CN106950881A - 智能家畜饲养控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能家畜饲养控制器，包括主控模块、液晶显示模块、传感器模块、光照控制模块、音乐播放模块、报警模块、重点家畜个体检测模块、自动排风装置、紫外消毒模块、无线摄像机、无线通信模块以及手机终端。本发明能够实现家畜饲养的智能化控制，解决了人工喂养中饲料污染、浪费、喂料不规范、环境质量差等问题，除可实现自动喂养、通风、环境监测等功能外，还可实现分贝噪声监测报警、重点养殖对象个体监测、光照控制、紫外消毒、音乐播放等功能，减少了系统整体的投入成本和维修费用,提高了对家畜疾病防控的效率，顺应了物联网技术发展的潮流，有利于进行家畜的精细喂养，提高养殖效益。

Description

智能家畜饲养控制器

技术领域

本发明属于家畜养殖设备技术领域，具体涉及一种智能家畜饲养控制器。

背景技术

我国是一个家畜养殖业大国,家畜具有繁殖力强、生长迅速、饲料转化率高、适应密集饲养等特点，能在较短的生产周期内消耗较低的成本。目前我国各种家畜的存栏量和出栏量位居世界前列,但是随着人民生活水平的提高,对优质畜产品的数量与质量的需求也不断上升。而家畜饲养模式逐步向规模化与标准化模式转变,因此就对家畜养殖产业的养殖方式提出了更高的要求,要求达到高产、优质、低耗、生态、安全的畜牧业生产目标。

目前我国的家畜养殖存在有以下一些问题:

首先部分地区养殖观念相对落后,在家畜的养殖上没有掌握科学的喂料方式,影响了家畜养殖的效益。家畜养殖中使用的喂料方式有人工喂养和管道喂养，但是这些喂养方式都会产生诸如人工喂养中饲料污染、饲料浪费、每日喂料不规范、管道喂养中管道残留饲料和管道堵塞和管道老化等问题。家畜养殖普遍推荐采用间隔喂料法喂养，有利于掌握好家畜的采食量，一次加料不宜过多，既可避免营养缺乏症，又可避免饲料污染及饲料因吸湿导致的霉变现象。高效家畜间隔喂料法就是将全天投喂的饲料总量进行分次投给，以达到刺激家畜食欲，加快采食速度，减少饲料浪费，培养采食规律，达到更好生长、发育的目的，但需要耗费的人工和精力也是非常大。目前，市场上出现了一些自动喂料系统，但这些系统的投入成本相对较高，运行成本和维护成本较高,限制了一些规模稍小的养殖厂的使用。

其次家畜的养殖环境如温度、湿度、光照强度等、是连续变化的。为营造养殖家畜的舒适环境，满足家畜的生理及生产需求，需要动态监测养殖区域(圈、栏)的环境参数，为畜禽的精准化饲喂和环境动态控制提供参数。一些家畜养殖舍内存在着舍内的温度、湿度情况、防火状况与环境指标不符，这样就可能造成家畜出现一些应激反应，导致家畜的免疫力下降，从而引发家畜出现各种疾病，所以对家畜养殖的环境及时进行监控和调整也是家畜养殖必须考虑到的一个环节,对改善污染、提高家畜质量有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对家畜养殖时的上述问题，提供一种能够实现家畜饲养智能化控制的智能家畜饲养控制器，解决了人工喂养中饲料污染、浪费、喂料不规范、环境质量差等问题，同时能够减少系统整体的投入成本和维修费用,提高对家畜疾病防控的效率，能够顺应物联网技术发展的潮流,有利于对家畜进行精细喂养，提高养殖效益。

本发明的技术方案是：智能家畜饲养控制器，包括主控模块、液晶显示模块、传感器模块、光照控制模块、音乐播放模块、报警模块、重点家畜个体检测模块、自动排风装置、紫外消毒模块、无线摄像机、无线通信模块、手机终端以及电源模块，其中电源模块与主控模块电连接；所述传感器模块用于采集饲养环境中的温湿度、烟雾、亮度、声音分贝参数，并将所采集到的温湿度、烟雾、亮度、声音分贝参数信号发送给所述主控模块；所述重点家畜个体监测模块通过佩戴于生病、待产等重点需要监测个体家畜体征状态的家畜身上，采集该类家畜个体的体温、心率以及活动量参数，并将所述体温、心率以及活动量参数发送给所述主控模块；所述无线摄像机用于给家畜养殖舍内进行录像，并将录像视频通过无线通信模块发送给手机终端；所述主控模块用于接收所述传感器模块所发送的温湿度、烟雾、亮度、声音分贝参数信号，并将所述温湿度、烟雾、亮度、声音分贝参数值实时发送给所述液晶显示模块以及无线通信模块；当所接收到的烟雾参数值超过设定值时，便向所述自动排风装置发送开启指令，同时向报警模块发送报警指令，当所接收到的烟雾参数值低于设定值时向自动排风装置发送关闭指令；当所接收到的亮度参数值低于设定值时，便向所述光照控制模块发送提高光照度的指令，当所接收到的亮度参数值高于设定值时，便向所述光照控制模块发送降低光照度的指令；当所接收到的声音分贝参数值高于设定值时，便向所述报警模块发送报警指令；所述主控模块还用于接收所述重点家畜个体监测模块所发送来的家畜个体的体温、心率以及活动量参数；并将所述体温、心率以及活动量参数发送给所述液晶显示模块以及无线通信模块；当所接收到的体温、心率以及活动量参数超出所设定的范围时，则向报警模块发送报警指令；所述主控模块还用于接收所述手机终端通过无线通信模块所发送来的音乐播放指令以及紫外消毒指令，并向所述音乐播放模块发送音乐播放指令以及向紫外消毒模块发送紫外消毒指令；所述液晶显示模块用于接收主控模块所发送来的所述温湿度、烟雾、亮度、声音分贝参数值以及家畜个体的体温、心率、活动量参数值，并予以显示；所述自动排风装置用于接收所述主控模块所发送的开启指令，并对家畜养殖舍进行排风；所述光照控制模块用于接收所述主控模块所发送的提高光照度的指令，并释放光照亮度；所述音乐播放模块用于接收所述主控模块所发送的音乐播放指令，并进行音乐播放；所述紫外消毒模块用于接收所述主控模块所发送的紫外消毒指令，并进行紫外消毒；所述手机终端还用于接收所述无线通信模块所发送来的录像视频，以及接收所述无线通信模块所发送来的温湿度、烟雾、亮度、声音分贝参数值以及家畜个体的体温、心率以及活动量参数值；所述报警模块用于接收所述主控模块所发送来的报警指令，并进行报警。

较佳地，还包括控制饲养模块，所述手机终端通过无线通信模块向主控模块发送喂料、喂水的控制指令，所述主控模块接收到所述无线通信模块所发送来的喂料、喂水的控制指令后，控制所述控制饲养模块按控制指令要求启动控制饲养模块的启闭，从而控制喂料、喂水的延续时间。

较佳地，所述控制饲养模块是电磁阀。

较佳地，所述传感器模块还包括硫化氢检测传感器，所述硫化氢检测传感器用于实时检测家畜养殖舍内的硫化氢浓度值，并将硫化氢浓度值实时发送给所述主控模块，所述主控模块接收到所述硫化氢浓度值，并将该浓度值与设定值进行比对，当该浓度值高于设定值时，向报警模块发送硫化氢浓度超标报警指令，报警模块接收到硫化氢浓度超标报警指令后进行报警。

较佳地，所述主控模块是型号为STM32F107VCT6微控制器。

较佳地，所述无线通信模块是3G、4G模块或WIFI模块。

较佳地，所述光照控制模块包括通过照明控制开关与所述主控模块电连接的LED照明灯；所述音乐播放模块为音乐播放器；所述自动排风装置包括通过排风控制开关与所述主控模块电连接的排气扇；所述紫外消毒模块包括通过紫外灯控制开关与所述主控模块电连接的紫外消毒灯。

较佳地，所述重点家畜个体监测模块包括单片机、zigbee芯片，还包括分别与所述单片机信号连接的用于测量家畜体温的体温传感器、用于测量家畜心率的血氧传感器以及用于测量家畜活动量参数的加速度传感器；所述单片机与zigbee芯片信号连接。

较佳地，所述zigbee芯片的型号为CC1101。

本发明的有益效果：本发明公开了一种智能家畜饲养控制器，以STM32F103VCT6为主控芯片实现家畜饲养的智能化控制，解决了人工喂养中饲料污染、浪费、喂料不规范、环境质量差等问题，除可实现自动喂养、通风、环境监测等功能外，还可实现分贝噪声监测报警、重点养殖对象个体监测、光照控制、紫外消毒、音乐播放、移动终端等功能，同时减少了系统整体的投入成本和维修费用,提高了对家畜疾病防控的效率，顺应了物联网技术发展的潮流,有利于进行家畜的精细喂养，提高养殖效益。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

参见图1，本发明提供了一种智能家畜饲养控制器，包括主控模块、液晶显示模块、传感器模块、光照控制模块、音乐播放模块、报警模块、重点家畜个体检测模块、自动排风装置、紫外消毒模块、无线摄像机、无线通信模块、手机终端以及电源模块，其中电源模块与主控模块电连接；所述传感器模块用于采集饲养环境中的温湿度、烟雾、亮度、声音分贝参数，并将所采集到的温湿度、烟雾、亮度、声音分贝参数信号发送给所述主控模块；所述重点家畜个体监测模块通过佩戴于生病、待产等重点需要监测个体家畜体征状态的家畜身上，采集该类家畜个体的体温、心率以及活动量参数，并将所述体温、心率以及活动量参数发送给所述主控模块；传统养殖对于重点家畜个体往往采用人工关注，耗费大量的人力和时间。本发明的重点家畜个体监测模块将采集到的家畜个体体温、心率、活动量等参数传给主控模块，使得主控模块在收到这些参数后，可以对家畜的个体情况进行判断，遇到紧急状况，如长时间不动或心律过低等，则向通过主控模块移动终端发送报警信息，从而在降低人工工作量的同时，也可以降低家畜生病、意外死亡的几率。所述无线摄像机用于给家畜养殖舍内进行录像，并将录像视频通过无线通信模块发送给手机终端；所述主控模块用于接收所述传感器模块所发送的温湿度、烟雾、亮度、声音分贝参数信号，并将所述温湿度、烟雾、亮度、声音分贝参数值实时发送给所述液晶显示模块以及无线通信模块；当所接收到的烟雾参数值超过设定值时，便向所述自动排风装置发送开启指令，同时向报警模块发送报警指令，当所接收到的烟雾参数值低于设定值时向自动排风装置发送关闭指令；当所接收到的亮度参数值低于设定值时，便向所述光照控制模块发送提高光照度的指令，当所接收到的亮度参数值高于设定值时，便向所述光照控制模块发送降低光照度的指令；当所接收到的声音分贝参数值高于设定值时，便向所述报警模块发送报警指令；所述主控模块还用于接收所述重点家畜个体监测模块所发送来的家畜个体的体温、心率以及活动量参数；并将所述体温、心率以及活动量参数发送给所述液晶显示模块以及无线通信模块；当所接收到的体温、心率以及活动量参数超出所设定的范围时，则向报警模块发送报警指令；所述主控模块还用于接收所述手机终端通过无线通信模块所发送来的音乐播放指令以及紫外消毒指令，并向所述音乐播放模块发送音乐播放指令以及向紫外消毒模块发送紫外消毒指令；所述液晶显示模块用于接收主控模块所发送来的所述温湿度、烟雾、亮度、声音分贝参数值以及家畜个体的体温、心率、活动量参数值，并予以显示；所述自动排风装置用于接收所述主控模块所发送的开启指令，并对家畜养殖舍进行排风；所述光照控制模块用于接收所述主控模块所发送的提高光照度的指令，并释放光照亮度；所述音乐播放模块用于接收所述主控模块所发送的音乐播放指令，并向家畜播进行音乐播放；主要在合适的时间为家畜播放对应的音乐，提高养殖效率。国外农业部门大力提倡养殖业者让家畜家禽倾听音乐，专家称这样可以促进生产。研究表明，通过让家畜听音乐可以激发养殖动物“欣喜快乐”的情志活动，巧用“喜乐效应”来提高其生产性能或发挥防治疾病的作用，实现绿色养殖。本发明音乐播放模块具体可采用单片机控制实现MP3音频电路模块的播放控制，并采用zigbee模块来与主控模块通信，可实现针对不同的家畜可以定时播放不同类型的音乐，促进养殖效率，其具体电路连接结构属于现有技术，此处不再赘述。所述紫外消毒模块用于接收所述主控模块所发送的紫外消毒指令，并进行紫外消毒；所述手机终端还用于接收所述无线通信模块所发送来的录像视频，以及接收所述无线通信模块所发送来的温湿度、烟雾、亮度、声音分贝参数值以及家畜个体的体温、心率以及活动量参数值；所述报警模块用于接收所述主控模块所发送来的报警指令，并进行报警，报警模块主要由主控模块控制实现故障及报警的功能，当传感器模块、重点家畜个体监测模块等传给主控模块的温湿度、烟雾浓度、家畜个体体征等参数异常时实现报警。主控模块一方面控制报警模块的蜂鸣器发出报警响声，另一方面在手机App上显示报警信息。除了传统的烟雾火灾报警之外，系统还增加了分贝检测报警模块，对于有外人进入或外来入侵动物等情况引起的家畜骚乱，通过声音分贝的检测，并将报警信息传递给移动终端。

进一步地，还包括控制饲养模块，所述手机终端通过无线通信模块向主控模块发送喂料、喂水的控制指令，所述主控模块接收到所述无线通信模块所发送来的喂料、喂水的控制指令后，控制所述控制饲养模块按控制指令要求启动控制饲养模块的启闭，从而控制喂料、喂水的延续时间。控制饲养模块主要是接受主控芯片的指令，启动控制饲养模块的电磁阀工作，从而控制喂料、喂水电机按设定要求实现喂料、喂水的自动控制，还可提供多种控制模式供灵活选择，设定不同控制模式下的下料时间、搅拌时间、间隔时间等，实现家畜的精细喂养。

进一步地，所述控制饲养模块是电磁阀。

进一步地，所述传感器模块还包括硫化氢检测传感器，所述硫化氢检测传感器用于实时检测家畜养殖舍内的硫化氢浓度值，并将硫化氢浓度值实时发送给所述主控模块，所述主控模块接收到所述硫化氢浓度值，并将该浓度值与设定值进行比对，当该浓度值高于设定值时，向报警模块发送硫化氢浓度超标报警指令，报警模块接收到硫化氢浓度超标报警指令后进行报警。

进一步地，所述主控模块是型号为STM32F107VCT6微控制器。主控模块主要是由STM32F107VCT6芯片完成核心控制的作用，对周围模块的信息和状态进行采集，并对信息进行处理后，发出指令控制相应的模块执行相应动作，如喂料、喂水、报警、排风、音乐播放等。

进一步地，所述无线通信模块是3G、4G模块或WIFI模块。无线通信模块主要是用于主控模块和无线摄像机及手机终端进行通信，实现信息的无线发送和接收；无线摄像机用于给家畜养殖舍内进行录像，并将录像通过无线通信模块传送给手机终端。无线摄像机选用的是无线WIFI网络摄像机，可与WIFI直接无线相连，支持360度旋转，可对家畜养殖舍内实际情况进行监控，并可使用手机终端控制其角度和方向。手机终端主要实现信息的显示及指令的发送，实现信息的显示及图像的监控显示。

进一步地，所述光照控制模块包括通过照明控制开关与所述主控模块电连接的LED照明灯；所述音乐播放模块为音乐播放器；所述自动排风装置包括通过排风控制开关与所述主控模块电连接的排气扇；所述紫外消毒模块包括通过紫外灯控制开关与所述主控模块电连接的紫外消毒灯。光照控制模块用于检测家畜养殖舍的光照度，并将光照度信号传送给所述主控模块，可根据不同动物的饲养需求调整养殖舍的光照时间。充足的光照时间是保证动物健康、快速成长的重要因素。对于阴天养殖舍内光线阴暗或冬季日照时间不足的情况，适当增加辅助照明，弥补光照度的不足。通过主控模块给光照控制模块发出打开和关闭指令，设定光照时间并启动照明，也可根据室内亮度情况设置为自动调节，保证充足的光照时间，促进家畜的生长。紫外消毒模块由主控模块发出打开和关闭指令使控制开关(电磁阀)开启与关闭，进一步控制紫外消毒灯对养殖舍进行紫外消毒。科学合理地综合运用紫外线消毒技术的最大优点在于对所有的病原体没有选择性,无论是细菌、病毒、真菌、寄生虫及其虫卵、霉菌等，甚至对一些细菌的芽孢都具有极好的杀灭力；紫外线消毒对于养殖舍的环境，无论是栏舍、设备、饮用水、饲料和用具等等，乃至于对家畜的体表全面的加以净化。此外，采用紫外线消毒具有最廉价、最实用、最经济、最方便、对环境污染最小等许多优点。自动排风装置主要用于养殖舍的通风换气，及时排出污浊空气，不断吸收新鲜空气。本发明通过对养殖舍内的硫化氢、烟雾等气体参数进行实时监测，当不良气体浓度超标时，由主控模块发出换气指令，可实现自动调节换气，也可通过APP应用设置换气的时间长度，控制自动排风模块启动排风，实现人工控制换气，保持养殖舍内空气清新。

进一步地，所述重点家畜个体监测模块包括单片机、zigbee芯片，还包括分别与所述单片机信号连接的用于测量家畜体温的体温传感器、用于测量家畜心率的血氧传感器以及用于测量家畜活动量参数的加速度传感器；所述单片机与zigbee芯片信号连接。传统养殖对于重点家畜个体往往采用人工关注，耗费大量的人力和时间。本发明的重点家畜个体监测模块通过单片机采用CC1101zigbee芯片将温度传感器、血氧传感器、加速度传感器等采集到的家畜个体体温、心率、活动量等参数传给主控模块，使得主控模块在收到这些参数后，可以对家畜的个体情况进行判断，如遇到紧急状况，如长时间不动或心律过低等，则向移动终端发送报警信息，从而在降低人工的同时，也可以降低家畜生病、意外死亡的几率。

进一步地，所述zigbee芯片其型号为CC1101 zigbee芯片。

本发明的硬件部件具体介绍

主要硬件选型

1、主控芯片

选用STM32Cortex-M3系列中的STM32F103VCT6单片机作为主控芯片，STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。它拥有的资源包括：72MHzCPU频率、48KB SRAM、256KB FLASH、2个基本定时器、4个通用定时器、2个高级定时器、2个DMA控制器(共12个通道)、3个SPI、2个IIC、5个串口、1个USB、1个CAN、3个12位ADC、1个12位DAC、1个SDIO接口及80个通用IO口，芯片性价比极高。

芯片参数：

12V-36V供电；兼容5V的I/O管脚；优异的安全时钟模式；带唤醒功能的低功耗模式；内部RC振荡器；内嵌复位电路；工作温度范围：-40℃至+85℃或105℃。

特点：

ARM32位Cortex-M3CPU，最高工作频率72MHz，1.25DMIPS/MHz。单周期乘法和硬件除法；片上集成32-512KB的Flash存储器。6-64KB的SRAM存储器；2.0-3.6V的电源供电和I/O接口的驱动电压。上电复位(POR)、掉电复位(PDR)和可编程的电压探测器(PVD)；4-16MHz的晶振。内嵌出厂前调校的8MHz RC振荡电路,内部40kHz的RC振荡电路；用于CPU时钟的PLL；带校准用于RTC的32kHz的晶振；优异的实时性能。84个中断，16级可编程优先级，并且所有的引脚都可以作为中断输入；3种低功耗模式休眠，停止，待机模式。为RTC和备份寄存器供电的VBAT；调试模式有串行调试(SWD)和JTAG接口。

DMA：12通道DMA控制器。支持的外设：定时器，ADC，DAC，SPI，IIC和UART。

3个12位的us级的A/D转换器(16通道)：A/D测量范围：0-3.6V。双采样和保持能力。片上集成一个温度传感器。

2通道12位D/A转换器：STM32F103xC,STM32F103xD,STM32F103xE独有。

2、温湿度传感器

用于采集温湿度的湿度传感器所选用的是DHT11，它是一款有已校准数字信号输出的温湿度传感器。精度湿度+-5％RH，温度+-2℃，量程湿度20-90％RH，温度0～50℃。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。

参数及功能介绍：

相对湿度和温度测量全部校准，数字输出卓越的长期稳定性无需额外部件超长的信号传输距离超低能耗。

①可以检测周围环境的湿度和温度

②传感器采用DHT11

③湿度测量范围：20％-95％(0度-50度范围)湿度测量误差：+-5％

④温度测量范围：0度-50度温度测量误差：+-2度

⑤工作电压3.3V-5V

⑥输出形式数字输出

⑦设有固定螺栓孔，方便安装

⑧小板PCB尺寸：3.2cm*1.4cm

⑨电源指示灯(红色)

3、烟雾传感器

本发明用于采集烟雾的烟雾传感器所选用的是MQ-2传感器，MQ-2气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。

MQ-2气体传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想。这种传感器可检测多种可燃性气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。其应用范围非常广泛，可以用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置，适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、烟雾等的探测。

4、声音传感器

用于采集声音分贝参数的声音传感器选用的是HBR-ZS1声音传感器。HBR-ZS1声音传感器是一款工业标准输出(0～20mA)的积分噪声监测仪，符合GB3785、GB/T17181等噪声监测标准，BR-ZS1声音传感器针对噪声测试需求而设计，支持现场噪声分贝值实时显示，兼容用户的监控系统，对噪声进行定点全天侯监测，可设置报警极限对环境噪声超标报警，该监测仪精度高、通用性强、性价比高成为其显著的特点，广泛应用于交通干道噪声监测、工业企业厂界噪声检测、建筑施工场界噪声检测、城市区域环境噪声检测、社会生活环境噪声检测监测和评估。

HBR-ZS1声音传感器的特点：集成化程度高；内置噪声探头、数据采集模块、信号调理模块，高度集成一体化设计，确保噪声信号不失真的转化为现场分贝值并显示；通用性强；4～20mA工业标准输出，良好的线性转换，兼容市面主流的控制系统及监测系统，组成噪声监测单元，也可配接各种显示屏，对监测结果实时现场显示。

HBR-ZS1声音传感器的参数：

测量范围：30～120dB(A)；频率范围：20Hz～8kHz；频率计权：A(计权)；时间计权：F(快)；输出接口：4-20mA/RS232；灵敏度：电压41.5mV/dB；电流0.133mA/dB；最大误差：0.5dB；供电：220V市电或24V。

5、血氧传感器

血氧传感器选用的是MAX30102传感器,该传感器是一款集成脉搏血氧仪和心率监测器模块。MAX30102包括内部LED、光电探测器、光学元件以及低噪声电子元件，具有环境光反射特征。该高灵敏度器件由1.8V单电源供电，其内部LED由独立的5.0V电源供电。通过标准的I2C兼容接口进行通信。该传感器可通过软件来关断电源，待机模式下的电流消耗量几乎为零，因而可以始终保持电源轨连接。在本发明中主要对家畜脉搏心率进行在线监测。

6、加速度传感器

选用Model1221单轴MEMS加速度计，Model1221单轴MEMS加速度计是低功耗、低噪音、低成本的集成加速度计。加速度计内部包含了微机械电容传感单元、温度传感器、传感运放电路和差分输出电路。MEMS加速度计有L(QFN)和J(PLCC)两种封装形式。单轴MEMS加速度计特点：密封电容、微机械化、氮化、防潮功能低噪音、内部温度传感、±4V差分输出、全校准功能。

7、zigbee模块

zigbee模块主要用于家畜个体信息的传输，选用的是CC1101。CC1101是一款低于1GHz设计旨在用于极低功耗RF应用。其主要针对工业、科研和医疗(ISM)以及短距离无线通信设备(SRD)。CC1101可提供对数据包处理、数据缓冲、突发传输、接收信号强度指示(RSSI)、空闲信道评估(CCA)、链路质量指示以及无线唤醒(WOR)的广泛硬件支持。CC1101在代码、封装和外引脚方面均与CC1100兼容，可用于全球最为常用的开放式低于1GHz频率的RF设计。

8、Wi-Fi通信模块

选用HLK-RM04(WIFI转串口)作为通信模块，是基于通用串行接口的符合网络标准的嵌入式模块，内置TCP/IP协议栈，能够实现用户串口、以太网、无线网(WIFI)3个接口之间的任意透明转换。

通过HLK-RM04模块，传统的串口设备在不需要更改任何配置的情况下，即可通过Internet网络传输自己的数据。为用户的串口设备通过以太网传输数据提供了快速的解决。

功能:

①串口转无线通信模块，串口转以太网模块，以太网转WIFI多功能无线通信模块，串口服务器模块，让串口设备轻松联网，全透明双向数据传输，保障最高限度的易用性和兼容性

②模块集成10/100M自适应以太网接口,串口通信最高波特率高达230.4Kbps

③采用全球顶级网络芯片供应商雷凌ralink方案，原材料均采用TDK//村田等大牌厂家，奠定稳定可靠基础

④可靠的系统核心适用于安全性和长期运行的系统应用

⑤尺寸小：40mm*29mm；工作温度:工业级:-25～75℃.

⑥内置360M的MIPS CPU、16M的RAM和4M的FLASH和无线基带和射频前端以及多种外设总线

⑦通过CE和FCC认证，支持IEEE 802.11b/g/n，支持透明协议数据传输模式

⑧支持绝大多数WIFI加密方式和算法

⑨提供AT+指令集配置，提供友好的Web配置页面，通过网页配置；可选TCPServer/TCP Client/UDP工作模式，支持网络协议：TCP/UDP/ARP/ICMP/HTTP/DNS/DHCP

⑩支持无线工作在AP模式和节点(Station)模式，真正的硬件AP，支持iphone手机和android系统等所有WIFI连接，支持AP和station同时在线功能

其无线数据检测采用网络串口助手便可查看。配置是选择TCP Client协议类型。IP地址为192.168.XX.254。XX为小车编号(BKRC_CARxx),端口号为60000。选用HLK-RM04(WIFI转串口)作为通信模块，是基于通用串行接口的符合网络标准的嵌入式模块，内置TCP/IP协议栈，能够实现用户串口、以太网、无线网(WIFI)3个接口之间的任意透明转换。通过HLK-RM04模块，传统的串口设备在不需要更改任何配置的情况下，即可通过Internet网络传输自己的数据。为用户的串口设备通过以太网传输数据提供了快速的解决

9、电磁阀控制模块

磁阀是用电磁控制的工业设备，用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀是用电磁的效应进行控制，主要的控制方式由继电器控制。这样，电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。电磁阀有很多种，不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用，最常用的是单向阀、安全阀、方向控制阀、速度调节阀等。本设计中应用该电子阀完成下水、下料、换气、光照控制等功能。

本发明所采用的是24V常闭式单向电磁阀2W-025-08(2分)，易用好替换，便于控制。

基本参数：

阀体材质：黄铜

使用流体：空气、水、油

型式：常闭式(即:通电打开,断电关闭；)

电压：AC24V

压力：0～1.0mpa

流体温度：-5～80℃

10、液晶显示模块

12864LCD显示块是所说的点阵液晶显示模块，就是由128*64个液晶显点组成的一个128列*64行的阵列，所以也就叫成了12864。每个显示点都对应着有一位二进制数，0表示灭，1表示亮。存储这些点阵信息的RAM被称为显示数据存储器。如果要显示某个图形或汉字就是将相应的点阵信息写入到对应储单元中。图形或汉字的点阵信息是由自己设计，这时候问题的关键是显示点在液晶屏上的位置与其在存储器中的地址之间的关系。

带中文字库的12864是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，显示分辨率为128×64,内置8192个16*16汉字，和128个16*8点ASCII字符集，利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字、也可完成图形显示低电压低功耗是其又一显著特点。

11、报警模块

可采用电磁式蜂鸣器，是一种一体化结构的电子讯响器，由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场，振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。

12、无线摄像机

选用威视达康C7837WIP无线wifi网络摄像头，可与wifi直接无线相连，本摄像头像素为300万，5V供电。水平旋转近360°，垂直旋转进180°。供电口有电源标志，有效防止误操作，造成设备损坏。

摄像头开机一分钟内会有自检过程，自检过程为水平旋转近360°，垂直旋转进180°。以上自检完成才可以对摄像头进行操作。可以通过手机实时检测到畜舍周围的情况，方便了对家畜舍的管理，大大节省了人力、物力、财力。

基本参数：

①自带动态IP域名系统

②手机监控：专用苹果手机软件，安卓软件(iOS4.3，安卓2.3以上)

③本地存储：支持外插64GB MicroSD卡，24小时录像

④监控优势：支持电脑监控，手机多画面监控

⑤压缩方式：H.264baseline profile@levels:3.1/Motion-JPEG

⑥帧频率：30fps/24fps(720p)

⑦分辨率：720P(1280*720),VGA(640*480),QVGA(320*240)

⑧额定电压：DC5±0.3V

⑨工作温度：-10～50℃

⑩无线：WiFi 802.11b/g/n无线网络

13、音乐播放模块

音乐播放模块选用N9200，是一个提供串口的MP3芯片，完美的集成了MP3、WMV的硬解码。同时软件支持TF卡驱动，支持电脑直接更新spi flash的内容，支持FAT16、FAT32文件系统。通过简单的串口指令即可完成播放指定的音乐，以及如何播放音乐等功能，无需繁琐的底层操作，使用方便，稳定可靠是此款产品的最大特点。另外该芯片也是深度定制的产品，专为固定语音播放领域开发的低成本解决方案。

14、电源模块

由LM2576系列稳压集成电路来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠方便，而且价格便宜,适用于各种电源稳压电路，3.3V、5V、12V、15V的固定电压输出和可调节电压输出。

可调节电压输出的范围为1.23V到30V，其线性调整率，和负载调整率最大可以有±4％的误差。

负载电流达到3A，输入电压达到45V，只需四个外围元件，内置固定频率为52kHz的振荡器，高效率，内置过热保护电路和过流保护电路，因此电子制作中经常采用。

综上，本发明公开了一种智能家畜饲养控制器，以STM32F103VCT6为主控芯片实现家畜饲养的智能化控制，解决了人工喂养中饲料污染、浪费、喂料不规范、环境质量差等问题，除可实现自动喂养、通风、环境监测等功能外，还可实现分贝噪声监测报警、重点养殖对象个体监测、光照控制、紫外消毒、音乐播放、移动终端等功能，同时减少了系统整体的投入成本和维修费用,提高了对家畜疾病防控的效率，顺应了物联网技术发展的潮流,有利于进行家畜的精细喂养，提高养殖效益。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.智能家畜饲养控制器，其特征在于，包括主控模块、液晶显示模块、传感器模块、光照控制模块、音乐播放模块、报警模块、重点家畜个体检测模块、自动排风装置、紫外消毒模块、无线摄像机、无线通信模块、手机终端以及电源模块，其中电源模块与主控模块电连接；

所述传感器模块用于采集饲养环境中的温湿度、烟雾、亮度、声音分贝参数，并将所采集到的温湿度、烟雾、亮度、声音分贝参数信号发送给所述主控模块；

所述重点家畜个体监测模块通过佩戴于生病、待产等重点需要监测个体家畜体征状态的家畜身上，采集该类家畜个体的体温、心率以及活动量参数，并将所述体温、心率以及活动量参数发送给所述主控模块；

所述无线摄像机用于给家畜养殖舍内进行录像，并将录像视频通过无线通信模块发送给手机终端；

所述主控模块用于接收所述传感器模块所发送的温湿度、烟雾、亮度、声音分贝参数信号，并将所述温湿度、烟雾、亮度、声音分贝参数值实时发送给所述液晶显示模块以及无线通信模块；当所接收到的烟雾参数值超过设定值时，便向所述自动排风装置发送开启指令，同时向报警模块发送报警指令，当所接收到的烟雾参数值低于设定值时向自动排风装置发送关闭指令；当所接收到的亮度参数值低于设定值时，便向所述光照控制模块发送提高光照度的指令，当所接收到的亮度参数值高于设定值时，便向所述光照控制模块发送降低光照度的指令；当所接收到的声音分贝参数值高于设定值时，便向所述报警模块发送报警指令；

所述主控模块还用于接收所述重点家畜个体监测模块所发送来的家畜个体的体温、心率以及活动量参数；并将所述体温、心率以及活动量参数发送给所述液晶显示模块以及无线通信模块；当所接收到的体温、心率以及活动量参数超出所设定的范围时，则向报警模块发送报警指令；

所述主控模块还用于接收所述手机终端通过无线通信模块所发送来的音乐播放指令以及紫外消毒指令，并向所述音乐播放模块发送音乐播放指令以及向紫外消毒模块发送紫外消毒指令；

所述液晶显示模块用于接收主控模块所发送来的所述温湿度、烟雾、亮度、声音分贝参数值以及家畜个体的体温、心率、活动量参数值，并予以显示；

所述自动排风装置用于接收所述主控模块所发送的开启指令，并对家畜养殖舍进行排风；

所述光照控制模块用于接收所述主控模块所发送的提高光照度的指令，并释放光照亮度；

所述音乐播放模块用于接收所述主控模块所发送的音乐播放指令，并进行音乐播放；

所述紫外消毒模块用于接收所述主控模块所发送的紫外消毒指令，并进行紫外消毒；

所述手机终端还用于接收所述无线通信模块所发送来的录像视频，以及接收所述无线通信模块所发送来的温湿度、烟雾、亮度、声音分贝参数值以及家畜个体的体温、心率以及活动量参数值；

所述报警模块用于接收所述主控模块所发送来的报警指令，并进行报警。

2.如权利1所述的智能家畜饲养控制器，其特征在于，还包括控制饲养模块，所述手机终端通过无线通信模块向主控模块发送喂料、喂水的控制指令，所述主控模块接收到所述无线通信模块所发送来的喂料、喂水的控制指令后，控制所述控制饲养模块按控制指令要求启动控制饲养模块的启闭，从而控制喂料、喂水的延续时间。

3.如权利2所述的智能家畜饲养控制器，其特征在于，所述控制饲养模块是电磁阀。

4.如权利1所述的智能家畜饲养控制器，其特征在于，所述传感器模块还包括硫化氢检测传感器，所述硫化氢检测传感器用于实时检测家畜养殖舍内的硫化氢浓度值，并将硫化氢浓度值实时发送给所述主控模块，所述主控模块接收到所述硫化氢浓度值，并将该浓度值与设定值进行比对，当该浓度值高于设定值时，向报警模块发送硫化氢浓度超标报警指令，报警模块接收到硫化氢浓度超标报警指令后进行报警。

5.如权利1所述的智能家畜饲养控制器，其特征在于，所述主控模块是型号为STM32F107VCT6微控制器。

6.如权利1所述的智能家畜饲养控制器，其特征在于，所述无线通信模块是3G、4G模块或WIFI模块。

7.如权利1所述的智能家畜饲养控制器，其特征在于，所述光照控制模块包括通过照明控制开关与所述主控模块电连接的LED照明灯；所述音乐播放模块为音乐播放器；所述自动排风装置包括通过排风控制开关与所述主控模块电连接的排气扇；所述紫外消毒模块包括通过紫外灯控制开关与所述主控模块电连接的紫外消毒灯。

8.如权利1所述的智能家畜饲养控制器，其特征在于，所述重点家畜个体监测模块包括单片机、zigbee芯片，还包括分别与所述单片机信号连接的用于测量家畜体温的体温传感器、用于测量家畜心率的血氧传感器以及用于测量家畜活动量参数的加速度传感器；所述单片机与zigbee芯片信号连接。

9.如权利8所述的智能家畜饲养控制器，其特征在于，所述zigbee芯片的型号为CC1101。