CN107562029A - 物联网智能养殖厂控制方法 - Google Patents

Abstract

一种物联网智能养殖厂控制方法，包括以下步骤：在所述养殖厂区的每一个猪舍都设置一个智能控制柜，所述智能控制柜根据猪舍内的预设环境参数执行相应的调控设备运行方案，并发出控制指令驱动调控设备执行相应的操作；以厂区中央控制中心的上位机为中心，将厂区各猪舍控制柜分组互联组成一个工控环网，同时组建厂区各猪舍的视频监控网络，上位机运行以全厂猪舍智能控制柜统一参数下发、数据采集、设备控制、异常处理的厂区自动化控制管理系统；厂区中央控制中心将厂区数据实时同步上传至集团总部云端数据库服务器；集团总部实时监控下属厂区的大屏幕监控管理系统；通过移动网络终端连接到云端数据库服务器，随时随地远程监控目标养殖现场。

Description

物联网智能养殖厂控制方法

技术领域

本发明涉及一种智慧化养殖厂控制系统和方法，以工业4.0和互联网＋工控的理念实现规模化养殖厂的管理控制。特别涉及一种将现代规模化养殖厂猪舍现场养殖数据采集、猪舍环境调控和猪舍养殖设备集中统一控制管理结合起来的工业化、无人化养殖的物联网智能养殖厂控制系统和方法。

背景技术

目前我国的规模化养殖企业在养殖过程中普遍存在着以下几个的问题： (1)我国目前规模化养殖企业普遍采用封闭型、养殖环境可调控的猪舍，也采用了像自动化饲喂供料系统、自动清粪系统、智能型环境调控设备等自动化养殖设备，但目前针对猪舍环境调控的技术和设备自动化控制大多仍是单点操作的、局部的应用，并不能将猪舍环境调控设备与养殖设备集中统一管理起来，生产设备管理分散，自动化水平总体不高；(2)生产现场的关键数据（如温度、湿度、能耗、水耗、饲料消耗等）的采集、传递、分析比对等一大部分工作仍需要人工进行，效率低下，同时针对异常情况反应滞后，安全管理、事故应对措施仍处于落后状态。基于此，很容易发生生产安全事件，如因人员疏忽或猪舍断电等应对不及时，造成舍内整圈猪闷死的事件时有发生, 直接经济损失巨大；(3)日常生产过程容易受养殖人员素质、主观能动性、责任心、个人养殖经验和技术熟练程度等因素影响，不同人员对水、电、饲料等生产管控不同，消耗差别影响较大，造成能耗高、料肉比高等浪费现象；(4)传统养殖企业的生产模式决定了这些企业的人员结构是以一线生产人员高度密集的企业，为匹配集中养殖规模的扩大，按照传统模式，势必需要不断招聘大量的生产人员。但是养殖企业现在和未来普遍面临着人工成本高、管理难、招聘难（90后、00后人员不愿从事养殖行业）等诸多问题。

以上这些问题都对养殖企业提出了更高的要求：日常生产尽可能摆脱对人的依赖，由机器代替人的日常工作，以提高生产效率、节约成本、减少管理复杂度。

发明内容

鉴于以上，有必要提供一种将猪舍现场养殖数据采集、猪舍环境调控和猪舍养殖设备集中统一控制管理结合起来的智能化的养殖厂控制系统和方法。

一种物联网智能养殖厂自动控制系统和方法，包括以下步骤：

所述养殖集团总部下属有多个养殖分厂，每个养殖分厂按养殖猪群分类，由多个养殖排舍单元的猪舍组成。将所述养殖厂区的每一个猪舍都设置一个智能控制柜，以智能控制柜为中心，将舍内所有环境调控设备、电控养殖设备、数字化仪表及猪舍内外的多种传感器（温度、湿度、氨气、光照等传感器）相连，组成一个舍内物联网；所述智能控制柜以可编程逻辑控制器为核心，建立运行智能猪舍控制柜的自动化控制系统，根据猪舍内外的温度、湿度、氨气、光照等各种传感器智能感知猪舍内外的环境参数，系统自动执行相应的预设调控设备控制方案，并发出控制指令驱动调控设备执行相应的操作；猪舍智能控制柜具有依照预设参数独立运行管理控制猪舍设备的能力--全自动运行模式；又具有按默认方案自动控制，同时又能接受控制柜人机界面触屏控制和来自上位机发出的外来指令运作的半自动运行模式。

将整个养殖厂区按排舍单元分组，各组猪舍智能控制柜由工业交换机相联，通过厂区光纤、若干个工业环网交换机以TCP/IP为通信协议组成一个厂区工控以太环网（O_Ring）。厂区各组猪舍智能控制柜通过环网工业交换机相连组成环网，最终连接到厂区中央控制中心电脑(上位机)，由上位机统一管理控制。

所述厂区的每一个猪舍内，都安装一个带云台控制功能的IP网络监控摄像机，各猪舍监控摄像机通过独立的厂区监控网络联网成监控网络，依实际需要分区联入若干监控网络交换机，最终连接进入厂区中央控制中心，由上位机系统实时调用猪舍IP网络监控摄像机，以查看目标猪舍实时高清视频情况。

所述厂区中央控制中心电脑（上位机）通过路由器连接到InterNet，并由此连接到集团总部的云端服务器中心。所述养殖集团总部建立以ORACLE数据库服务器为主体的云端数据库服务器，所述云端数据库服务器后台运行与所述厂区中央控制中心相适配的侦测接口服务，当侦测到所述厂区中央控制中心的连接信息时，所述云端数据库服务器与厂区中央控制中心主控电脑建立实时网络连接并进行数据交互。

所述厂区中央控制中心电脑接入所述厂区工控环网，作为厂区智能猪舍控制柜网络监控中心，通过所述厂区中央控制中心可以统一设置各猪舍不同级别环境参数范围下的设备调控及运行方案，并可统一下发或选择下发到目标猪舍智能控制柜；实时采集养殖场联网的所有猪舍设备状态、环境参数和仪表读数，将这些数据保存在所述厂区中央控制中心电脑（上位机）数据库中，控制系统实时的分析各猪舍现场采集数据，结合上位机系统预设的专家养殖经验参数，智慧化地对猪舍现场控制柜发出报文指令，驱动各猪舍智能控制柜进行猪舍现场设备调控，并智能地分析异常状况，进行异常通知报警处理。

总之，所述厂区中央控制中心以上位机为中心，建立运行以全厂猪舍智能控制柜统一参数下发、统一数据采集、统一环境调控、统一设备控制、统一异常分析、统一报警处理的厂区自动化控制管理系统。通过运行于厂区中央控制中心的自动化控制系统，厂区中央控制中心可以实时分组监控养殖厂区内所有的猪舍现场情况，包括环境参数、设备状态、仪表读数、实时养殖消耗、实时调用舍内360°高清视频监控等情况。

同时，在将所采集到的所有厂区猪舍现场数据保存在所述厂区中央控制中心数据库的同时，也将数据以报文形式同步上传至所述养殖集团总部服务器，即云端数据库服务器。所述云端数据库服务器可以与下属多个养殖厂的厂区中央控制中心上位机相连，实时收集并保存各养殖厂同步上传的报文数据。

在集团总部建立以云端数据库服务器为中心的广域网络，集团总部通过WEB平台建立运行

各下属养殖厂统一管理的信息管理系统如分厂档案、分厂地图、管理接口、管理员档案、建立分配从猪舍管理到排舍单元、再到分厂管理、总部管理等各级别管理人员的操作权限等统一档案管理信息；建立各养殖厂区统一数据采集、统一环境调控、统一现场监控、统一参数下发、统一异常分析、统一报警处理的集团化实时监视的Web化后管理控制系统；集团总部建立运行实时监控下属各个厂区的大屏幕监控管理系统，通过分厂地图可以实时切换到目标养殖厂区。根据云端数据库服务器的现场同步数据实时展现目标养殖现场情况，包括在线猪舍数量、猪群数量、分组猪舍运行状态、现场天气状况、猪舍环境状况以及水、电、饲料等实时养殖消耗等信息，并通过同步远程调用现场高清视频，使猪舍现场同步映像都可以通过集团总部大屏幕实时展现。

通过TCP/IP广域网络、服务器端WebSocket技术，集团总部管理人员、养殖现场管理人员还可以通过3G/4G/5G等移动无线网络远程连接到云端数据库服务器，利用智能手机、IPAD等移动网络终端，通过建立安卓、IOS等移动端专用APP与云端数据库服务器实时联网，通过移动终端屏幕实时展现云端数据库服务器的现场实时采集数据如环境状态、设备状态、养殖消耗等关键数据；通过移动终端实时调用目标猪舍IP网络监控摄像机，实时监控目标猪舍现场情况；并可通过移动终端设备、服务器WebSocket机制发送报文指令到目标养殖场区中央控制中心电脑，再由中央控制中心电脑发送至目标猪舍智能控制柜，实现猪舍智能控制柜内置的环境参数修改、实时改变目标猪舍内的设备运行状态等远程操作，从而实现对目标场区任意猪舍设备运行的远程控制。

总之，每一个养殖厂，将厂区各猪舍智能控制柜，通过工业以太环网交换机相连接，形成一个厂区工控网络；以上位机作为厂区所有猪舍智能控制柜的数据采集中心、监视中心、控制中心和异常报警反应处理中心；上位机将各猪舍实时数据同步上传至云服务器；总部人员通过Web化管理系统集中管理下属养殖分厂；总部人员通过Internet网络监控各分厂现场情况；总部人员通过PC、手机监控养殖现场，养殖现场人员通过手机远程监控养殖现场。

附图说明

图1是本发明物联网智能养殖厂控制系统的一较佳实施方式的结构框图。

图2是图1的智能猪舍控制柜与一个猪舍的各种养殖设施的连接框图。

图3是图1的智能猪舍控制柜的结构框图。

图4是图1的物联网智能养殖厂控制系统的工作时序图。

图5是图2的智能猪舍控制柜的工作时序图。

图6是图3的中央控制单元的电路图。

图7是图3的传感器单元的电路图。

图8至图9是图3的环境控制单元的电路图。

图10是图3的电控养殖单元的电路图。

图11是图3的仪表单元的电路图。

图12是图3的报警单元和显示触摸屏的电路图。

具体实施方式

请参照图1，本发明一种物联网智能养殖厂控制系统的较佳实施方式包括一云端数据库服务器600、一厂区中央控制中心620、若干养殖排舍单元670、若干猪舍671、若干环网工业交换机640、及若干监控网络交换机650。

一个养殖厂区的所有猪舍，被分组成若干养殖排舍单元670，每个排舍单元下包含6个猪舍671，每个猪舍内都设有1个智能控制柜680，相当于每一个猪舍671的大脑; 每个排舍单元通过一个工业环网交换机640相连接，各组工业环网交换机通过厂区高速光纤相连，组成一个厂区工业以太环网（O_Ring），最后连入厂区中央控制中心电脑620即上位机。

所述养殖排舍单元下的每一个猪舍671内还包含带云台设备的高清网络监控摄像机660，用于监控现场状况，相当于每一个猪舍的眼睛；所有厂区猪舍的网络监控摄像机通过若干监控网络交换机650分组相连接，不经过环网，直接连接到厂区中央控制中心电脑620，即上位机。

厂区中央控制中心电脑620和所述云端数据库服务器600之间通过通过路由器621和ADSL/VPN/4G/5G等实现远程INTERNET网络连接，实时传送或接收数据。

所述云端数据库服务器600的数据可实时传输至总部监控中心的大屏幕、总部监控中心的Web管理平台、Web页面远程管理平台及移动远程监控平台APP，通过这些平台页面进行数据展现。

在所述厂区的每一个猪舍都设置一个智能控制柜，以智能控制柜为中心将舍内所有环境调控设备、电控养殖设备、数字化仪表及猪舍内外多种传感器相连，组成一个舍内物联网；通过所述智能控制柜根据猪舍内的环境参数执行相应的调控设备运行方案，并发出控制指令驱动调控设备执行相应的操作；猪舍智能控制柜具有依照预设参数独立运行管理控制猪舍设备的能力--全自动运行模式；又具有按默认方案自动控制，同时又能接受控制柜人机界面触屏控制和来自上位机发出的外来指令运作的半自动运行模式。

请继续参照图2，所述智能控制柜680通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一猪舍内的各种传感器，用于实时感测猪舍内温度、湿度、氨气浓度等，所述智能控制柜680通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一猪舍内的风机、喷淋、滑窗、取暖等猪舍环境调控设备，用以调控猪舍养殖环境；所述智能控制柜680通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一个猪舍内照明、供料、清粪等现场养殖设备，用于控制每一猪舍内电控养殖设备的开启、关闭；所述智能控制柜680通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一猪舍内的智能电表、智能水表及供料塔称重仪表，用以读取各猪舍内电表、水表及供料塔余料重量的读数。

请继续参照图5，所述智能猪舍控制柜工作时的时序图如下所示：

所述智能控制柜在开机启动时判断设备处于手动、半自动或全自动3种运行状态下。当判断为手动运行状态时，此时进入维护人员安装调试模式，由技术人员手动控制操作调试，并保存手动操作记录，控制柜系统不保留记录。当判断为半自动或全自动运行状态时，所述智能猪舍控制柜的控制系统开始进行初始化动作，并在系统初始化完成时检测系统时钟、环境温度和预设控制方案，此时若系统初始化失败, 所述智能猪舍控制柜在人机界面控制柜面板上提示管理人员设备的告警处理信息。在检测系统时钟、环境温度和预设控制方案后判断为全自动运行状态时，控制方案不可被更改, 所述智能猪舍控制柜不接受触屏控制和上位机指令，此时每一猪舍内的现场养殖设备和控制设备根据系统时钟和环境温度按照预设控制方案工作。例如当温度大于设定值1时，风机1开启且滑窗开启10%,同时检测风机1和滑窗状态；当温度大于设定值2时，风机2和风机3开启且滑窗开启20%,同时检测风机2、风机3和滑窗状态；当温度小于设定值5时，风机2和风机3关闭且滑窗关闭10%,同时检测风机2、风机3和滑窗状态；当温度小于设定值6时，供暖设备开启且滑窗关闭10%,同时检测供暖设备状态。当时间等于供料时间时，供料设备开启以检测料位传感器，同时检测供料设备状态；当时间等于清粪时间时，清粪设备开启，同时检测清粪设备状态；当时间等于开启X排灯时间时，X排灯开启，同时检测X排灯状态。所述智能猪舍控制柜根据检测结果判断现场养殖设备和控制设备的运行状态，将设备控制状态上报给上位机系统，同时在人机界面上显示或开启控制柜面板上的相应指示灯或报警灯，如有异常将提示现场管理人员处理设备的告警信息。当智能控制拒被设置为半自动运行模式时，控制方案可以被修改, 所述智能猪舍控制柜可以接受触屏控制和上位机指令，此时每一猪舍内的现场养殖设备和控制设备根据系统时钟和环境温度按照预设控制方案或触屏控制和上位机指令工作。

所述厂区的每一个猪舍671内，都安装一个具有带云台控制功能的IP网络监控摄像机660，用以实时监控猪舍内的运行状态。各猪舍监控摄像机通过独立的厂区监控网络联网，每个摄像机都具有一个独立的IP地址，依实际需要分组联入若干监控网络交换机650，最终连接进入厂区中央控制中心620，所述IP网络监控摄像机660实时摄录猪舍内的全景画面，并处于待命状态。在需要保留视频录像情况下，可以接入并保存到硬盘录像机；在不需要保留视频录像的情况下，直接接入厂区中央控制中心620即上位机，由上位机系统实时调用猪舍IP网络监控摄像机660。

所述厂区中央控制中心电脑620通过路由器621连接到InterNet，并由此连接到集团总部的云端数据库服务器600。所述养殖集团总部建立以ORACLE数据库服务器为主体的云端数据库服务器600，所述云端数据库服务器后台运行与所述厂区中央控制中心相适配的侦测接口服务，当侦测到所述厂区中央控制中心620的连接信息时，所述云端数据库服务器600与厂区中央控制中心电脑620建立实时网络连接并进行数据交互。

所述厂区中央控制中心电脑接入所述厂区工控环网，作为厂区网络监控中心，通过所述厂区中央控制中心可以统一设置各猪舍不同级别环境参数范围下的设备调控及运行方案，并可统一下发或选择下发到目标猪舍智能控制柜；通过各猪舍智能控制柜实时采集养殖场内联网的所有猪舍设备状态、环境参数和仪表读数，将这些数据保存在所述厂区中央控制中心电脑（上位机）的SQL Server数据库中，并通过实时分析各猪舍现场采集数据，结合系统预设的专家养殖经验参数，智能地对猪舍现场控制柜发出调控报文指令，驱动各猪舍智能控制柜进行猪舍现场设备调控，并智能地分析异常状况，进行异常通知报警处理。

所述厂区中央控制中心以上位机为中心，建立运行以全厂猪舍智能控制柜统一参数下发、统一数据采集、统一环境调控、统一设备控制、统一异常分析、统一报警处理的厂区自动化控制管理系统。通过运行于厂区中央控制中心的自动化控制系统，厂区中央控制中心可以实时分组监控养殖厂区所有猪舍现场情况，在电脑屏幕上实时展现包括环境参数、设备状态、仪表读数、实时养殖消耗等现场养殖信息。也可以通过云台设备调整所述IP网络监控摄像机660的方向和焦距，进而360°全方位观察猪舍内猪只的采食、卧姿、精神状态及生长情况。从而实现养殖现场无人化、智慧化、自动化地管理控制，最大程度减少厂区现场值班人数的目的。

在将所采集到的所有厂区猪舍现场数据保存到所述厂区中央控制中心数据库的同时，也将数据以报文形式通过INTERNET同步上传至所述养殖集团总部服务器的ORACLE数据库中，即云端数据库服务器。在所述云端数据库服务器后台运行着实时采集各分厂数据的WebService服务，可以与下属多个养殖厂的厂区中央控制中心上位机相连，实时同步收集并存储各养殖厂同步上传的报文数据。

集团总部通过WEB平台建立运行各下属养殖厂统一管理的信息管理系统，如分厂档案、分厂地图、管理接口、管理员档案等，建立分配从猪舍管理到排舍单元、再到分厂管理、总部管理等各个级别管理人员的操作权限等统一管理信息; 建立各养殖厂区统一数据采集、统一环境调控、统一现场监控、统一参数下发、统一异常分析、统一报警处理的集团化实时监视的Web化后台管理控制系统；

集团总部建立运行实时监控下属厂区的大屏幕监控管理系统，通过分厂地图可以实时切换到目标养殖厂区。根据云端数据库服务器的现场同步数据实时展现目标养殖现场情况，包括在线猪舍数量、猪群数量、分组猪舍运行状态、环境状况以及水、电、饲料等实时养殖消耗等信息，并通过远程同步调用现场IP网络摄像机，使猪舍现场高清视频映像都可以通过集团总部大屏幕实时展现。

通过TCP/IP广域网络、服务器端WebSocket技术，集团总部管理人员、养殖现场管理人员还可以通过3G/4G/5G等移动无线网络远程连接到云端数据库服务器，利用智能手机、IPAD等移动网络终端，通过建立安卓、IOS等移动专用APP与云端数据库服务器实时联网，通过移动终端屏幕实时展现云端数据库服务器中的现场实时采集数据如环境状态、设备状态、养殖消耗等关键数据；通过移动终端实时调用目标猪舍IP网络监控摄像机，实时监控目标猪舍现场情况；并可通过移动终端设备、服务器WebSocket机制发送报文指令到目标养殖场区中央控制中心电脑，再由中央控制中心电脑发送至目标猪舍智能控制柜，实现环境参数修改、实时改变目标猪舍内的设备运行状态等，从而实现对目标场区任意猪舍设备运行的随时随地远程移动操作和监控。

请继续参照图4，所述物联网智能养殖厂控制系统工作时的时序图如下所示：

S401：各单元猪舍智能控制柜上电启动；

S402：管理人员根据各猪舍实际需要设定智能控制柜的工作模式为全自动模式或半自动模式；

S403：各猪舍智能控制柜启动成功，根据当前环境参数和控制柜内置方案确定通风级别，开启相应级别下的预设风机数量、地沟风机档位、滑窗开启到预定档位，进入自动控制程序，如设为半自动模式时，在未收到外来指令时，默认为执行控制柜内置方案；

S404：各猪舍控制柜传感器单元、环境控制单元、仪表单元、电控养殖单元通讯就绪，开始启动控制柜自动数据采集、设备自动控制模式，控制柜人机界面展示设备状态和采集数据，并开启机柜面板指示灯指示相关设备状态或报警指示；

S405：各排舍单元光纤网络、环网工业交换机、环网通讯启动就绪；

S406：上位机启动并与集团总部云端数据库服务器进行数据交换；

S407：各排舍养殖单元工业交换机与各猪舍智能控制柜连线通讯就绪并连通上位机系统；

S408：厂区所有猪舍智能控制柜与上位机建立实时通讯联系，上位机运行多线程数据采集服务和SOCKET报文通讯服务，实时接收各控制柜所采集的传感器数据、设备状态数据、仪表读数等实时数据，并储存进上位机数据库中，同时将这些数据同步上传至云端数据库服务器；

S409：上位机系统组态软件进行仿真页面展示，按排舍单元分组展示猪舍现场环境数据、设备状态、仪表读数、猪舍视频监控画面及动态分析数据异常、设备异常并发出报警，根据厂区环境情况动态分析控制方案并发送自动控制方案；

S410：当设备出现离线、断线、故障、数值超标等异常时；

S411：猪舍智能控制柜面板异常指示、蜂鸣器现场报警；

S412：厂区中央控制中心上位机报警、中控室发声报警、短信语音通知、语音电话通知；

S413：上位机所采集到的厂区所有猪舍的实时数据信息和异常报警信息实时以报文形式通过互联网同步上传至云端数据库服务器；

S414：S409上位机系统检测到猪舍控制柜启动正常的情况下，进入步骤S413，将设备正常信息通过互联网同步上传至云端数据库服务器；

S415：在各猪舍控制柜上电启动的同时，同步启动步骤S415,厂区摄像监控系统启动；

S416：各组监控摄像交换机上电启动；

S417：各猪舍IP网络摄像机启动，连入监控摄像交换机，厂区监控网络通讯就绪；

S418：厂区监控网络接入Internet成功，各猪舍IP网络摄像机获得地址成功，开始实时录像，进入Internet待命状态和等待随时调用录像状态，进入步骤S406，等待连接上位机系统；

S419：集团总部云端数据库服务器系统实时在线，运行Web端实时数据采集系统、分厂信息管理系统，与各分厂上位机建立Socket通讯连接, 在上位机启动成功后，开始同步收集分厂上位机数据、监控分厂运行，处理通知各厂区异常警报信息；

S420：集团总部管理人员通过总部PC端电脑Web页面连接进入云端数据库服务器管理分厂档案、下发控制方案或运行Web页面远程监控系统；

S421：集团总部大屏幕电脑连入云端数据库服务器，运行总部大屏幕监控系统，按厂区排舍单元分组实时展示养殖分厂现场所有猪舍信息；

S422:集团总部人员通过手机等无线移动终端APP程序连接至云端数据库服务器，远程移动监控各分厂现场情况，或根据权限进行现场设备控制；

S423:养殖现场管理人员通过手机等无线移动终端APP程序连接至云端数据库服务器，建立Socket通讯，管理所属厂区猪舍，运行移动监控或远程移动控制猪舍设备，并实时接收养殖现场异常报警通知信息。

请参照图2，智能控制柜包括一中央控制单元100、一传感器单元200、一仪表单元300、一环境控制单元400及一电控养殖单元500及控制柜面板上的人机界面触摸屏630和控制按钮、指示灯等。所述智能控制柜680通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一猪舍内的各种传感器，用于实时感测猪舍内温度、湿度、氨气浓度等，所述智能控制柜680通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一猪舍内的风机、喷淋、滑窗、取暖等猪舍环境调控设备，用以调控猪舍养殖环境；所述智能控制柜680通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一个猪舍内照明、供料、清粪等现场养殖设备，用于控制每一猪舍内电控养殖设备的开启、关闭；所述智能控制柜680通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一猪舍内的智能电表、智能水表及供料塔称重仪表，用以读取各猪舍内电表、水表及供料塔余料重量的读数。

请继续参照图5，所述智能猪舍控制柜工作时的时序图如下所示：

所述智能控制柜在开机启动时判断设备处于手动、半自动或全自动3种运行状态下。当判断为手动运行状态时，此时进入维护人员安装调试模式，由技术人员手动控制操作调试，并保存手动操作记录，控制柜系统不保留记录。当判断为半自动或全自动运行状态时，所述智能猪舍控制柜的控制系统开始进行初始化动作，并在系统初始化完成时检测系统时钟、环境温度和预设控制方案，此时若系统初始化失败, 所述智能猪舍控制柜在人机界面控制柜面板上提示管理人员设备的告警处理信息。在检测系统时钟、环境温度和预设控制方案后判断为全自动运行状态时，控制方案不可被更改, 所述智能猪舍控制柜不接受触屏控制和上位机指令，此时每一猪舍内的现场养殖设备和控制设备根据系统时钟和环境温度按照预设控制方案工作。例如当温度大于设定值1时，风机1开启且滑窗开启10%,同时检测风机1和滑窗状态；当温度大于设定值2时，风机2和风机3开启且滑窗开启20%,同时检测风机2、风机3和滑窗状态；当温度小于设定值5时，风机2和风机3关闭且滑窗关闭10%,同时检测风机2、风机3和滑窗状态；当温度小于设定值6时，供暖设备开启且滑窗关闭10%，同时检测供暖设备状态。当时间等于供料时间时，供料设备开启以检测料位传感器，同时检测供料设备状态；当时间等于清粪时间时，清粪设备开启，同时检测清粪设备状态；当时间等于开启X排灯时间时，X排灯开启，同时检测X排灯状态。所述智能猪舍控制柜根据检测结果判断现场养殖设备和控制设备的运行状态，将设备控制状态上报给上位机系统，同时在人机界面上显示或开启控制柜面板上的相应指示灯或报警灯，如有异常将提示现场管理人员处理设备的告警信息。当智能控制拒被设置为半自动运行模式时，控制方案可以被修改, 所述智能猪舍控制柜可以接受触屏控制和上位机指令，此时每一猪舍内的现场养殖设备和控制设备根据系统时钟和环境温度按照预设控制方案或触屏控制和上位机指令工作。

请继续参照图6及图3，所述中央控制单元100包括一可编程逻辑控制器U、若干继电器KA0-KA11、KA4-0、KA4-1、KA4-2、KA5-0、KA5-1及若干自动拨档开关SAH0(2)-SAH10(2)。所述若干继电器KA0-KA11、KA4-0、KA4-1、KA4-2、KA5-0、KA5-1包括若干线圈单元和相应的开关单元。其中，所述中央控制单元100安装于一智能控制柜内。所述可编程逻辑控制器U包括用以进行数据通讯的通讯单元110、用以存储采集数据的存储单元120、用以对设备进行控制的智能控制单元130及用以控制系统时钟的时钟单元140。所述可编程逻辑控制器U内存储有环境控制方案和设备控制方案。所述可编程逻辑控制器U通过RS485接口连接所述传感器单元200、仪表单元300、环境控制单元400及电控养殖单元500。所述可编程逻辑控制器U通过MODBUS总线与所述传感器单元200、仪表单元300、环境控制单元400及电控养殖单元500进行通讯。

所述可编程逻辑控制器U通过若干温度传感器210、211、212、湿度传感器220及氨气传感器230实时读取室内外温度、湿度、氨气浓度等环境数据；所述可编程逻辑控制器U实时采集若干智能电表310、智能水表320及称重仪表330等实时读数；所述可编程逻辑控制器U实时读取各猪舍环境控制单元400和电控养殖单元500的状态数据；所述可编程逻辑控制器U并将读取和采集到的上述环境数据、实时读数及状态数据暂存于智能控制柜的存储单元120内。

请继续参照图7，所述传感器单元200包括若干温度传感器210、211、212、湿度传感器220、氨气传感器230。其中，所述温度传感器210用以感测猪舍外的温度，所述温度传感器211、212用以感测猪舍内的温度。所述气体传感器230为一氨气传感器（用以感测猪舍内的氨气浓度）。所述温度传感器210、211、212分别电性连接到中央控制单元接点DT2、DT0、DT1；所述湿度传感器220、氨气传感器230等分别电性连接到串行通讯端RS485模块的A+、B-接点，最终连接至中央控制单元的A1+、B1-接口。

请继续参照图8至图9，所述环境控制单元400包括用于调节猪舍通风的四个风机1（M11）、风机2（M12）、风机3（M20）、风机4（M21），用于抽风的可以变频调节转速的地沟风机（M10）、用于猪舍降温或加湿的湿帘（M22）、喷淋（M23）,用于调节通风或光照明的滑窗（M24）及用于猪舍取暖的取暖设备(M25)等。

所述环境控制单元400包括若干断路器QF10、QF11、QF30、QF31、若干马达保护器GV10、GV11、GV20-GV23、一变频器F10、若干继电器KM10、KM11、KM20- KM23、若干马达M10、M11、M20-M23、取暖设备410及两整流器U30、U31。所述变频器F10包括若干输入端R、S、T、若干输出端U、V、W、一接地端E、两启动端Mi1、DCM及一串行通信端RS485。所述智能电表310的两电能数据输出端S8、S10电性连接所述串行通信端RS485。

所述交流电压的火线端R33经由所述继电器KA2的开关单元电性连接所述指示设备HL42的一端。所述指示设备HL42的另一端电性连接所述交流电压的零线端N33。

所述若干三相交流输入端B1、B4、B7分别经由断路器QF10的若干断路开关R-1、S-1、T-1电性连接若干交流输出端R0、S0、T0以接收一380V的三相交流输入。所述接地端B10经由断路器QF10的断路开关N-1接地。所述若干三相交流输出端B3、B6、B9分别经由断路器QF11的若干断路开关R10、S10、T10电性连接所述变频器F10的若干输入端R、S、T。所述变频器F10的若干输出端U、V、W分别电性连接所述马达M10的若干输入端U10、V10、W10。所述变频器F10的接地端E电性连接所述马达M10的地线输入端PE。所述变频器F10的启动端Mi1分别经由手动拨档开关SAH2(1)和继电器KA2的开关单元电性连接所述变频器F10的启动端DCM。其中，所述马达M10用以驱动一地沟风机。

所述若干三相交流输出端B3、B6、B9分别经由马达保护器GV10的若干保护开关R11、S11、T11电性连接所述继电器KM10的开关单元的一端。所述继电器KM10的开关单元的另一端分别电性连接所述马达M11的若干输入端U11、V11、W11。所述马达M11的地线输入端PE接地。其中，所述马达M11用以驱动一第一风机。

所述若干三相交流输出端B3、B6、B9分别经由马达保护器GV11的若干保护开关R12、S12、T12电性连接所述继电器KM11的开关单元的一端。所述继电器KM11的开关单元的另一端分别电性连接所述马达M12的若干输入端U12、V12、W12。所述马达M12的地线输入端PE接地。其中，所述马达M12用以驱动一第二风机。

所述若干三相交流输出端B3、B6、B9分别经由马达保护器GV20的若干保护开关R20、S20、T20电性连接所述继电器KM20的开关单元的一端。所述继电器KM20的开关单元的另一端分别电性连接所述马达M20的若干输入端U20、V20、W20。所述马达M20的地线输入端PE接地。其中，所述马达M20用以驱动一第三风机。

所述若干三相交流输出端B3、B6、B9分别经由马达保护器GV21的若干保护开关R21、S21、T21电性连接所述继电器KM21的开关单元的一端。所述继电器KM21的开关单元的另一端分别电性连接所述马达M21的若干输入端U21、V21、W21。所述马达M21的地线输入端PE接地。其中，所述马达M21用以驱动一第四风机。

所述若干三相交流输出端B3、B6、B9分别经由马达保护器GV22的若干保护开关R22、S22、T22电性连接所述继电器KM22的开关单元的一端。所述继电器KM22的开关单元的另一端分别电性连接所述马达M22的若干输入端U22、V22、W22。所述马达M22的地线输入端PE接地。其中，所述马达M22用以驱动一降温湿帘水泵。

所述交流电压的火线端R33经由所述手动拨档开关SAH3(1) 电性连接继电器KM10的线圈单元的一端。所述继电器KM10的线圈单元的另一端电性连接所述交流电压的零线端N33。所述交流电压的火线端R33经由所述继电器KA3的开关单元电性连接所述指示设备HL43的一端。所述指示设备HL43的另一端电性连接所述交流电压的零线端N33。所述继电器KM10的线圈单元的一端电性连接所述指示设备HL43的一端。其中，所述继电器KM10的线圈单元用以控制所述第一风机启动。

所述交流电压的火线端R33经由所述手动拨档开关SAH4(1) 电性连接继电器KM11的线圈单元的一端。所述继电器KM11的线圈单元的另一端电性连接所述交流电压的零线端N33。所述交流电压的火线端R33经由所述继电器KA4的开关单元电性连接所述指示设备HL44的一端。所述指示设备HL44的另一端电性连接所述交流电压的零线端N33。所述继电器KM11的线圈单元的一端电性连接所述指示设备HL44的一端。其中，所述继电器KM11的线圈单元用以控制所述第二风机启动。

所述交流电压的火线端R33经由所述手动拨档开关SAH5(1) 电性连接继电器KM20的线圈单元的一端。所述继电器KM20的线圈单元的另一端电性连接所述交流电压的零线端N33。所述交流电压的火线端R33经由所述继电器KA5的开关单元电性连接所述指示设备HL45的一端。所述指示设备HL45的另一端电性连接所述交流电压的零线端N33。所述继电器KM20的线圈单元的一端电性连接所述指示设备HL45的一端。其中，所述继电器KM20的线圈单元用以控制所述第三风机启动。

所述交流电压的火线端R33经由所述手动拨档开关SAH6(1) 电性连接继电器KM21的线圈单元的一端。所述继电器KM21的线圈单元的另一端电性连接所述交流电压的零线端N33。所述交流电压的火线端R33经由所述继电器KA6的开关单元电性连接所述指示设备HL46的一端。所述指示设备HL46的另一端电性连接所述交流电压的零线端N33。所述继电器KM21的线圈单元的一端电性连接所述指示设备HL46的一端。其中，所述继电器KM21的线圈单元用以控制所述第四风机启动。

所述第一直流电压的正端1P24经由所述继电器KA7的开关单元电性连接所述继电器KA4-0的开关单元的一端。所述继电器KA4-0的开关单元的另一端经由所述继电器KA5-0的线圈单元电性连接所述第一直流电压的负端1N24。所述第一直流电压的正端1P24经由所述继电器KA8电性连接所述继电器KA4-1的开关单元的一端。所述继电器KA4-1的开关单元的另一端经由所述继电器KA5-1的线圈单元电性连接所述第一直流电压的负端1N24。所述第一直流电压的正端1P24经由所述手动拨档开关SAH7(1)电性连接手动拨档开关SAH13(1)和自动拨档开关SAH13(2) 的一端。所述手动拨档开关SAH13(1) 的另一端电性连接继电器KA4-0的开关单元的一端。所述自动拨档开关SAH13(2) 的另一端电性连接继电器KA4-1的开关单元的一端。

所述第二直流电压的正端2P24经由所述继电器KA5-0的开关单元电性连接所述指示设备HL50和马达M50的正极。所述指示设备HL50和马达M50的负极经由所述继电器KA5-0的开关单元电性连接所述第二直流电压的负端2N24。所述第二直流电压的正端2P24经由所述继电器KA5-1的开关单元电性连接所述指示设备HL50和马达M50的负极。所述指示设备HL50和马达M50的正极经由所述继电器KA5-0的开关单元电性连接所述第二直流电压的负端2N24。其中，所述继电器KA5-0的线圈单元用以控制猪舍内的滑窗上升，所述继电器KA5-1的线圈单元用以控制猪舍内的滑窗下降。

所述交流电压的火线端R33经由所述手动拨档开关SAH8(1)电性连接继电器KV50的线圈单元的一端。所述继电器KV50的线圈单元的另一端电性连接所述交流电压的零线端N33。所述交流电压的火线端R33经由所述继电器KA9的开关单元电性连接所述指示设备HL51的一端。所述指示设备HL51的另一端电性连接所述交流电压的零线端N33。所述继电器KV50的线圈单元的一端电性连接所述指示设备HL51的一端。其中，所述继电器KV50的线圈单元用以控制猪舍内的喷淋电机启动。

所述交流电压的火线端R33经由所述手动拨档开关SAH9(1)电性连接继电器KM22的线圈单元的一端。所述继电器KM22的线圈单元的另一端电性连接所述交流电压的零线端N33。所述交流电压的火线端R33经由所述继电器KA10的开关单元电性连接所述指示设备HL52的一端。所述指示设备HL52的另一端电性连接所述交流电压的零线端N33。所述继电器KM22的线圈单元的一端电性连接所述指示设备HL52的一端。其中，所述继电器KM22的线圈单元用以控制所述降温湿帘水泵启动。

所述交流电压的火线端R33经由所述手动拨档开关SAH60电性连接马达M60、M61和指示设备HL60的一端。所述马达M60、M61和指示设备HL60的另一端电性连接所述交流电压的零线端N33。其中，所述马达M60、M61用以驱动一热交换机。

请继续参照图10，所述电控养殖单元500包括一清粪设备510、若干手动拨档开关SAH0(1)-SAH10(1)、两继电器KM40、KM41、两组照明设备LED40、LED41、及若干指示设备HL40- HL46、HL50- HL53。其中，所述清粪设备510包括一第一清粪电机和一第二清粪电机。所述照明设备LED40用以控制猪舍内的左排灯照明，所述照明设备LED41用以控制猪舍内的右排灯照明。

所述若干三相交流输出端B3、B6、B9分别经由马达保护器GV23的若干保护开关R23、S23、T23电性连接所述继电器KM23的开关单元的一端。所述继电器KM23的开关单元的另一端分别电性连接所述马达M23的若干输入端U23、V23、W23。所述马达M23的地线输入端PE接地。其中，所述马达M23用以驱动供料电机。

所述交流电压的火线端R33经由所述手动拨档开关SAH10(1)电性连接继电器KA4-2的开关单元的一端。所述继电器KA4-2的开关单元的另一端经由所述继电器KM23的线圈单元电性连接所述交流电压的零线端N33。所述交流电压的火线端R33经由所述继电器KA11的开关单元电性连接所述指示设备HL53的一端。所述指示设备HL53的的另一端电性连接所述交流电压的零线端N33。所述继电器KA4-2的开关单元的一端电性连接所述指示设备HL53的一端。其中，所述继电器KM23的线圈单元用以控制所述供料电机启动。

所述三相交流输出端B3和接地端B10分别经由断路器QF30的两断路开关R31、N31电性连接所述整流器U30的输入端。所述整流器U30的输出端经由断路器QF31的两断路开关R32、N32输出一+24V的第一直流电压。所述三相交流输出端B3和接地端B10分别经由断路器QF30的两断路开关R31、N31输出一220V的交流电压。所述三相交流输出端B6和接地端B10电性连接一照明插座。所述三相交流输出端B6和接地端B10电性连接所述整流器U31的输入端。所述整流器U31的输出端输出一+24V的第二直流电压。

所述第一直流电压的正端1P24经由一行程开关SQ40电性连接所述继电器KA4-0的线圈单元的一端。所述继电器KA4-0的线圈单元的另一端电性连接所述第一直流电压的负端1N24。所述第一直流电压的正端1P24经由一行程开关SQ41电性连接所述继电器KA4-1的线圈单元的一端。所述继电器KA4-1的线圈单元的另一端电性连接所述第一直流电压的负端1N24。所述第一直流电压的正端1P24经由一接近开关SQP42电性连接所述继电器KA4-2的线圈单元的一端。所述继电器KA4-2的线圈单元的另一端电性连接所述第一直流电压的负端1N24。其中，所述继电器KA4-0的线圈单元用以控制猪舍内的滑窗上限行程，所述继电器KA4-1的线圈单元用以控制猪舍内的滑窗下限行程，所述继电器KA4-2的线圈单元用以控制所述供料电机的料位开关。所述继电器KA4-3、KA4-4的线圈单元用以控制所述第一清粪电机运行。所述继电器KA4-5、KA4-6的线圈单元用以控制所述第二清粪电机运行。

所述交流电压的火线端R33经由所述手动拨档开关SAH0(1)电性连接继电器KM40的线圈单元的一端。所述继电器KM40的线圈单元的另一端电性连接所述交流电压的零线端N33。所述交流电压的火线端R33经由所述继电器KA0的开关单元电性连接所述指示设备HL40的一端。所述指示设备HL40的另一端电性连接所述交流电压的零线端N33。所述继电器KM40的线圈单元的一端电性连接所述指示设备HL40的一端。所述第二直流电压的正端2P24和负端2N24分别经由所述继电器KM40的开关单元电性连接所述照明设备LED40的两端。其中，所述继电器KM40的线圈单元用以控制猪舍内的左排照明。

所述交流电压的火线端R33经由所述手动拨档开关SAH1(1)电性连接继电器KM41的线圈单元的一端。所述继电器KM41的线圈单元的另一端电性连接所述交流电压的零线端N33。所述交流电压的火线端R33经由所述继电器KA1的开关单元电性连接所述指示设备HL41的一端。所述指示设备HL41的另一端电性连接所述交流电压的零线端N33。所述继电器KM41的线圈单元的一端电性连接所述指示设备HL41的一端。所述第二直流电压的正端2P24和负端2N24分别经由所述继电器KM41的开关单元电性连接所述照明设备LED41的两端。其中，所述继电器KM41的线圈单元用以控制猪舍内的右排照明。

请继续参照图11，所述仪表单元300包括一个智能电表310、一个智能水表320和一个称重仪表330。

所述智能电表310包括三相交流输入端B1、B4、B7、三相交流输出端B3、B6、B9、一接地端B10及两电能数据输出端S8、S10。所述电量数据输出端电性连接变频器F10的串行通信端RS485，用于猪舍内所有养殖设备电力消耗数据采集。

所述智能水表320包括两供电输入端和两水量数据输出端。所述两供电输入端分别电性连接所述第一直流电压的正端1P24和负端1N24。所述两水量数据输出端电性连接变频器F10的串行通信端RS485，用于猪舍内养殖清水用量数据采集。

所述称重仪表330包括4个重量传感器,一个称重仪表。所述称重仪表两供电输入端R33、N33连接220V交流供电，所述称重数据输出端A2+、B2-电性连接变频器F10的串行通信端RS485，用于猪舍内养殖饲料消耗用量采集。

请继续参照图12和图6：所述可编程逻辑控制器U包括若干第一控制信号输出端X0-X10、若干故障信息侦测端X13-X19、若干状态侦测端X22-X28、若干第二控制信号输出端Y0-Y11、若干报警信号输出端Y20-Y23、若干环境参数采集端DT0-DT3、两数据输出端A+、B-及一串行数据端COM1。所述若干第一控制信号输出端X0-X10分别经由若干自动拨档开关SAH0(2)-SAH10(2)电性连接相应继电器KM40、KM41、KM10、KM11、KM20、KM21、KA5-0、KA5-1、KV50、KM22、KM23的线圈单元和所述变频器F10的启动端Mi1。所述若干故障信息侦测端X13-X19分别电性连接马达M10-M12、M20-M22的一检测端。所述若干状态侦测端X22-X28分别经由若干继电器KA4-0、KA4-1、KA4-2、KA4-3、KA4-4、KA4-5、KA4-6的开关单元电性连接相应的线圈单元。所述若干第二控制信号输出端Y0-Y11分别经由若干继电器KA0-KA11的线圈单元电性连接相应继电器KM40、KM41、KM10、KM11、KM20、KM21、KA5-0、KA5-1、KV50、KM22、KM23的线圈单元和所述变频器F10的启动端Mi1。所述若干报警信号输出端Y20-Y23分别电性连接一报警单元610的若干不同颜色的报警灯611和蜂鸣器612。所述若干环境参数采集端DT0-DT3分别电性连接温度传感器210、211、212、湿度传感器220、气体传感器230。所述两数据输出端A+、B-电性连接一上位机620。所述串行数据端COM1电性连接一显示触摸屏630。

请继续参阅图3：所述智能控制柜680内的中央控制单元100内置485通讯单元110，专门负责各传感器、仪表、控制指令等数字化通讯信号的读取与传输；中央控制单元还内置存储单元120，专门负责环境控制方案、设备控制方案的存储以及各单元实时采集数据、控制指令的暂时存储；中央控制单元内还包含智能控制单元130，负责读取、运算、智能分析和逻辑判断；所述智能控制柜内的时钟单元140内置系统时钟，当所述智能控制柜全自动独立运行时，系统依据内置时钟单元140的时间运行；当所述智能控制柜与所述上位机620联网运行时，所述上位机620会下发网络同步时钟命令，实现所述智能控制柜的时钟与所述上位机620的时间同步一致，系统依据所述上位机620的时间为准运行，进而实现了所连接设备的定时、分时、自动值勤、轮值等控制功能。

工作时，所述可编程逻辑控制器U通过相应的温度传感器210、211、212、湿度传感器220、气体传感器230采集相应猪舍内的环境温度、湿度、气体浓度等数据，并根据感应到的环境参数发出控制指令给相应继电器KM40、KM41、KM10、KM11、KM20、KM21、KA5-0、KA5-1、KV50、KM22、KM23的线圈单元使其通电，进而闭合相应继电器KM40、KM41、KM10、KM11、KM20、KM21、KA5-0、KA5-1、KV50、KM22、KM23的开关单元。所述照明设备LED40、LED41、指示设备HL40、HL41、马达M10-M12、M20-M22及清粪电机通电工作，进而实现对相应猪舍内的照明、通风及清粪状态的控制。同时，所述可编程逻辑控制器U通过若干状态侦测端X22-X24侦测相应马达M10-M12、M20-M22的工作状态，并在侦测到马达工作异常时在相应的报警信号输出端Y20-Y23输出报警信号以指示在报警单元610的报警灯611或蜂鸣器612上。所述可编程逻辑控制器U通过两数据输出端A+、B-将各个设备的实时状态通过网络上传至所述上位机。所述可编程逻辑控制器U内存储有相应猪舍内在不同时间和状态下的最佳运行参数，例如可预先设置定义多个级别温度范围下的调控设备运行方案，即通风级别，通过分别设定每个通风级别下的风机、滑窗、湿帘、喷淋、供暖等温度调控设备开关、启停时间和运行档位。所述可编程逻辑控制器U可根据当前时刻输出相应的控制指令使得所述照明设备LED40、LED41、马达M10-M12、M20-M22及取暖设备M25在最佳运行参数下工作。所述显示触摸屏用以向可编程逻辑控制器U输入控制指令并实时显示各个设备的状态，用户可通过所述显示触摸屏变更可编程逻辑控制器U内存储的最佳运行参数。

通过控制按钮631和模式转换旋钮632对所述可编程逻辑控制器U的设置，以及所述可编程逻辑控制器U分别对若干手动拨档开关SAH0(1)-SAH10(1)和自动拨档开关SAH0(2)-SAH10(2)的控制，上述物联网智能猪舍控制系统可工作在全自动、半自动和手动三种工作模式下：

在全自动运行的智能模式下，由于所述可编程逻辑控制器U内已存有各种条件下的自动化运行预案（如温度控制目标和设备启停时间），所述中央控制单元100在脱离网络的情况下也可自动运行，它可自动进行猪舍内所述环境控制单元400各种设备的开关启停，如自动调整风机开机数量、风机运行档位、调整滑窗开合度、取暖设备等，将猪舍内的温度控制在目标温度范围；也可以在预定的轮值时间点自动开启灯光、饲喂、清粪电机等设备。在全自动运行模式下，所述中央控制单元100不理会来自所述显示触摸屏630上的指令、来自上位机620及通过以太网客户端、远程客户端发给上位机620的一切指令。在此模式下，所述中央控制单元100和传感器单元200、仪表单元300、电控养殖单元500组成一个可以依靠自身存储的自动化运行预案智慧式调控、独立运行的物联网小系统。

半自动运行模式下又分为半自动触屏模式和半自动非触屏模式。在半自动触屏模式下，管理人员在猪舍现场通过操作所述显示触摸屏630来操作控制舍内设备。在半自动非触屏模式下，管理人员可以不在猪舍现场。由于所述中央控制单元100与上位机620通过厂内以太网相连通，而所述上位机620又通过互联网连接到更高一层次的分公司服务器或总公司服务器。因此通过所述上位机620进行内网控制或通过电脑客户端、移动上网设备进行互联网远程控制，实现了对所述中央控制单元100的半自动化运行预案智慧式调控。

在手动模式下，此时用户在脱网状态下，管理人员在猪舍现场通过操作所述中央控制单元100上的手动开关、按钮来控制猪舍内设备的运行模式。手动模式通常是技术人员在现场安装调试、检测猪舍内设备故障的情况下使用。

养殖设备自动控制实例：

下面是通过猪舍控制柜对猪舍养殖设备自动化控制运行的实例：

针对每个猪舍电控养殖设备，其中包含自动供料系统、自动清粪系统、猪舍灯光照明等非环境调控设备，都可以预先设置多个运行开启时间点。

如：针对照明系统，我们可以设定：

左排灯LED40：6：00关 18：00开 20：00关 22：00关 23：00关

右排灯LED41：6：00关 18：00关 20：00开 21：00开 23：00关

我们可以设定灯光的自动开启、自动关闭的时间，作为计划任务存储在设备控制运行预案里。

可编程逻辑控制器U主机跟据的自身的系统时钟，当时间到达后，自动开启或关闭相应的灯光设备。再如：针对自动化供料系统，我们可以设定供料电机的定时开启时间，设定每天几次的喂料时间。时间点到达后，供料系统自动开机，执行自动动上料、自动饲喂程序。因为自动供料系统具有料满自停功能，所以不用考虑其关机时间。因为每次自动上料时间都只有几分钟，而开机电流较大。如果厂内多个猪舍设备同时开启，用电负荷较大，将导致总供电跳闸。所以我们可以预先设定各个猪舍的自动供料时间都错开几分钟，不致于有太多电机同时运行。也就是说，对于大电流设备，我们可以在此做不同猪舍的供料设备分时轮值方案设置。

同样：针对自动清粪系统，我们也可以设定清粪电机组的自动运行时间，每天几点几分准确启动清粪电机。

清粪系统电机具有自身的清粪程序，执行完清粪程序后，清粪电机自动关闭。而清粪电机也是猪舍的大电流运行设备，必须考虑多台电机同时运行的供电负荷问题。对此我们同样做不同猪舍的清粪设备分时轮值方案设置。

环境调控运行实例：

下面是针对猪舍内环境控制设备自动化调温的运行实例：

当前猪舍内全部为育肥阶段猪，最适宜生长温度为26℃，因此该猪舍内部的环境温度控制目标应以26℃为标准。

当外界温度为25℃时，此时因为舍内猪群数量众多，舍内温度为30℃，

环境控制方案预设定值为28℃--31℃区间时：

风机1 开

风机2 开

风机5 开

地沟风机 开2档

滑窗 开30%

降温湿帘 开30分、关30分间歇交替

其它 全部为关闭状态

此时可编程逻辑控制器U检测到当前舍内温度30℃处于28℃--31℃之间时，会自动执行此区间的运行方案，可编程逻辑控制器U自动发送风机1、风机2、风机5的开机指令，将其打开；发送给地沟风机开2档命令，将地沟风机调至2档，发送给滑窗命令，将其调至开30%位置；发送降温湿帘开启指令，并自动计时，当降温湿帘开启运行30分钟后，自动停止，再自动计时，停止30分钟后，再次发送降温湿帘的开启指令，如此交替开关循环。经过风机、滑窗、湿帘等如此调整过程后，舍内通风加强，舍内温度迅速下降至27℃，并在27℃稳定下来。

当舍内温度稳定在27℃时，仍不能达到26℃的最佳调控温度目标，此时27℃已不在28℃--31℃区间，而处于24.5℃--27.5℃温度区间。此时可编程逻辑控制器U即根据当前温度改变方案，转而执行24.5℃--27.5℃区间的预设调控方案。

25.5℃--27.5℃区间的预设调控方案如下：

风机1 开

风机2 开

风机5 开

地沟风机 开3档

滑窗 开40%

降温湿帘 开35分、关25分间歇交替

其它 全部为关闭状态

此时可编程逻辑控制器U自动发送风机1、风机2、风机5的开机指令，将其打开；发送给地沟风机开3档命令，将地沟风机调至3档，发送给滑窗命令，将其调至开40%位置；发送降温湿帘开启指令，并自动计时，当降温湿帘开启运行35分钟后，自动停止，再自动计时，停止25分钟后，再次发送降温湿帘的开启指令，如此交替开关循环。经过风机、滑窗、湿帘等如此调整过程后，舍内通风加强，舍内温度逐渐下降至25.x--26.x℃，并在26℃左右稳定下来。此时达到温度调控目标。

再如：还是同一猪舍，如果此时为冬季，室外温度为12℃，调控目标仍为26℃。

预设温度范围10℃--20℃的环境控制方案为：

风机1 开

风机2 关

风机4 开

风机5 关

地沟风机 开1档

滑窗 全关

供暖灯 开

其它 全部为关闭状态

此时可编程逻辑控制器U执行10℃--20℃的环境控制方案，可编程逻辑控制器U发送风机1、风机4开机指令，滑窗全关指令，地沟风机开1档指令，发送其它全部关闭指令。此时舍内仅保持较低通风量，加之冬季有舍内供暖温措施，室内温度迅速上升，至21℃左右。

当舍内温度处于21℃时，处于预设温度21℃--26℃冬季温度区间，此时环境控制方案为：

风机1 关

风机2 关

风机4 开

风机5 关

地沟风机 开1档

滑窗 全关

供暖灯 开

其它 全部为关闭状态

此时与上一温度区间的区别仅为风机1为关闭状态，可编程逻辑控制器U即发送风机1关机指令，其它设备状态不变。此时猪舍内仅保持最低通风量。温度即逐渐上升，直至将舍内温度调控到26℃左右稳定下来。

预先设定的环境控制方案为可编程逻辑控制器U控制提供控制依据。相当于一个环境控制专家，实时操作着各个温度调控设备，随着舍内温度的不断变化，不断分析比对当前温度所处的调控预案区间，并执行预案设定的设备运行方案。

现场智能控制柜680与中控室内的厂区中央控制中心620采用光纤相连接，中控室内的厂区中央控制中心620实时采集现场智能控制柜680设备的运行状态，当现场猪舍设备发生故障时，中控室内的厂区中央控制中心620获取到设备异常运行状态，立即启动与所述厂区中央控制中心620电脑相连接的音箱，进行故障猪舍单元语音播报报警，在中控室内的管理人员可及时发现故障猪舍，及时调动现场值班饲养员赶赴查看并处理故障猪舍单元。

猪舍故障报警采用三级报警，包括猪舍智能控制柜现场报警、中控室报警及云端服务器短信语音电话报警。当现场猪舍设备发生故障时，首先处于现场的智能控制柜680检测到设备发生故障，立即启动与智能控制柜680相连接的面板指示灯和蜂鸣报警器，在现场的饲养员可第一时间及时发现故障报警的智能控制柜680，及时查看并处理故障猪舍单元。

中控室内的厂区中央控制中心620通过因特网与云端数据库服务器600进行实时连接并进行数据同步，云端数据库服务器600实时监测现场猪舍是否有故障发生，当所述厂区中央控制中心620与云端数据库服务器600通讯中断时，会立即触发设备断线报警，采用短信和语音电话通知猪舍管理人员；当云端数据库服务器600收集到猪舍故障信息时，会启动互联网报警机制，服务器监控系统会通过互联网发送故障信息给相关猪舍管理人员手机，同时启动电话语音报警，拨打语音电话通知到该猪舍的管理人员和饲养员，直到相关管理人员赶赴现场并解除警报为止。

本发明物联网智能养殖厂控制系统和方法通过所述猪舍智能控制柜人机界面和控制系统实现对每一个猪舍所有设备的自动控制；通过厂区中央控制中心上位机自动控制系统实现一个养殖厂区所有猪舍的整体自动化管理控制；通过在集团总部云端数库服务器中心运行的Web管理系统实现对集团下属多个养殖厂区进行实时统一管理控制；通过集团总部大屏幕系统实现对下属养殖分厂现场养殖信息、监控画面的实时展现；通过移动网络终端APP随时随地远程监控目标养殖现场等多个级别的实时监控措施。通过以上多个环节的自动化数据采集、数据展现、画面监控、智慧化地实时设备调控、多级异常处理、实时报警处理等自动化管理运行机制，使现场生产管理人员能够在不用进入猪舍内的情况下，零时差地实时掌握猪舍状况，异常处理速度大大提升，可以最大限度地减少现场值班人数，将更多劳动力解放出来，投入到日常生产工作中去。同时，以互联网+工业化养殖方案为基础，集团总部的管理人员又能够实时掌握下属各养殖分厂的实时养殖数据、环境状况及设备运行状况等，为集团总部统一信息采集、统一管理运筹、统一资源调配、统一技术支持等提供了现实基础。

Claims (8)

1.一种物联网智能养殖厂控制方法，包括以下步骤： 在所述养殖厂区的每一个猪舍都设置一个智能控制柜，以智能控制柜为中心，将舍内所有环境调控设备、电控养殖设备、数字化仪表及猪舍内外多种传感器相连，组成一个舍内物联网；所述智能控制柜根据猪舍内的预设环境参数执行相应的调控设备运行方案，并发出控制指令驱动调控设备执行相应的操作；以厂区中央控制中心的上位机为中心，将厂区各猪舍控制柜分组互联组成一个工控环网，同时组建厂区各猪舍的视频监控网络，上位机运行以全厂猪舍智能控制柜统一参数下发、数据采集、设备控制、异常处理的厂区自动化控制管理系统；厂区中央控制中心将厂区数据实时同步上传至集团总部云端数据库服务器；集团总部建立运行各下属养殖厂统一管理的信息管理系统、建立运行实时数据采集、实时监控的Web化后台管理控制系统、实时监控下属厂区的大屏幕监控管理系统，通过分厂地图连接监控目标养殖厂区；通过移动网络终端连接到云端数据库服务器，利用服务器WebSocket通讯技术，通过移动网络终端屏幕随时随地远程监控目标养殖现场。

2.如权利要求1所述的物联网智能养殖厂控制方法，其特征在于：通过网络将厂区中央控制中心连接至云端数据库服务器；通过所述厂区中央控制中心电脑设置不同级别环境参数范围下的调控设备运行方案，并下发到各猪舍智能控制柜；通过所述云端数据库服务器向厂区中央控制中心发送远程操作报文指令；所述厂区中央控制中心通过各猪舍智能控制柜实时采集养殖场联网的所有猪舍设备状态、环境参数和仪表读数，并将采集到的数据以报文形式上传并保存至云端数据库服务器；所述智能控制柜根据猪舍内的环境参数自动选择相应的设备调控运行方案，并发出控制指令驱动调控设备执行相应的操作；通过所述云端数据库服务器实时显示猪舍内设备状态、环境参数和仪表读数等数据。

3.如权利要求1所述的物联网智能养殖厂控制方法，其特征在于：每一个养殖厂，将厂区各猪舍智能控制柜，通过工业以太环网交换机相连接，形成一个厂区工控网络；以上位机作为厂区所有猪舍智能控制柜的参数下发中心、数据采集中心、监视中心、控制中心和异常报警反应处理中心,通过厂区中央控制中心上位机上运行的控制系统实现一个养殖厂区所有猪舍的整体自动化管理控制。

4.如权利要求1所述的物联网智能养殖厂控制方法，其特征在于：在所述云端数据库服务器后台运行着实时采集各分厂数据的侦测接口服务，可以与下属多个养殖厂的厂区中央控制中心上位机建立实时网络连接和数据交互，实时收集并存储各养殖厂同步上传的报文数据。

5.如权利要求1所述的物联网智能养殖厂控制方法，其特征在于：还包括通过在集团总部云端数库服务器中心运行的Web管理系统实现对集团下属多个养殖厂区进行统一的厂区档案、人员档案、操作权限等管理控制；通过集团总部大屏幕监控系统实现对下属养殖分厂现场养殖信息、监控画面的实时展现。

6.如权利要求1所述的物联网智能养殖厂控制方法，其特征在于：还包括通过移动网络终端APP经由因特网连接到云端数据库服务器，再由云端数据库服务器实时连接到厂区中央控制中心，通过移动终端屏幕随时随地远程监控目标养殖现场，并远程操控目标猪舍的养殖设备。

7.如权利要求1所述的物联网智能养殖厂控制方法，其特征在于：还包括当现场猪舍设备发生故障时，通过所述智能控制柜进行蜂鸣报警器、指示灯进行现场报警；厂区中央控制中心进行故障猪舍单元语音播报报警；以及通过云端服务器InterNet发送短信通知和电话语音报警信息给猪舍管理人员等三级自动报警处理机制。

8.如权利要求1所述的物联网智能养殖厂控制方法，其特征在于：还包括通过IP网络监控摄像机和网络监控摄像机交换机连接到所述厂区中央控制中心，猪舍管理人员通过云台设备调整所述网络监控摄像机的方向和焦距，进而360°全方位观察猪舍内猪只的卧姿、精神状态及生长情况及舍内设备运行情况的步骤。