標(biāo)準(zhǔn)化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控及管理系統(tǒng)(發(fā)明-第2稿).

1、標(biāo)準(zhǔn)化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控及管理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域本發(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?qū)崿F(xiàn)對(duì)大規(guī)模養(yǎng)雞場(chǎng)的環(huán)境信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)與實(shí)時(shí)控制并能夠遠(yuǎn)程監(jiān)管的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。背景技術(shù)近年來隨著養(yǎng)殖規(guī)模的增大，其對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境及養(yǎng)殖過程提出了更加嚴(yán)格的要求。為了適應(yīng)大規(guī)模養(yǎng)殖的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖控制的自動(dòng)化、信息化和智能化，設(shè)計(jì)出了一種標(biāo)準(zhǔn)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?qū)崿F(xiàn)對(duì)集團(tuán)式大規(guī)模養(yǎng)雞場(chǎng)的環(huán)境信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)與實(shí)時(shí)控制并能夠遠(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(chǎng)前景。中國(guó)專利申請(qǐng)2.6公開了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的雞舍環(huán)境智能監(jiān)控

2、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ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。同時(shí)，本發(fā)明的采集系統(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)所接收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)傳輸技術(shù)和WiFi網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大規(guī)模養(yǎng)雞場(chǎng)的環(huán)境信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)與實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度，濕度和有害氣體等的檢測(cè)。其相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控

3、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(shí)延較大以及長(zhǎng)距離通信可靠性不是十分理想等問題。中國(guó)專利ZL2.9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)境溫度數(shù)據(jù)的傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和管理中心，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(duì)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(duì)于標(biāo)準(zhǔn)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：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(duì)養(yǎng)殖過程的影響，缺

4、乏嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化雞舍建設(shè)的概念，不能形成體系。相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)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(zhǎng)全過程的監(jiān)測(cè)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。由于雞舍內(nèi)傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多，傳感器節(jié)點(diǎn)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)可靠性不是十分理想，該結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)在于整個(gè)通信鏈路上有一個(gè)節(jié)點(diǎn)壞掉，通信中斷，沒有可選的路徑。中國(guó)專利ZL2.4公開了一種養(yǎng)殖場(chǎng)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(zhǎng)檢測(cè)系統(tǒng)以及與料塔稱重喂料系統(tǒng)和養(yǎng)殖物成長(zhǎng)檢測(cè)系統(tǒng)相連的控制中心。該專利可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定時(shí)喂料以及雞舍氣候調(diào)節(jié)和監(jiān)控，其主

5、要特征是對(duì)進(jìn)料量做到較為精確的統(tǒng)計(jì)。相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)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：.其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)雞舍內(nèi)溫濕度的監(jiān)控，并沒有考慮二氧化碳等氣體對(duì)雞舍內(nèi)環(huán)境的影響，缺乏嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化雞舍建設(shè)的概念。.其重點(diǎn)在于精確統(tǒng)計(jì)進(jìn)料量，缺少養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)，無法對(duì)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(guó)專利申請(qǐng)2.1公開了一種適用于舍飼雞舍環(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(chǎng)的應(yīng)用，該系統(tǒng)由環(huán)境指標(biāo)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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主要影響雞舍

6、環(huán)境質(zhì)量的8個(gè)指標(biāo)，并依據(jù)雞舍環(huán)境指標(biāo)變化提供自動(dòng)或?qū)＜易稍兪降臎Q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(duì)雞舍內(nèi)基本環(huán)境信息（溫度、濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳、一氧化碳、氨氣、硫化氫和空氣污濁度）的采集，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)控制。其相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)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：.相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)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(duì)單一雞舍環(huán)境信息進(jìn)行采集，當(dāng)雞舍數(shù)量達(dá)到一定規(guī)模時(shí)，無法對(duì)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。.養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)是一個(gè)多變量、時(shí)延、非線性的復(fù)雜系統(tǒng)。自動(dòng)或

7、專家咨詢式的決策方式因其魯棒性不能滿足控制需求，預(yù)測(cè)控制精度較低。中國(guó)專利申請(qǐng)2.9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(chǎng)信息；信息處理模塊，與所述信息獲取模塊電性連接，用于對(duì)所述養(yǎng)殖現(xiàn)場(chǎng)信息與養(yǎng)殖參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，并得出數(shù)據(jù)分析結(jié)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(jié)果生成調(diào)度控制指令，來對(duì)所述養(yǎng)殖現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行控制。該專利實(shí)現(xiàn)了對(duì)雞舍環(huán)境信息的檢測(cè)與監(jiān)控，并通過與參考數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，得出分析結(jié)果，從而操作執(zhí)行器對(duì)養(yǎng)殖現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制。具相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)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：.其缺乏必要的養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)，

8、無法對(duì)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。.養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)是一個(gè)多變量、時(shí)延、非線性的復(fù)雜系統(tǒng)。不能簡(jiǎn)單地通過與參考數(shù)據(jù)對(duì)比得出分析結(jié)果與控制方案。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種標(biāo)準(zhǔn)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)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：一種標(biāo)準(zhǔn)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(cè)當(dāng)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)的養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)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(cè)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)境才測(cè)系

9、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(duì)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(cè)；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)的采集，并通過局域網(wǎng)的方式接入到本地客戶端。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)、CO2傳感節(jié)點(diǎn)、NH3傳感節(jié)點(diǎn)、料量狀態(tài)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)和風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)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；

10、Coordinator通過用口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊與運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)的本地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)為定時(shí)對(duì)當(dāng)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，核心模塊進(jìn)入休眠模式，休眠電流為10uA級(jí)，降低了監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的功耗，從而保證了在40天的整個(gè)養(yǎng)殖周期中，蓄電池足以滿足節(jié)點(diǎn)的電能供給。所述雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境檢測(cè)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(duì)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)分為本地客戶端和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心，在由本地PC機(jī)與協(xié)調(diào)器Coordinator所組成的局域網(wǎng)中，協(xié)調(diào)

11、器通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)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(jī)并存檔；本地客戶端對(duì)接收到的數(shù)據(jù)包解析，生成相應(yīng)的溫濕度統(tǒng)計(jì)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(zhǎng)模型曲線，具備查詢和錄入功能，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)的查詢，并能實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖管理人員對(duì)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(luò)上傳至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，遠(yuǎn)程用戶通過Internet訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的方式，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)雞舍內(nèi)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(shí)權(quán)限用戶能通過PC、手機(jī)智

12、能終端設(shè)備查看相應(yīng)的養(yǎng)殖信息。本地客戶端加入了報(bào)警功能，養(yǎng)殖人員通過本地客戶端對(duì)不同養(yǎng)殖周期相應(yīng)的溫度、濕度、CO2濃度、NH3濃度、風(fēng)速參數(shù)閾值進(jìn)行設(shè)置，若當(dāng)前的養(yǎng)殖環(huán)境闡述超出該范圍后，系統(tǒng)便會(huì)啟動(dòng)報(bào)警器，通過不同的聲光報(bào)警來提示養(yǎng)殖場(chǎng)管理人員當(dāng)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(duì)大規(guī)模養(yǎng)雞場(chǎng)的環(huán)境信息進(jìn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)控制及遠(yuǎn)程監(jiān)管，降低了成本，提高了效率。我國(guó)在環(huán)境控制研究領(lǐng)域目前還處于起步階段，雖然隨著科技進(jìn)步，環(huán)境監(jiān)控方面的研究日益增多，但都存在著些許不足，與國(guó)外還有一定差距。國(guó)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，但由于雞舍環(huán)境控制是一個(gè)具有純滯后、非線性、時(shí)

13、變并且?guī)в胁淮_定性的復(fù)雜系統(tǒng)控制，對(duì)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解決手段。標(biāo)準(zhǔn)化雞舍環(huán)境與養(yǎng)殖信息監(jiān)控與管理系統(tǒng)相對(duì)于以往類似設(shè)計(jì)主要有以下創(chuàng)新點(diǎn)：.標(biāo)準(zhǔn)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(duì)養(yǎng)殖環(huán)境信息進(jìn)行監(jiān)控，還結(jié)合Android平臺(tái),允許用戶使用智能手機(jī)安裝相應(yīng)APP軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境信息的監(jiān)控與管理。.標(biāo)準(zhǔn)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(jiǎn)單地將環(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(cè)，同時(shí)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，

14、這方面的研究目前國(guó)內(nèi)外都還是空白。.在傳統(tǒng)的ZigBee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(zhǎng)距離通信可靠性不是十分理想等問題。因此標(biāo)準(zhǔn)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(cè)，多跳對(duì)等通信方式形成網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)冗余通信鏈路以提高系統(tǒng)的工業(yè)可靠性。另外，信號(hào)衰減和干擾等各種在長(zhǎng)距離無線信號(hào)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。.養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)是一個(gè)多變量、時(shí)延、非線性的復(fù)雜系統(tǒng)。自動(dòng)或?qū)＜易稍兪降臎Q策方式因其魯棒性不能滿足控制需求，預(yù)測(cè)控制精度較低。標(biāo)準(zhǔn)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方法。集成智

15、能控制算法結(jié)合了遺傳算法與模糊控制的優(yōu)點(diǎn)，提高了控制精度。附圖說明圖1是一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖；圖2是養(yǎng)殖環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖3是雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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)結(jié)構(gòu)圖；圖6是系統(tǒng)總體流程結(jié)構(gòu)圖；圖7是模糊控制原理圖；圖8是遺傳算法流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1給出了本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)化雞舍與養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。標(biāo)準(zhǔn)化雞舍與養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)由養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)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(cè)系統(tǒng)是為了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)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)，主要由溫濕度傳感節(jié)點(diǎn)、風(fēng)速傳感節(jié)點(diǎn)、CO2傳

16、感節(jié)點(diǎn)、NH3傳感節(jié)點(diǎn)、料量狀態(tài)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)等組成。雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)通過PLC控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)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(cè)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，以保證當(dāng)前雞舍內(nèi)部環(huán)境保持在適宜當(dāng)前雞齡肉雞生長(zhǎng)的范圍內(nèi)。養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)分為本地客戶端和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心，本地客戶端實(shí)時(shí)顯示養(yǎng)殖參數(shù)，具備查詢和錄入功能，同時(shí)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(shí)權(quán)限用戶可通過PC、手機(jī)等智能終端設(shè)備查看相應(yīng)的養(yǎng)殖信息。圖2給出了養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)

17、構(gòu)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)。主要包括溫濕度傳感節(jié)點(diǎn)、風(fēng)速傳感節(jié)點(diǎn)、CO2傳感節(jié)點(diǎn)、NH3傳感節(jié)點(diǎn)、料量狀態(tài)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)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通過用口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊與運(yùn)行監(jiān)控的本地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。止匕外，這些傳感節(jié)點(diǎn)為定時(shí)對(duì)當(dāng)前

18、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，核心模塊進(jìn)入休眠模式，休眠電流為10uA級(jí)，大大降低了監(jiān)測(cè)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)的電能供給。圖3給出了養(yǎng)殖環(huán)境控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)核心控制器采用的是PLC,以實(shí)現(xiàn)對(duì)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(cè)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，以保證當(dāng)前雞舍內(nèi)部環(huán)境保持在適宜當(dāng)前雞齡肉雞生長(zhǎng)的范圍內(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)分為本地客戶端和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心。在由本地PC機(jī)與協(xié)調(diào)器Coordinator所組成

19、的局域網(wǎng)中，協(xié)調(diào)器通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)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(jī)并存檔。本地客戶端對(duì)接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，生成相應(yīng)的溫濕度統(tǒng)計(jì)信息曲線，并實(shí)時(shí)顯示CO2、風(fēng)速等養(yǎng)殖參數(shù)。同時(shí)本地客戶端具備查詢和錄入功能，可實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖周期內(nèi)某一時(shí)間段內(nèi)養(yǎng)殖參數(shù)的查詢，并可實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖管理人員對(duì)用藥量、雞只健康及死亡信息的錄入。止匕外，該客戶端加入了報(bào)警功能，養(yǎng)殖人員通過本地客戶端對(duì)不同養(yǎng)殖周期相應(yīng)的溫度、濕度、CO2濃度、NH3濃度、風(fēng)速等參數(shù)閾值進(jìn)行設(shè)置，若當(dāng)前的養(yǎng)殖環(huán)境闡述超出該范圍后，系統(tǒng)便會(huì)啟動(dòng)報(bào)警器，通過不同的聲光報(bào)警來提示養(yǎng)殖場(chǎng)管理人員當(dāng)前的危險(xiǎn)信息。同時(shí)客戶端將數(shù)據(jù)

20、上傳到服務(wù)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(shí)權(quán)限用戶可通過PC、手機(jī)等智能終端設(shè)備查看相應(yīng)的養(yǎng)殖信息。圖5給出了分布式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。其中ZigBee網(wǎng)絡(luò)采用多跳對(duì)等通信方式形成網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖6給出了系統(tǒng)總體流程結(jié)構(gòu)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)制到達(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)接收程序并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，解析成應(yīng)用層能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，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給出了模糊控制的原理圖。系統(tǒng)采集被

21、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(gè)輸入，經(jīng)過模糊化得到模糊量E,模糊量E可以用模糊語(yǔ)言表示，得到模糊量E的一個(gè)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(duì)各參數(shù)進(jìn)行篩選，將適應(yīng)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(shí)引入新的優(yōu)良個(gè)體。這樣，不斷循環(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)的最優(yōu)解。上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方

22、案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。遠(yuǎn)程用戶本地用戶Zigbee網(wǎng)絡(luò)多傳感器系統(tǒng)IJXIy控制系統(tǒng)加熱爐控制單元風(fēng)機(jī)控制單元濕簾控制單元ZZigBee協(xié)調(diào)器1加熱爐控制單元.J風(fēng)機(jī)控制單元(-濕簾控制單元圖2上位機(jī)PLC風(fēng)機(jī)圖4圖5協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)服務(wù)器，串口數(shù)據(jù)收發(fā)數(shù)據(jù)接收T、,、/V.z：;網(wǎng)絡(luò)管理）傳感器節(jié)點(diǎn)上!數(shù)據(jù)采窠數(shù)據(jù)發(fā)送U能量管理給定量R圖7一種標(biāo)準(zhǔn)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)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)的養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制的雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)；

23、分別與養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)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)。如權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)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(cè)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(duì)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(cè)；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)的采集，并通過局域網(wǎng)的方式接入到本地客戶端。如權(quán)利要求2所述的標(biāo)準(zhǔn)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(luò)包括溫濕度傳感節(jié)點(diǎn)、風(fēng)速傳感節(jié)點(diǎn)、CO2傳感節(jié)點(diǎn)、NH3傳感節(jié)點(diǎn)、料量狀態(tài)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)和風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，該無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為基于Zigbee協(xié)議的樹

24、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(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊與運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)的本地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)為定時(shí)對(duì)當(dāng)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，核心模塊進(jìn)入休眠模式，休眠電流為10uA級(jí)，降低了監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的功耗，從而保證了在40天的整個(gè)養(yǎng)殖周期中，蓄電池足以滿足節(jié)點(diǎn)的電能供給。如權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)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(duì)養(yǎng)殖環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)采集到的環(huán)境參數(shù)建模分析，由PL