畜禽舍養(yǎng)殖環(huán)境智能調(diào)控設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及環(huán)境控制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是畜禽舍環(huán)境的智能調(diào)控方法，將畜禽舍環(huán)境監(jiān)測傳感器和采集模塊上傳的環(huán)境參數(shù)信息進(jìn)行融合和處理，變成可操作信息，與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接?？刂莆⑿捅?、電磁閥、排風(fēng)機(jī)、濕簾和熱風(fēng)機(jī)等設(shè)備。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度、濕度有害氣體濃度等。進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)了對(duì)畜禽舍內(nèi)的環(huán)境精細(xì)、高效、系統(tǒng)化程度的控制，改善畜禽舍的局部小氣候環(huán)境，提高畜禽的生長性能，降低發(fā)病率。
【專利說明】
畜禽舍養(yǎng)殖環(huán)境智能調(diào)控設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及環(huán)境控制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種畜禽舍智能調(diào)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 畜禽疫病的暴發(fā)和傳播與畜禽養(yǎng)殖環(huán)境的不斷惡化關(guān)系密切。養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐 和相關(guān)的科學(xué)研究已經(jīng)表明，畜禽舍環(huán)境監(jiān)控的好壞已成為影響畜禽養(yǎng)殖發(fā)展的重要因 素。動(dòng)物疫病的暴發(fā)和傳播與養(yǎng)殖環(huán)境密切相關(guān)，且動(dòng)物生長、繁殖、健康狀況、飼料利用效 率和畜產(chǎn)品品質(zhì)等均受到畜禽養(yǎng)殖環(huán)境的制約。目前，國內(nèi)大多數(shù)畜禽養(yǎng)殖采用的都是簡 單的儀器來判斷溫濕狀態(tài)，再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行人工調(diào)控設(shè)備的開啟或關(guān)閉，效率低且效果差。 且對(duì)有害氣體的濃度監(jiān)控極少。為了保證畜禽動(dòng)物福利，解決畜禽養(yǎng)殖中環(huán)境條件自動(dòng)化 程度過低的問題，設(shè)計(jì)了畜禽舍環(huán)境智能調(diào)控方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的問題是提供一種能夠提供更加準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地監(jiān)測環(huán)境溫度、濕 度、光照度W及有害氣體的含量，W適應(yīng)畜禽舍對(duì)一個(gè)適宜的穩(wěn)定的環(huán)境的需求。
[0004] 本發(fā)明方法是由包括傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、控制模塊及執(zhí)行機(jī)構(gòu) 的等設(shè)備組成。
[0005] 畜禽舍養(yǎng)殖環(huán)境智能調(diào)控設(shè)備所述傳感器包括溫度、濕度、二氧化碳、硫化氨和氨 氣傳感器。
[0006] 畜禽舍養(yǎng)殖環(huán)境智能調(diào)控設(shè)備所述數(shù)據(jù)采集模塊包括數(shù)據(jù)采集器和單片機(jī)。
[0007] 畜禽舍養(yǎng)殖環(huán)境智能調(diào)控設(shè)備所述數(shù)據(jù)顯示模塊為觸摸屏。
[000引畜禽舍養(yǎng)殖環(huán)境智能調(diào)控設(shè)備所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括微型累、電磁閥、排風(fēng)機(jī)、濕簾和 熱風(fēng)機(jī)。
[0009] 通過對(duì)采集到的而數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將溫濕度歸為一類調(diào)控參數(shù)，將有害氣體濃度 包括氨氣、硫化氨、二氧化碳濃度歸為一類參數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，再對(duì)融合的得到的數(shù)據(jù)情 況進(jìn)行處理。
[0010] 如上所述，本發(fā)明的養(yǎng)殖場環(huán)境監(jiān)測控制系統(tǒng)具有W下有益效果：
[0011] 養(yǎng)殖場智能調(diào)控方法利用傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測畜禽舍的溫度、濕度、二氧化碳、硫化 氨、氨氣等參數(shù)，通過養(yǎng)殖場智能監(jiān)測控制系統(tǒng)對(duì)畜禽舍進(jìn)行環(huán)境控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的調(diào)節(jié)溫 度、濕度、有害氣體濃度等，改善畜禽舍的局部小氣候環(huán)境，提高畜禽的生長性能，降低發(fā)病 率。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 畜禽舍養(yǎng)殖環(huán)境智能調(diào)控系統(tǒng)的應(yīng)用層具體包括調(diào)控管理平臺(tái)和環(huán)境自動(dòng)控制 系統(tǒng)兩部分。
[0013] 調(diào)控管理平臺(tái)可W是基于手機(jī)客戶端的APP程序，也可W是基于電腦端的應(yīng)用系 統(tǒng)。調(diào)控管理平臺(tái)首先可w直觀的顯示畜禽舍內(nèi)部安裝的各種傳感器節(jié)點(diǎn)的具體實(shí)時(shí)數(shù) 據(jù)，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中方便事后查看分析，數(shù)據(jù)顯示形式可W是圖、表等多種方 式。平臺(tái)需具備自動(dòng)報(bào)警功能，W養(yǎng)殖行業(yè)具體國家標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)制定口限闊值，當(dāng)某項(xiàng)環(huán)境 參數(shù)超標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)可W自動(dòng)報(bào)警，報(bào)警的形式除了聲音、光電等外，還可手機(jī)短消息的 形式發(fā)送給相應(yīng)管理人員，W確保相關(guān)人員可W在第一時(shí)間對(duì)環(huán)境參數(shù)異動(dòng)進(jìn)行處理。除 自動(dòng)報(bào)警模式外，調(diào)控管理平臺(tái)還可W設(shè)定智能自動(dòng)調(diào)控模式，系統(tǒng)根據(jù)收到的環(huán)境數(shù)據(jù) 進(jìn)行智能算法分析，對(duì)溫濕度變化進(jìn)行非線性算法處理，并將處理調(diào)控方案返回畜禽舍中 的控制端。
[0014] 環(huán)境自動(dòng)控制系統(tǒng)接收到環(huán)境調(diào)控指令后，對(duì)養(yǎng)殖舍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，比如開 啟排風(fēng)、增加天花板開合度調(diào)節(jié)光照、增加溫度加熱設(shè)備供熱功率或者開啟濕簾或淋水噴 頭等動(dòng)作。
[0015] 傳感器收集數(shù)據(jù)的融合：
[0016] 當(dāng)存在多個(gè)同類型傳感器時(shí)，相當(dāng)于增加了感知系統(tǒng)的信息含量，通過恰當(dāng)?shù)奶?理方法，可W利用運(yùn)些冗余信息提高系統(tǒng)的信息感知精度，提高信息采集系統(tǒng)的抗干擾能 力和容錯(cuò)能力。
[0017] 假設(shè)每個(gè)傳感器獲取的數(shù)據(jù)信息用一條矢量方向線表示，由于系統(tǒng)測量誤差的存 在，當(dāng)存在兩條W上的傳感器矢量線時(shí)，多個(gè)測量結(jié)果必然不會(huì)交匯于一點(diǎn)，但可W確定的 是，真正的傳感器感知目標(biāo)信息真值T就在幾條矢量線圍成的區(qū)域中。
[0018] 針對(duì)此類情況，可W應(yīng)用信號(hào)處理領(lǐng)域中常用的WLS算法對(duì)多傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù) 據(jù)融合，得到所感知信息的估計(jì)值，具體算法如下：
[0019] 設(shè)系統(tǒng)存在m個(gè)傳感器測量子集，第j組測量子集對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)真值及其誤差分別為 Xj和dXj(j = 1，2，. . .，m)，則系統(tǒng)狀態(tài)方程為：
[0020] f-r 巧及奪 F
[0021] 其中
[00巧]Ii(i = l，2,. . .，m)為與矢量X同維的單位矩陣。
[0026]設(shè)B為階矩陣，k為目標(biāo)位置矢量X的維數(shù)。
[0029] W=擴(kuò)1即為加權(quán)矩陣，假設(shè)各測量子集間互不相關(guān)，則有：
[0030]
[0031] 因此，采用WLS算法進(jìn)行數(shù)據(jù)融合后得到的數(shù)據(jù)估計(jì)值及其誤差協(xié)方差矩陣分別 為：
[0034] 畜禽舍的環(huán)境因素實(shí)時(shí)變化，且相互之間有裙帶關(guān)系，所W引入一種最優(yōu)算法，使 得幾個(gè)包含裙帶關(guān)系的參數(shù)融合成一種參數(shù)。例如:溫度和濕度瞬時(shí)值為T和H，標(biāo)準(zhǔn)值為To 和化。即有，
[0035]
[0036] A的值越小，說明環(huán)境越優(yōu)。給定一個(gè)A的闊值，監(jiān)控環(huán)境，使A在一個(gè)范圍內(nèi)波動(dòng)， 即可W達(dá)到優(yōu)秀環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種畜禽舍環(huán)境智能調(diào)控方法，其特征在于:包括傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)顯示 模塊、控制模塊及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。2. 所述畜禽舍環(huán)境智能調(diào)控方法，特征在于：傳感器包括溫度、濕度、光照度、二氧化 碳、硫化氫和氨氣傳感器。3. 所述養(yǎng)殖場環(huán)境監(jiān)測控制系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)采集模塊包括數(shù)據(jù)采集器和單片 機(jī)。4. 所述畜禽舍環(huán)境智能調(diào)控方法，其特征在于:數(shù)據(jù)顯示模塊為觸摸屏。5. 所述畜禽舍環(huán)境智能調(diào)控方法，其特征在于:將環(huán)境參數(shù)分為兩大類，包括溫濕度參 數(shù)和有害氣體參數(shù)。6. 所述畜禽舍環(huán)境智能調(diào)控方法，其特征在于:執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括微型栗、電磁閥、排風(fēng)機(jī)、 濕簾和熱風(fēng)機(jī)。
【文檔編號(hào)】G05D27/02GK105824341SQ201610343571
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月23日
【發(fā)明人】沈維政, 張宇, 劉冠廷, 陳麒羽
【申請(qǐng)人】東北農(nóng)業(yè)大學(xué)