編碼擋塊Tn開關(guān) 啟動(dòng)，LabVIEW開發(fā)平臺(tái)控制端開始檢測(cè)是否接收過(guò)反饋信號(hào)CN，如果沒(méi)有接收到反饋信號(hào) CN，送料小車的運(yùn)行速度減慢，同時(shí)送料小車的下料開關(guān)K2打開，開始向圈內(nèi)投放飼料，投 完料后，送料小車的下料開關(guān)K2開關(guān)閉合，送料小車電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，送料小車返回，同時(shí)發(fā)出 反饋信號(hào)C N，LabVIEW開發(fā)平臺(tái)記錄投放的次數(shù)H=H+1，送料小車歸位后，觸碰半導(dǎo)體壓力感 測(cè)器，同時(shí)LabVIEW開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行判斷，若N內(nèi)剩余需投放的飼料量Sn=O，說(shuō)明圈N飼料已投 放完畢，若飼料量S N#0，則再次判斷飼料量Sn與送料小車最多裝載的飼料量Q的大小關(guān)系， 從而確定送料小車實(shí)際裝載飼料量Z，送料小車實(shí)際裝載飼料量Z確定后，大料斗開始下料， 重復(fù)上述過(guò)程，直至LabVIEW開發(fā)平臺(tái)判定Dn為一天最大投料次數(shù)時(shí)，此次投食過(guò)程結(jié)束， 如果檢測(cè)到已接收到反饋信號(hào)C N，則二進(jìn)制編碼擋塊Tn開關(guān)的啟動(dòng)不能讓送料小車的小料 斗下料開關(guān)打開，送料小車?yán)^續(xù)前進(jìn)，當(dāng)送料小車的小料斗到達(dá)二進(jìn)制編碼擋塊1^ +1時(shí)， LabVIEW開發(fā)平臺(tái)控制端檢測(cè)是否接收過(guò)反饋信號(hào)CN+1，如果是，則小料斗繼續(xù)前進(jìn)，如果沒(méi) 有接收到反饋信號(hào)C N+1，則小料斗開始投料，投料完成后達(dá)到詠+1時(shí)，送料小車送料小車的下 料開關(guān)K2閉合，給出反饋信號(hào)N N+1，H=H+1，同時(shí)送料小車返回，重復(fù)投食作業(yè)，直至隨后一個(gè) 圈投食完畢，最后一個(gè)圈投完飼料后，發(fā)出反饋信號(hào)Fn，同時(shí)此次投食過(guò)程中的所有反饋信 號(hào)更新清零，等待下一次投食作業(yè)。
【文檔編號(hào)】B08B3/02GK105941176SQ201610296309
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】齊洪方, 汪芳, 談劍
【申請(qǐng)人】齊洪方, 汪芳, 談劍