原則化雞舍環(huán)境弓養(yǎng)殖信息監(jiān)控及管理系統(tǒng)

技術(shù)領(lǐng)域

木發(fā)明波及一種養(yǎng)殖行業(yè)雞舍的養(yǎng)殖信息的監(jiān)控與管理，尤其是一種可以實(shí)現(xiàn)對大規(guī)

模養(yǎng)雞場的環(huán)境信息進(jìn)行監(jiān)測與實(shí)時(shí)控制并可以遠(yuǎn)程監(jiān)管的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來伴隨養(yǎng)殖規(guī)模的增大，其對養(yǎng)殖環(huán)境及養(yǎng)殖過程提出了愈加嚴(yán)格的規(guī)定。為了

適應(yīng)大棚模養(yǎng)殆E內(nèi)原則化、如范化.并深入實(shí)現(xiàn)養(yǎng)腦控制H勺自動(dòng)化、信息件和智能化,設(shè)

計(jì)出了一種原則化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控與管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一種可以實(shí)現(xiàn)對集團(tuán)式

大規(guī)模養(yǎng)雞場的環(huán)境信息進(jìn)行監(jiān)測與實(shí)問控制并可以遠(yuǎn)程監(jiān)管的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，具有較

高的學(xué)術(shù)與應(yīng)用價(jià)值及市場前景。

中國專利申請.6公開了?種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)布局的采集節(jié)點(diǎn)采集雞舍環(huán)境參數(shù)，并將數(shù)據(jù)通過ZigBcc無線網(wǎng)絡(luò)傳播至上

位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。同步，本發(fā)明H勺采集系統(tǒng)還包括若干個(gè)WiFi攝像頭，WiFi攝像頭采集的視

頻信息通過WiFi網(wǎng)絡(luò)直接發(fā)送至上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。上位機(jī)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(luò)發(fā)送至下位

機(jī)控制系統(tǒng)，下位機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)所接受的控制信息直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。該專利通過ZigBee

無線網(wǎng)絡(luò)傳播技術(shù)和WiFi網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)對大規(guī)模養(yǎng)雞場的環(huán)境信息進(jìn)行監(jiān)測與實(shí)時(shí)控制，實(shí)

現(xiàn)了對溫度，濕度和有害氣體等的檢測。其相對于原則化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控與管理系

統(tǒng)有如下局限性：

（帶格式的：無項(xiàng)目符號(hào)或?號(hào)

2.原則住雞舍環(huán)境與養(yǎng)廊信息監(jiān)控與管理系統(tǒng)不僅可以使用上位■泮算機(jī)對養(yǎng)殖環(huán)境信息進(jìn)行?----------------------

監(jiān)擠還結(jié)合Android平臺(tái)，容許顧客使用料能__安裝對應(yīng)APP軟件實(shí)現(xiàn)對環(huán)境信息的監(jiān)控

帶格式的：縮進(jìn)：首行縮進(jìn)：2字符，無頂n符號(hào)

室老式的ZigBee單跳、主從通信方式存在通信效率較低、時(shí)延較大以及長距離通信可嵬.或編號(hào)

性不是十分理想等問題。因此原則化理合環(huán)境修養(yǎng)殖信息監(jiān)控修管理系統(tǒng)采用分布式檢測,

3.原則化雞舍環(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)并件簡樸地將環(huán)

存為寸_生理狀態(tài)之間的關(guān)系，給出養(yǎng)殖優(yōu)化的提40案t食品安筆監(jiān)管可溯源提供決策

支持-這方面的研究目前國內(nèi)外都還是空白-

帶格式的：兩端對齊,縮進(jìn)：首行編進(jìn):。字符.

中國專利ZL.9公開了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的禽舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，包括采集禽舍環(huán)境溫?走義網(wǎng)格后自動(dòng)間整右組進(jìn)，兩整中文9西文文字的

間距，調(diào)整中義與教字的間距

度數(shù)據(jù)的傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和管理亡心，所述匯聚節(jié)點(diǎn)和管理中心通過3G網(wǎng)絡(luò)相連，

所述傳感器節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相連并傳送溫度數(shù)據(jù)和控制命令。該專利

實(shí)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(luò)實(shí)現(xiàn)匯聚節(jié)點(diǎn)和管理中心之間的

通信，其相對于原則化雞禽環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控與管理系統(tǒng)有如下局限性：

1.其實(shí)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H勺影響，缺乏嚴(yán)格H勺原則化雞舍建設(shè)的概念，不能形成體系。

2.相對于原則化雞舍環(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(shí)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。

3.由于雞舍內(nèi)傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多，傳感滯節(jié)點(diǎn)向互相的距離很短，環(huán)境參數(shù)的分布不

均勻，因此采用ZigBee樹狀拓?fù)錁?gòu)造可靠性不是十分理想，該構(gòu)造的缺陷在于整個(gè)通信鏈路

上有一種節(jié)點(diǎn)壞掉，通信中斷，沒有可選的途徑。區(qū)I此，原則化雞舍環(huán)境與養(yǎng)城佰息監(jiān)控與

提高系統(tǒng)的工業(yè)可芋性-此外，信號(hào)衰減和干擾等多種在長跖離無線信號(hào)忖播過程中碰到日勺

問題通過多跳通信方式可以有■效地防止。

中國專利ZL.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(shí)現(xiàn)自

動(dòng)定期喂料以及雞舍氣候調(diào)整和監(jiān)控，其重要特性是對進(jìn)料量做到較為精確內(nèi)記錄。相對于

原則化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控與管理系統(tǒng)有如下局限性：

i.其可以實(shí)現(xiàn)時(shí)雞舍內(nèi)溫湖度的監(jiān)控，并沒有?考慮二氧化碳等氣體對雞舍內(nèi)環(huán)境的影響，

缺乏嚴(yán)格的原則化雞舍建設(shè)的概念。

2.其重點(diǎn)在于精確記錄進(jìn)料量，缺乏養(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(jìn)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。

中國專利申請.1公開了一種合用于舍飼雞舍環(huán)境指標(biāo)智能化監(jiān)控決策系統(tǒng)及其在養(yǎng)殖現(xiàn)

場的應(yīng)用，該系統(tǒng)由環(huán)境指標(biāo)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)興集器、中樞控制系統(tǒng)、顯示終端及部分中繼器等構(gòu)

成，該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測雞舍內(nèi)溫度、濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳、一氧化碳、氨氣、硫化氫

和空氣濁度等重要影響雞舍環(huán)境質(zhì)量的8個(gè)指標(biāo)，并根據(jù)雞舍環(huán)境指標(biāo)變化提供自動(dòng)或?qū)＜?/p>

征詢式H勺決策，啟動(dòng)和關(guān)閉雞舍內(nèi)照明、風(fēng)機(jī)（扇）、加溫和濕簾等設(shè)備。該專利實(shí)現(xiàn)了對雞

舍內(nèi)基本環(huán)境信息（溫度、濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳、?氧化碳、氨氣、硫化氫和空氣污

濁度）的采集，井對其進(jìn)行對應(yīng)控制。其相對于原則化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控與管理系統(tǒng)

日如下局限性：

I.相對于原則化雞舍環(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(jìn)行采集，當(dāng)雞舍數(shù)量到達(dá)一定規(guī)模時(shí)，無法對大規(guī)模雞舍H勺環(huán)境

信息和養(yǎng)殖信息進(jìn)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。

2.養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)是一種多變量、時(shí)延、非線性的復(fù)雜系統(tǒng)。自動(dòng)或?qū)＜艺髟兪降臎Q

策方式因其魯棒性不能滿足控制需求，預(yù)測控制精度較低。原則化雞舍環(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(yīng)用于模糊控制的集成智能控制措施°集成智能控制驛法結(jié)合了

遺傳算法與模糊控制附員處L提高了控制精度U

中國專利申請.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)殖參照數(shù)

據(jù)進(jìn)行比時(shí)，并得出數(shù)據(jù)分析成果；決黃支持模塊，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)分析成果生成調(diào)度控制指令，來對所述養(yǎng)殖現(xiàn)場信息

進(jìn)行控制。該專利實(shí)現(xiàn)r對雞舍環(huán)境信息的檢測與監(jiān)控，并通過與參照數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，得出

分析成果，從而操作執(zhí)行器對養(yǎng)殖現(xiàn)場進(jìn)行控制。其相對于原則化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控

與管理系統(tǒng)有如下局限性：

I.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(jìn)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。

U原則化雞舍環(huán)境可養(yǎng)殖信息監(jiān)控與存理系統(tǒng)將原則化雞舍建設(shè)概念對And，id平臺(tái)相

-安裝對應(yīng)APP軟件實(shí)現(xiàn)對環(huán)

境信息I內(nèi)遠(yuǎn)程監(jiān)測和管理U

32.養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)是一種多變量、時(shí)延、非線性的復(fù)雜系統(tǒng)。不能笥樸地通過與參

照數(shù)據(jù)對比得出分析成果與控制方案。原典叱

理過程中采用集成控制措施，充足考慮空氣質(zhì)量和溫海度之間的矛盾調(diào)整和多傳感器信息的

融合問題,從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)的展優(yōu)化控制-

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服上述既有技術(shù)的局限性，提供一種原則化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息

監(jiān)控及管理系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目口勺，木發(fā)明采用卜.述技術(shù)方案：

一種原則化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控及管理系統(tǒng)，包括：

實(shí)時(shí)監(jiān)測目前養(yǎng)殖環(huán)境中H勺環(huán)境參數(shù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)H勺養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)：

通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時(shí)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)。

所述養(yǎng)殖環(huán)境檢測系統(tǒng)基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)組建分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)充雞舍溫濕度、

氨氣、二氧化碳、風(fēng)速和用料量的實(shí)時(shí)監(jiān)測；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布在雞舍內(nèi)部，負(fù)責(zé)采集

雞舍內(nèi)部的環(huán)境信息與設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的夾集，并通過局域網(wǎng)的方式接入到當(dāng)?shù)乜蛻舳恕?/p>

所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)包括溫濕度傳感節(jié)點(diǎn)、風(fēng)速傳感節(jié)點(diǎn)、CO?傳感節(jié)點(diǎn)、NW傳感

節(jié)點(diǎn)、料量狀態(tài)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)和風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)，該無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為基于Zigbee協(xié)議的樹

形網(wǎng)絡(luò)，所有傳感節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)屬性均為Endvice,能任意掛裝在整個(gè)養(yǎng)殖環(huán)境中，自主通過鄰

近的Router路由加入整個(gè)網(wǎng)絡(luò)：Endvice將包具有傳感信息H勺自定義數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)包經(jīng)

Rouier路由發(fā)送到Coordinator；Coordinator通過串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊與運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)II勺當(dāng)?shù)?/p>

PC機(jī)建立局域網(wǎng)，通過該局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)包上傳至PC機(jī)上以供分析處理及上傳分享：此外，

這些傳感節(jié)點(diǎn)為定期對目前環(huán)境參數(shù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行采樣：在非采樣期間，關(guān)鍵模塊

進(jìn)入休眠模式，休眠電流為10uA級(jí)，減少了監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的功耗，從而保證了在40天口勺整個(gè)

養(yǎng)殖周期中，蓄電池足以滿足節(jié)點(diǎn)的電能供應(yīng)。

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(fēng)機(jī)，暖風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)控制，進(jìn)而改善雞舍養(yǎng)殖環(huán)境。

所述養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)分為當(dāng)?shù)乜蛻舳撕瓦h(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心，在由當(dāng)?shù)豍C機(jī)與協(xié)調(diào)器

Coordinator所構(gòu)成的局域網(wǎng)中，協(xié)調(diào)器通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)接受的固定數(shù)據(jù)格式口勺數(shù)據(jù)

包，通過固定的端口上傳至當(dāng)?shù)豍C機(jī)并存檔；當(dāng)?shù)乜蛻舳藢邮艿降臄?shù)據(jù)包解析，生成對

應(yīng)歐溫濕度記錄信息曲線，并實(shí)時(shí)顯示養(yǎng)殖參數(shù)，存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，建立生長模型曲線，具

有查詢和錄入功能，能實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖周期內(nèi)某一時(shí)間段內(nèi)養(yǎng)殖參數(shù)的荏詢，并能實(shí)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，為智能決策提供根據(jù)：當(dāng)?shù)乜蛻舳私邮蹾勺數(shù)

據(jù)，通過有線或者無線的接入方式通過公共網(wǎng)絡(luò)上傳至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，遠(yuǎn)程顧客通過Internet

訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的方式，實(shí)時(shí)監(jiān)測雞舍內(nèi)部的狀況，為優(yōu)化養(yǎng)殖方略提供決策支持：另首

先能為食品安全監(jiān)管可溯源提供數(shù)據(jù)支撐，同步權(quán)限顧客能通過PC、智能終端設(shè)備查

看對應(yīng)的養(yǎng)殖信息。

當(dāng)?shù)乜蛻舳思尤肓藞?bào)警功能，養(yǎng)殖人員通過當(dāng)?shù)乜蛻舳藢Σ灰粯羽B(yǎng)殖周期對應(yīng)的溫度、

濕度、CO?濃度、N&濃度、風(fēng)速參數(shù)閾值進(jìn)行設(shè)置，若目前的養(yǎng)殖環(huán)境論述超過該范圍后，

系統(tǒng)便會(huì)啟動(dòng)報(bào)警器，通過不一樣的聲尤報(bào)警來提醒養(yǎng)殖場管理人員目前的危險(xiǎn)信息。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)對大規(guī)模養(yǎng)雞場的環(huán)境信息進(jìn)行參數(shù)監(jiān)測、實(shí)時(shí)

控制及遠(yuǎn)程監(jiān)管，減少了成本，提高了效率。我國在環(huán)境控制研究領(lǐng)域目前還處在起步階

段，雖然伴隨科技進(jìn)步，環(huán)境監(jiān)控方面的研究日益增多，但都存在著些許局限性，與國外

尚有一定差距。國內(nèi)外采用的控制技術(shù)也還是以經(jīng)典的控制技術(shù)為主，但由丁?雞舍環(huán)境控

制是一種具有純滯后、非線性、時(shí)變并4帶有不確定性的復(fù)雜系統(tǒng)控制，去于此類由于環(huán)

境復(fù)雜而帶來的不確定性問題都缺乏有效的處理手段。原則化雞舍環(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(shè)計(jì)重要有如下創(chuàng)新點(diǎn):

I.原則化雞舍環(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(jì)算機(jī)對養(yǎng)殖環(huán)境信

息進(jìn)行監(jiān)控，還結(jié)合Android平臺(tái)，容許頤客使用智能安裝對應(yīng)APP軟件實(shí)現(xiàn)對環(huán)境信息

的監(jiān)控與管理。

2.原則化雞舍環(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)并非簡樸地將環(huán)

境參數(shù)信息集成，而是通過肉雞個(gè)體的生命體征參數(shù)檢測，同步記錄肉雞生命周期的關(guān)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(nèi)外都還是空白。

3.在老式RjZigBee網(wǎng)絡(luò)中，單跳、主從通信方式存在通信的效率較低、時(shí)延較大以及

長距離通信可靠性不是十分理想等問題，因此原則化雞舍環(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?fù)錁?gòu)造，并設(shè)計(jì)冗余通信鏈路以提高系

統(tǒng)的工業(yè)可靠性。此外，信號(hào)衰減和干擾等多種在長距離無線信號(hào)傳播過程中碰到的問題

通過多跳通信方式可以有效地防止。

4.養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)是一種多變量、時(shí)延、非線性的復(fù)雜系統(tǒng)。自動(dòng)或?qū)＜艺髟兪降臎Q

策方式因其魯棒性不能滿足控制需求，預(yù)測控制精度較低。原則化雞舍環(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(yīng)用于模糊控制的集成智能控制措施。集成智能控制算法結(jié)合了

遺傳算法與模糊控制的長處，提高了控制精度。

附圖闡明

圖1是一種實(shí)行例構(gòu)造圖：

圖2是養(yǎng)殖環(huán)境檢測系統(tǒng)構(gòu)造圖；

圖3是雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)構(gòu)造圖；

圖4是監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖

圖5是分布式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造圖;

圖6是系統(tǒng)總體流程構(gòu)造圖；

圖7是模糊控制原理圖；

圖8是遺傳算法流程圖j

詳細(xì)實(shí)行方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)行例對本發(fā)明深入闡明。

圖1給出了本發(fā)明的原則化雞舍與養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)構(gòu)造圖。原則化雞舍與養(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)三部分構(gòu)成。養(yǎng)殖

環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)是為了實(shí)時(shí)監(jiān)測目前養(yǎng)殖環(huán)境中的環(huán)境參數(shù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)而設(shè)計(jì)，重要由

溫濕度傳感節(jié)點(diǎn)、風(fēng)速傳感節(jié)點(diǎn)、CO?傳感節(jié)點(diǎn)、NH］傳感節(jié)點(diǎn)、料量狀態(tài)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)、風(fēng)機(jī)

狀態(tài)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)等構(gòu)成。雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)通過PLC控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對養(yǎng)殖環(huán)境II勺實(shí)時(shí)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(tái)所提供的決策信息，控制雞舍內(nèi)部的

風(fēng)機(jī)、側(cè)風(fēng)窗、濕簾、灑水器、暖風(fēng)機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行，以保證目前雞舍內(nèi)部環(huán)境保持在合

適目前雞齡肉雞生長的范國內(nèi)。養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)分為當(dāng)?shù)乜蛻舳撕瓦h(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心，當(dāng)?shù)?/p>

客戶端實(shí)時(shí)顯示養(yǎng)殖參數(shù)，具有查詢和錄入功能，同步將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器數(shù)據(jù)中心，為

優(yōu)化養(yǎng)殖方略提供決策支持，另苜先可為食品安全監(jiān)管可溯源提供數(shù)據(jù)支撐，同步權(quán)限顧

客可通過PC、等智能終端設(shè)備查看對應(yīng)的養(yǎng)殖信息。

圖2給出了養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)造圖。本系統(tǒng)底層的傳感節(jié)點(diǎn)采用的是自主開發(fā)的多

種無線低功耗傳感節(jié)點(diǎn)。重要包括溫濕度傳感節(jié)點(diǎn)、風(fēng)速傳感節(jié)點(diǎn)、CO：傳感節(jié)點(diǎn)、NH?

傳感節(jié)點(diǎn)、料量狀態(tài)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)、風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)等。該傳感網(wǎng)絡(luò)為基于Zigbee協(xié)議的樹

形網(wǎng)絡(luò)，所有傳感節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)屬性均為Endvice,可任意掛裝在整個(gè)養(yǎng)殖環(huán)境中，自主通過鄰

近的Router路由加入整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。Endvice將包具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(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊與運(yùn)行監(jiān)控R勺當(dāng)?shù)豍C

機(jī)建立局域網(wǎng)，通過該局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)包上傳至PC機(jī)上以供分析處理及上傳分享。此外，這

些傳感節(jié)點(diǎn)為定期對目前環(huán)境參數(shù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行采樣。在非采樣期間，關(guān)鍵模塊進(jìn)

入休眠模式，休眠電流為IOuA級(jí)，大大減少了監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的功耗，從而保證了在40天左右

的整個(gè)養(yǎng)殖周期中，蓄電池足以滿足節(jié)點(diǎn)的電能供應(yīng)。

圖3給出了養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)構(gòu)造圖。雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)關(guān)鍵控制器采用的是PLC,

以實(shí)現(xiàn)對養(yǎng)殖環(huán)境的實(shí)時(shí)控制。本系統(tǒng)基于養(yǎng)殖環(huán)境檢測系統(tǒng)所提供H勺參數(shù)以及前臺(tái)所提

供的決策信息，控制雞舍內(nèi)部的風(fēng)機(jī)、側(cè)風(fēng)窗、濕簾、灑水器、暖風(fēng)機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行，以

保證目前雞舍內(nèi)部環(huán)境保持在合適目前雞齡肉雞生長H勺范圍內(nèi)。

圖4給出了監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖。養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)分為當(dāng)?shù)乜蛻舳撕徒虜?shù)據(jù)中心。

在由當(dāng)?shù)豍C機(jī)與協(xié)調(diào)器Coordinator所構(gòu)成的局域網(wǎng)中，協(xié)調(diào)器通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)接

受的固定數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)包，通過固定的端口上傳至當(dāng)?shù)豍C機(jī)并存檔。當(dāng)?shù)乜蛻舳藢邮?/p>

到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，生成對應(yīng)的溫湖度記錄信息曲線，并實(shí)時(shí)顯示CCh、風(fēng)速等養(yǎng)殖參

數(shù)。同步當(dāng)?shù)乜蛻舳司哂胁樵兒弯浫牍δ埽蓪?shí)現(xiàn)養(yǎng)殖周期內(nèi)某?時(shí)間段內(nèi)養(yǎng)殖參數(shù)的查

詢，并可實(shí)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(bào)警功能，養(yǎng)殖人員通過當(dāng)?shù)乜蛻舳藢Σ灰粯羽B(yǎng)殖周期對應(yīng)的溫度、濕度、CO?濃度、

NH3濃度、風(fēng)速等參數(shù)閾值進(jìn)行設(shè)置，若目前的養(yǎng)殖環(huán)境論述超過該范圍后，系統(tǒng)便會(huì)啟

動(dòng)報(bào)警器，通過不一樣的聲光報(bào)警來提醒養(yǎng)殖場管理人員目前的危險(xiǎn)信息。同步客戶端將

數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器數(shù)據(jù)中心，為優(yōu)化養(yǎng)璉方略提供決策支持，另首先可為食品安全監(jiān)管可

溯源提供數(shù)據(jù)支撐，同步權(quán)限顧客可通過PC、等智能終端設(shè)備查看對應(yīng)為養(yǎng)殖信息。

圖5給出了分布式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)枸造圖。其中ZigBee網(wǎng)絡(luò)采用多跳對等通信方式形

成網(wǎng)狀型拓?fù)錁?gòu)造。

圖6給出J'系統(tǒng)總體流程構(gòu)造圖。傳感器節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)后，通過傳感器采集環(huán)境信息，

設(shè)置發(fā)送數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)幀，啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送程序，將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中。傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)

直接或者通過路由機(jī)制抵達(dá)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，通過協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)接受程序并進(jìn)行數(shù)據(jù)處

理，解析成應(yīng)用層可以識(shí)別的數(shù)據(jù)構(gòu)造，調(diào)用串口數(shù)據(jù)發(fā)送程序發(fā)送到計(jì)算機(jī)客戶端。

圖7給出「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c作為模糊控制器的一種輸入，通過模糊化得到模糊量E,模糊量E可以用模糊語

言表達(dá).得到模糊量E的?種集合。按照模糊規(guī)則進(jìn)行模糊推理得到模糊空置量U。

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(yīng)函數(shù)和遺傳

操作對各參數(shù)進(jìn)行篩選，將適應(yīng)度高的參數(shù)保留，構(gòu)成新H勺參數(shù)組，新群體保留上一代有

用信息的同步引入新的優(yōu)良個(gè)體。這樣，不停循環(huán)，逐漸提高組群內(nèi)個(gè)體的適應(yīng)值，直到

滿足特定條件，此時(shí)群體中適應(yīng)度最高的就是待優(yōu)化參數(shù)H勺最優(yōu)解.

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)行方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的

限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案H勺基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需

要付出發(fā)明性勞動(dòng)即可做出的多種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。

送W用戶

幽［?J養(yǎng)■信息欺?中

回回回ZigbceMU

圖2

風(fēng)機(jī)側(cè)風(fēng)窗濕簾鍋爐風(fēng)機(jī)水泵

圖3

圖5

傳感器

傳感器節(jié)點(diǎn)

協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)

服務(wù)器嘴口數(shù)據(jù)收發(fā)一蝴接收數(shù)據(jù)發(fā)送H數(shù)據(jù)采集

網(wǎng)絡(luò)管理》網(wǎng)絡(luò)管理—能量管理

圖6

圖7

開始

選擇和遺傳

（女制、交叉、變弁）

種群2

滿足要求

Y

▼

輸H1解碼得到

愉出控制量

圖8

1.一種原則化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控及管理系統(tǒng)，其特性是，包括：

實(shí)時(shí)監(jiān)測目前養(yǎng)殖環(huán)境中口勺環(huán)境參數(shù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)口勺養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)：

通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)而養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時(shí)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(quán)利規(guī)定1所述的原則化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控及管理系統(tǒng)，其特性是，所述

養(yǎng)殖環(huán)境檢測系統(tǒng)基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)組建分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對雞舍溫濕度、雙氣、二

氧化碳、風(fēng)速和用料量的實(shí)時(shí)監(jiān)測：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布在雞舍內(nèi)部，負(fù)責(zé)采集雞禽內(nèi)部

的環(huán)境信息與設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的采集，并通過局域網(wǎng)的方式接入到當(dāng)?shù)乜蛻舳恕?/p>

3.如權(quán)利規(guī)定2所述的原則化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控及管理系統(tǒng)，其特性是，所述

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)包括溫濕度傳感節(jié)點(diǎn)、風(fēng)速傳感節(jié)點(diǎn)、COz傳感節(jié)點(diǎn)、NH3傳感節(jié)點(diǎn)、料量

狀態(tài)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)和風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)，該無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為基于Zigbee協(xié)議的樹形網(wǎng)絡(luò)，所

有傳感節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)屬性均為Endvice,能任意掛裝在整個(gè)養(yǎng)殖環(huán)境中，自主通過鄰近H勺R(shí)outer

路由加入整個(gè)網(wǎng)絡(luò)：Endvice將包具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(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊V運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)口勺當(dāng)?shù)豍C機(jī)建立局

域網(wǎng)，通過該局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)包上傳至PC機(jī)上以供分析處理及上傳分享：此外，這些傳感節(jié)

點(diǎn)為定期對目前環(huán)境參數(shù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行采樣：在非采樣期間，關(guān)鍵模塊進(jìn)入休眠模

式，休眠電流