CN107874869A - 一种蹄浴监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蹄浴监控系统及方法，所述系统包括蹄浴设备、控制模块、云端服务器、网络模块、环境检测传感模块、遥控模块以及操作终端，蹄浴设备、网络模块、环境检测传感模块分别与控制模块连接，云端服务器分别与网络模块以及操作终端连接，所述控制模块用于采集蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据；所述云端服务器用于对蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据进行统计处理；所述方法包括采集蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据，将数据实时发送到云端服务器，对数据进行统计处理，从而得到统计结果，将统计结果发送到操作终端等步骤。本发明实现了对蹄浴工作的远程监控，改善了蹄浴场管理人员的工作环境，本发明广泛应用于养殖场卫生技术领域。

Description

一种蹄浴监控系统及方法

技术领域

本发明涉及养殖场卫生技术领域，尤其是一种蹄浴监控系统及方法。

背景技术

奶牛蹄病是目前国内外奶牛发病率较高的疾病之一，是导致奶牛被迫淘汰的重要病因。蹄病不仅能够影响奶牛的正常生理活动，而且可降低奶牛的泌乳量和繁殖力，使奶牛经济效益下降，导致巨大的经济损失。蹄病防控是牧场诸多环节中非常重要的关键点，蹄浴作为蹄病防控有效的手段之一，其有效性直接关系到奶牛整个泌乳期为牧场创造的价值。蹄浴主要是通过清洁和消毒牛蹄部，主要特点是：简单、快速，有效的减少疣性皮炎、指(趾)间皮炎、腐蹄病(蹄蜂窝组织炎)的发病率。现有的蹄浴方式主要是蹄浴池浸泡和设备喷淋蹄浴两种，蹄浴池浸泡是在挤奶厅的回牛通道上建造或放置一个蹄浴池，奶牛挤完奶后，在回牛舍的路上会通过蹄浴池，使得蹄部位置浸泡药液，以达到蹄病防控的目的。这种蹄浴方式需要经常更换蹄浴池里的药液以保证药液相对干净，这样会消耗大量的水资源，操作极为不便，同时蹄浴池浸泡容易让奶牛的蹄子形成交叉感染等问题；采用喷淋蹄浴设备是通过蹄浴设备对药液进行加压后喷洒到奶牛蹄部，清理掉奶牛蹄部上的粪便，让奶牛更好的吸收药液。

采用喷淋蹄浴设备可以精准定位牛蹄，避免奶牛蹄子交叉感染问题，节省水资源和人工，但现有蹄浴设备仅具有基本的药液喷淋功能，无法对奶牛蹄浴次数和用药量等数据进行统计和报告，更没有向蹄浴场管理人员提供远程监测和控制的功能，因此，当生产环境发生变化时，现有蹄浴设备只能按照事先固定的工作程序继续工作，这必然导致工作效率的降低，显然，现有蹄浴设备已不能适应现代养殖业的发展要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一目的在于提供一种蹄浴监控系统，本发明的第二目的在于提供一种蹄浴监控方法。

本发明所采取的第一技术方案是：

一种蹄浴监控系统，包括蹄浴设备、控制模块、云端服务器、网络模块、环境检测传感模块、遥控模块以及操作终端；

所述蹄浴设备、网络模块、环境检测传感模块分别与控制模块连接，所述云端服务器分别与网络模块以及操作终端连接；

所述控制模块用于采集蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据；所述云端服务器用于对蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据进行统计处理，并将统计结果发送到操作终端进行实时显示。

进一步地，所述蹄浴设备包括操作面板、感应踏板、药液稀释泵、药液稀释控制器、药液喷射泵、喷射装置、踏板清洗装置、药液桶和喷射电磁阀；

所述喷射电磁阀安装在喷射装置上，所述操作面板、感应踏板、药液稀释控制器、踏板清洗装置和喷射电磁阀均与控制模块连接；

所述药液稀释控制器与药液稀释泵连接；

所述药液稀释泵通过管道与药液桶连接；所述药液喷射泵通过管道与药液稀释泵连接；所述药液喷射泵分别通过管道与喷射装置和踏板清洗装置连接。

进一步地，所述环境检测传感模块包括以下传感器中的至少一个：

温度传感器，用于测量蹄浴场温度；

流量传感器，用于测量蹄浴药液流量；

接近传感器，用于判断踩踏感应踏板的奶牛是否带有标签，从而判断踩踏感应踏板的奶牛是否严重蹄病奶牛；

所述温度传感器、流量传感器和接近传感器均与控制模块连接。

本发明所采取的第二技术方案是：

一种蹄浴监控方法，包括以下步骤：

采集蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据；

将蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据实时发送到云端服务器；

对蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据进行统计处理，从而得到统计结果；

将统计结果发送到操作终端。

进一步地，所述采集蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据这一步骤具体包括：

测量蹄浴场温度；

记录每一次奶牛踩踏感应踏板及其对应的时间点；

根据踩踏感应踏板的奶牛是否带有标签，判断踩踏感应踏板的奶牛是否严重蹄病奶牛；

将蹄浴场温度、每一次奶牛踩踏感应踏板及其对应的时间点、严重蹄病奶牛判断结果作为所需采集的蹄浴场环境数据。

进一步地，所述采集蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据这一步骤具体还包括：

记录蹄浴药液流量信息；

记录每一次喷射电磁阀动作及其对应的时间点；

记录踏板清洗装置的清洗动作及其对应的时间点；

检测控制模块所连接器件是否存在故障并生成故障报告信息；

将蹄浴药液流量信息、每一次电磁阀动作及其对应的时间点、踏板清洗装置的清洗动作及其对应的时间点和故障报告信息作为所需采集的蹄浴设备工作数据。

进一步地，所述对蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据进行统计处理，从而得到统计结果这一步骤具体包括：

根据蹄浴场温度，统计每一天温度的峰谷值和平均值；

根据每一次奶牛踩踏感应踏板及其对应的时间点，统计踩踏感应踏板的总头次；

根据每一次奶牛踩踏感应踏板及其对应的时间点以及严重蹄病奶牛判断结果，统计踩踏感应踏板的严重蹄病奶牛的头次；

根据蹄浴药液流量信息，统计实际喷药量；

根据每一次喷射电磁阀动作及其对应的时间点，统计喷药次数和理论喷药量；

统计理论喷药量与实际喷药量的偏离程度。

进一步地，所述将统计结果发送到操作终端这一步骤具体包括：

根据统计结果，生成对应的数据表格和/或数据图表；

将数据表格和/或数据图表发送到操作终端。

进一步地，所述将统计结果发送到操作终端这一步骤之后还包括对蹄浴设备进行远程控制的步骤，所述对蹄浴设备进行远程控制的步骤具体包括：

获取控制方案，根据控制方案，生成控制程序；

将控制程序上传到云端服务器；

控制模块从云端服务器下载并运行控制程序。

进一步地，所述控制程序是在操作终端处生成的。

本发明的第一有益效果是：通过本发明蹄浴监控系统，将获取的蹄浴场现场环境数据和设备工作数据发送到云端服务器，实现现场运行数据的快速集中和实时采集，让蹄浴场管理人员不必亲临环境恶劣的现场，便能及时清楚蹄浴场现场以及设备状态，方便对设备进行针对性的维护和管理，改善了蹄浴场管理人员的工作环境。另外，本发明还对现有的蹄浴设备做出改进，公开了一种新型的蹄浴设备的硬件结构，使得其配合本发明蹄浴监控系统的其他硬件器件更完善地实现对蹄浴的监控；本发明还公开环境检测传感模块的组成结构，仅需使用几个传感器采集几个关键的数据便能全面地反映蹄浴工作的进行情况，提高数据分析效率。

本发明的第二有益效果是：通过本发明蹄浴监控方法，将获取的蹄浴场现场环境数据和设备工作数据发送到云端服务器，实现现场运行数据的快速集中和实时采集，让蹄浴场管理人员不必亲临环境恶劣的现场，便能及时清楚蹄浴场现场以及设备状态，方便对设备进行针对性的维护和管理，改善了蹄浴场管理人员的工作环境。另外，本发明蹄浴监控方法还公开了采集数据的类型以及步骤，使得只需采集几个关键的数据便能全面地反映蹄浴工作的进行情况，提高数据分析效率；本发明蹄浴监控方法还公开了数据的统计方法，使得所采集数据的可读性更强，更便于管理人员制定控制方案；本发明蹄浴监控方法还公开了对蹄浴设备的远程控制方法，结合云端服务器及手机APP端的应用，远端更新蹄浴设备控制器程序，从而完成对控制模块参数的设置与调整，修复故障等，使设备管理、维护更加方便快捷。

附图说明

图1为本发明一种蹄浴监控系统的结构图；

图2为本发明一种蹄浴监控系统的具体结构图。

具体实施方式

本发明公开的一种蹄浴监控系统，如图1所示，包括蹄浴设备、控制模块、云端服务器、网络模块、环境检测传感模块、遥控模块以及操作终端；

所述蹄浴设备、网络模块、环境检测传感模块分别与控制模块连接，所述云端服务器与网络模块连接，所述操作终端与云端服务器连接；

所述控制模块用于采集蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据；所述云端服务器用于对蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据进行统计处理，并将统计结果发送到操作终端进行实时显示。

本发明利用云端服务器具有大存储容量、强计算能力、能够实现远程访问的特点，架设蹄浴设备及相关传感器与操作终端之间数据传输的通道，使得采集于蹄浴场现场的数据能够存储起来进行分析处理，使得处于任何位置的管理人员能够随时通过操作终端访问云端服务器获知蹄浴场任何过去时刻的运行数据，便于进一步制定应对方案。而且管理人员制定的应对方案能够在操作终端编程成程序，并通过云端服务器对控制模块的逻辑进行更新，使得管理人员对蹄浴工作的整个监控过程都无需身处蹄浴场现场。

其中，蹄浴设备可以是现有的喷淋式蹄浴设备，也可以是经过改进的喷淋式蹄浴设备，无论是现有的还是改进的，喷淋式蹄浴设备最基本的功能是将药液喷淋到牛蹄上对牛蹄进行消毒，因此其至少具备一个电控的用于抽取药液的电泵以及用于向牛蹄喷射药液的喷射器。控制模块包括控制器以及晶振等使控制器正常工作的外围元件，其中控制器可以用STM32芯片，或者对恶劣使用环境适应性更好的PLC，或者是其他用于蹄浴设备的专用控制器芯片。控制模块与蹄浴设备的连接，主要是控制器与电泵以及喷射器等可控部件连接，而且成熟可靠的现有控制器芯片如STM32等可以监测这些部件的工作参数，并控制电泵和喷射器等工作，包括控制某个电泵的启动或者关闭，某个喷射器持续喷射药液或者定时喷射药液，单独针对一头牛的前右蹄对应的喷射器进行控制，等等。

环境检测传感模块实质上是传感器，最典型的是温度传感器，其将温度这个物理量转换成控制模块可以识别的数据，如安装在蹄浴场现场的温度传感器，使得控制模块可以检测到蹄浴场的环境温度。环境检测传感模块也可以包括其他类型的传感器，例如湿度传感器，使得控制模块可以读取到蹄浴场的环境湿度；体温传感器，使得控制模块可以检测到进入蹄浴场的牛的体温；液位传感器，使得控制模块可以检测到药液剩余量，等等。

网络模块是现有产品，可以优选使用网卡或者协议转换芯片，例如型号为康耐德KND-E2MS的RS232转以太网芯片，其通过RS232接口与控制模块连接，同时通过以太网网线与云端服务器连接，使得控制模块可以与云端服务器进行远程通信。云端服务器可以优选使用联想公司生产的ThinkServer RD450，或者华硕公司生产的ESC4000G2等产品。

操作终端优选地采用手机或者电脑，由于手机或者电脑与云端服务器的通信属于现有技术，且一个云端服务器可以与多个操作终端进行通信，因此与云端服务器连接的操作终端数量可以不止一个。通过云端服务器和网络模块等现有技术，手机或电脑便可以与控制芯片进行通信。云端服务器作为一个硬件，本身具备对数据的存储和交换功能，控制芯片将监测到的电泵和喷射器等部件的工作参数，以及环境检测传感模块检测到的环境温度、湿度等环境参数信息，还有其他连接到控制芯片的硬件的工作参数，上传到云端服务器，手机或电脑便可以从云端服务器下载这些信息，从而实时了解蹄浴设备及蹄浴场现场环境等情况。还可以通过云端服务器向控制模块发送控制指令，控制蹄浴设备的工作，也就是实现了使用手机或电脑便可以监控蹄浴设备的工作。

遥控模块包括遥控接口和遥控器两部分，考虑到蹄浴场的使用环境，遥控接口可以优选采用德州仪器的CC2540芯片，其为一款蓝牙无线通信芯片，能够与对应的蓝牙遥控器连接，接收蓝牙遥控器发出的信号并将信号发给控制模块，使得控制模块控制蹄浴设备工作。遥控接口也可以采用WIFI芯片、Zigbee芯片等，对应使用相同协议的遥控器，便可以实现遥控器对蹄浴设备进行操作。

通过手机或电脑，使得蹄浴场管理人员无需身处农场，甚至离农场几千公里，只要能够连接上云端服务器，便可以对蹄浴设备进行远程监控。但对于身处农场现场的蹄浴场管理人员来说，由于能够直接目测蹄浴设备的工作情况，使用遥控器对蹄浴设备控制，比使用手机或电脑更为方便，因此灵活使用遥控器和手机等终端，既能方便远端蹄浴场管理人员监控，又能方便现场蹄浴场管理人员操作。

现有的STM32和PLC等芯片均可以集成对被控制部件的故障检测功能，当控制模块检测到蹄浴设备的电泵或者喷射器等具体部件发生故障时，便可以通过与手机等终端的通信，使得蹄浴场管理人员可以及时在手机或电脑上看到蹄浴设备的故障情况。为了方便现场蹄浴场管理人员及时发现并排除蹄浴设备的故障，设置包括指示灯和/或蜂鸣器的警报装置，当控制模块检测到蹄浴设备的电泵或者喷射器等具体部件发生故障时，除了将故障信息发送到云服务器及操作终端外，还通过控制指示灯的亮度和颜色，和/或蜂鸣器的发声等，告知现场蹄浴场管理人员。其中指示灯和蜂鸣器可以不止一个，可以通过多个组合来实现故障提示功能，这均可以通过现有的集成在控制器中的功能来实现。

进一步作为优选的实施方式，如图2所示，所述蹄浴设备包括操作面板、感应踏板、药液稀释泵、药液稀释控制器、药液喷射泵、喷射装置、踏板清洗装置、药液桶和喷射电磁阀；

所述喷射电磁阀安装在喷射装置上，所述操作面板、感应踏板、药液稀释控制器、踏板清洗装置和喷射电磁阀均与控制模块连接；

所述药液稀释控制器与药液稀释泵连接；

所述药液稀释泵通过管道与药液桶连接；所述药液喷射泵通过管道与药液稀释泵连接；所述药液喷射泵分别通过管道与喷射装置和踏板清洗装置连接。图2中，细连接线表示使用电线和/或数据线进行连接，粗连接线表示使用管道进行连接。

为了完善对蹄浴的监控，本发明对现有的蹄浴设备做出改进，如图2所示，本发明蹄浴设备包括操作面板、感应踏板、药液稀释泵、药液稀释控制器、药液喷射泵、喷射装置、踏板清洗装置和药液桶。其中操作面板优选地使用触摸屏，其与控制模块连接，兼具信息显示器以及输入面板的功能，可以使蹄浴场管理人员方便地了解蹄浴设备工作情况以及环境检测传感模块检测到的现场环境信息，并通过对触摸屏触摸操作从而控制蹄浴设备的工作。感应踏板属于现有技术，最常见的感应踏板是通过压力传感器或者光栅等检测是否有牛蹄踩踏在感应踏板上，并将牛蹄的踩踏动作转换成脉冲，控制模块检测到感应踏板的脉冲则表示检测到奶牛踩踏在感应踏板上，通过控制模块的计数器对脉冲进行计数，就可以计算踩踏到感应踏板的奶牛的数量，这些数据都可以上传到云服务端。

药液稀释泵、药液稀释控制器组成了药液配比装置，其中药液稀释泵抽取存放在药液桶中的药液到泵中，按照药液稀释控制器设定的稀释比例进行稀释，药液稀释泵、药液稀释控制器可优选使用法国多寿公司生产的D25RE5水泵等现有产品。药液喷射泵将经过药液稀释泵稀释的药液加压，使得药液可以通过喷射装置和踏板清洗装置以一定压力喷射出去，喷射装置将药液喷射至对应感应踏板的牛蹄上进行消毒，踏板清洗装置将药液喷射至对应的感应踏板上，以清理感应踏板上的牛粪便，喷射装置和踏板清洗装置可以优选使用水龙头等器件。

喷射装置的药液出口安装喷射电磁阀，控制模块便可以控制喷射电磁阀的动作，从而控制喷射装置每次喷射药液的时间长短、喷射药液的量等工作参数，而且这些工作参数也可以被控制模块记录下来，通过触摸屏显示出来或者上传到云端服务器上供手机等终端监控。当控制器检测到有奶牛踩在感应踏板上后，便可以控制对应的喷射电磁阀打开，使得药液能够喷淋在牛蹄上进行消毒。基于同样的原理，踏板清洗装置的药液出口也可以安装喷射电磁阀，使得踏板清洗装置的工作参数可控且能被记录下来上传到云端服务器。考虑到蹄浴场环境恶劣，蹄浴场管理人员手动开启或关闭踏板清洗装置时，需要走进蹄浴场在触摸屏处操作，操作体验不佳。本发明设置的遥控模块，遥控器主要向蹄浴场管理人员提供用于开启或关闭踏板清洗装置上喷射电磁阀的按键，蹄浴场管理人员无需靠近蹄浴设备便可以使控制踏板清洗装置对感应踏板进行清洗。

进一步地，所述环境检测传感模块包括以下传感器中的至少一个：

温度传感器，用于测量蹄浴场温度；

流量传感器，用于测量蹄浴药液流量；

接近传感器，用于判断踩踏感应踏板的奶牛是否带有标签，从而判断踩踏感应踏板的奶牛是否严重蹄病奶牛；

所述温度传感器、流量传感器和接近传感器均与控制模块连接。

蹄浴场环境温度、药液流量和病牛数等数据都是蹄浴场管理人员十分关心的参数。为了使得蹄浴场管理人员可以通过触摸屏查看或者手机电脑终端远程监测这些参数，环境检测传感模块优选地包括温度传感器、流量传感器和接近传感器，使用这些传感器后，环境检测传感模块测得的蹄浴场环境温度、药液流量和病牛数等数据，将被控制模块上传到云端服务器上供手机等操作终端查看，或通过触摸屏显示出来。其中，温度传感器一般使用热敏电阻等元件，将温度量转化成电学模拟量，控制模块通过数模转换电路将电学模拟量转换成数字量便能得到温度信息；流量传感器一般是将液体的流动转化成转子的转动，并将转子的转动量转化成电学模拟量，控制模块通过数模转换电路将电学模拟量转换成数字量便能得到流量信息，将流量传感器安装在喷射装置上，从而使得控制器能够检测每个喷射装置喷射药液的量；接近传感器优选地使用霍尔接近传感器，其利用霍尔效应，将磁性物体的靠近转化成电学模拟量，其一般是以脉冲的形式表示，控制模块通过数模转换电路将电学模拟量转换成数字量便能得到奶牛靠近信息，霍尔接近传感器应用在本发明的原理是：兽医在确认患上严重蹄病的奶牛的脚上或身上其他部位附上一个磁性标签，当带有磁性标签的奶牛踩踏到感应踏板上进行蹄浴时，霍尔接近传感器检测到磁性标签的接近，控制模块接收到相关数据后，便可以判断这是患上严重蹄病的奶牛，通过控制喷射电磁阀对牛蹄进行多次喷射，实现对患上严重蹄病的奶牛的重点蹄浴。控制模块通过环境检测传感模块检测到的环境参数，都可以上传到云服务端。

本发明还公开了一种蹄浴监控方法，包括以下步骤：

采集蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据；

将蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据实时发送到云端服务器；

对蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据进行统计处理，从而得到统计结果；

将统计结果发送到操作终端。

其中，蹄浴场环境数据反映了蹄浴场现场环境的状态，其可以通过环境检测传感模块以及蹄浴设备上带有传感器的硬件来探测，将探测到的物理量转换成数据量，然后传送给控制模块，从而完成蹄浴场环境数据的采集；蹄浴设备工作数据反映了蹄浴设备各硬件的工作状态，蹄浴设备的硬件包括药液稀释泵、踏板、喷射器等，其本身都配有故障检测电路，如发生药液稀释泵不能正常泵水、踏板被卡住、喷射器堵塞等故障，其内部的故障检测电路会将故障信号发送给控制模块，从而完成蹄浴设备工作数据的采集。由于控制模块通过网络模块与云端服务器相连，通过远程访问，控制模块将蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据实时发送到云端服务器。云端服务器的处理能力较强，可以对控制模块采集到的原始的蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据进行统计处理，得到便于蹄浴场管理人员阅读的统计结果，然后将统计结果发送到操作终端。操作终端包括手机和电脑等，其中电脑又包括台式机、笔记本电脑以及平板电脑等。由于云端服务器支持多个操作终端同时访问，因此操作终端的数量可以不止一个。无论是何种操作终端，均可以通过网页和/或专门开发的APP客户端接收和展示统计结果

云端服务器大大扩展了蹄浴设备的数据处理能力及相关生产数据的可到达范围，如果云端服务器与控制模块之间、云端服务器与操作终端之间均通过互联网连接，那么只要蹄浴场所在地和蹄浴场管理人员所在地均有互联网覆盖，蹄浴场管理人员即使与蹄浴场相隔千里也能实时了解蹄浴场的运行情况。

进一步作为优选的实施方式，所述采集蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据这一步骤具体包括：

测量蹄浴场温度；

记录每一次奶牛踩踏感应踏板及其对应的时间点；

根据踩踏感应踏板的奶牛是否带有标签，判断踩踏感应踏板的奶牛是否严重蹄病奶牛；

将蹄浴场温度、每一次奶牛踩踏感应踏板及其对应的时间点、严重蹄病奶牛判断结果作为所需采集的蹄浴场环境数据。

蹄浴场环境数据的类型有多种，对于蹄浴场管理人员来说，对蹄浴场现场的温度、参加蹄浴的奶牛总头次、参加蹄浴的严重蹄病奶牛头次等参数是特别关心的。控制模块通过环境检测传感模块中的温度传感器测量蹄浴场温度；控制模块记录每一次感应踏板的信号及其对应的时间点，便能记录每一次奶牛踩踏感应踏板及其对应的时间点；通过检测霍尔接近传感器的信号便能判断当时踩踏感应踏板的奶牛是否严重蹄病奶牛，记录累计踩踏感应踏板的奶牛总数，便能获得参加蹄浴的严重蹄病奶牛头次等数据。以上这些数据，都是需要采集的蹄浴场环境数据。当然，上述这些蹄浴场环境数据也可以包括反映其他环境参数的数据，如蹄浴场湿度等，但从实现成本以及工作效率的角度看，本发明所优选采集的蹄浴场环境数据，已能够充分反映蹄浴场现场环境的情况，能够提高数据的采集效率，对控制器的处理能力要求低，而且其采集均是使用现有成熟产品来实现，实现成本低。本发明采集蹄浴场环境数据的方法是优选的步骤，由于各步骤均有相对独立性甚至可以是同步进行的，并不严格要求各步骤的顺序。

进一步地，所述采集蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据这一步骤具体还包括：

记录蹄浴药液流量信息；

记录每一次喷射电磁阀动作及其对应的时间点；

记录踏板清洗装置的清洗动作及其对应的时间点；

检测控制模块所连接器件是否存在故障并生成故障报告信息；

将蹄浴药液流量信息、每一次电磁阀动作及其对应的时间点、踏板清洗装置的清洗动作及其对应的时间点和故障报告信息作为所需采集的蹄浴设备工作数据。

蹄浴设备工作数据的类型有多种，对于蹄浴场管理人员来说，对蹄浴药液流量信息、电磁阀工作参数、踏板清洗装置工作参数、设备硬件故障信息等是特别关心的。通过安装在管道中的流量传感器，可以实时记录蹄浴药液的流量信息；电磁阀喷射时的控制信号是控制模块直接或间接提供的，因此控制模块记录控制信号发出的时间点，便能记录每一次喷射电磁阀动作及其对应的时间点；同理踏板清洗装置的清洗动作是控制模块直接或间接提供的，因此控制模块记录控制信号发出的时间点，便能记录每一次踏板清洗装置的清洗动作及其对应的时间点。通过控制模块所连接器件自带的故障检测电路，控制模块只需扫描所连接器件的故障信号，便能检测所连接器件是否存在故障，然后将各器件的故障情况生成故障报告信息，故障报告信息可以采用表格方式展现，内容包括各个器件是否发生故障及其对应的故障代码等，也可以采用其他方式展现。以上这些数据，都是需要采集的蹄浴设备工作数据。当然，上述这些蹄浴设备工作数据也可以包括反映其他硬件器件的工作数据，如药液稀释泵等，但从实现成本以及工作效率的角度看，本发明所优选采集的蹄浴设备工作数据，已能够充分反映蹄浴系统工作的情况，能够提高数据的采集效率，对控制器的处理能力要求低，而且其采集均是使用现有成熟产品来实现，实现成本低。本发明采集蹄浴设备工作数据的方法是优选的步骤，由于各步骤均有相对独立性甚至可以是同步进行的，并不严格要求各步骤的顺序。

进一步作为优选的实施方式，所述对蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据进行统计处理，从而得到统计结果这一步骤具体包括：

根据蹄浴场温度，统计每一天温度的峰谷值和平均值；

根据每一次奶牛踩踏感应踏板及其对应的时间点，统计踩踏感应踏板的总头次；

根据每一次奶牛踩踏感应踏板及其对应的时间点以及严重蹄病奶牛判断结果，统计踩踏感应踏板的严重蹄病奶牛的头次；

根据蹄浴药液流量信息，统计实际喷药量；

根据每一次喷射电磁阀动作及其对应的时间点，统计喷药次数和理论喷药量；

统计理论喷药量与实际喷药量的偏离程度。

云端服务器接收到蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据这些原始数据后，便可以依托其本身强大的运算能力，对蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据进行统计处理，从原始数据中找出能够有效反映蹄浴场运行情况的特征数据。

优选地，由于对蹄浴场温度的测量是实时、连续的，因此每一时间点的温度信息都被记录下来，根据每一天全天的温度信息，便可以统计出这一天的最高温度、最低温度以及平均温度这三个最为重要的特征信息，当然也可以统计温度信息的其他统计量。优选地，对一个感应踏板在一个时间段内，如一天、一个星期或者一个月内被踩踏的次数进行累计，便能得到这个时间段内踩踏这个感应踏板的奶牛总头次；这个时间段内被接近传感器检测到带有磁性标签的奶牛头次便是这个时间段内踩踏感应踏板的严重蹄病奶牛的头次。统计得到踩踏感应踏板的总头次和严重蹄病奶牛的头次后，便可以进一步得到每个时间段严重蹄病奶牛占奶牛总数的比例及其变动等信息，由于蹄浴监控系统具有重点蹄浴功能，还可以通过比较进行重点蹄浴前后两个时间段的严重蹄病奶牛占比，分析重点蹄浴的效果。安装在管道上的流量传感器实时记录了每一时刻流过管道的药液流量，将药液流量对时间进行累计便可得到实际流过管道的药液总量，即实际喷药量。对于特定一个电磁阀，其单次喷药量都是已知确定的值，因此将一个时间段内某个电磁阀单次喷药量乘以其动作次数，便能得到此电磁阀在此时间段内的总喷药量，即理论喷药量。由于可能存在管道阻塞或者泄漏、电磁阀不喷药等故障，只需要分析实际喷药量与理论喷药量的偏离程度，便能排除这些故障。

进一步作为优选的实施方式，所述将统计结果发送到操作终端这一步骤具体包括：

根据统计结果，生成对应的数据表格和/或数据图表；

将数据表格和/或数据图表发送到操作终端。

统计结果概括了控制模块所采集的蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据的特征信息，蹄浴场管理人员在操作终端上阅读到统计结果，便能熟悉蹄浴场的实时运行情况，将统计结果生成对应的数据表格和/或数据图表后再发送到操作终端，将提高蹄浴场管理人员的阅读体验以及对数据分析的效率。统计结果对应的数据表格，可以优选使用EXCEL软件制作；统计结果对应的数据图表，可以优选使用EXCEL软件根据统计结果对应的数据表格生成，数据图表具体包括相应的统计量-时间变化曲线，直方图、柱状图、饼状图等。由于云端服务器的处理能力与存储容量都非常强大，可以存储和处理蹄浴设备的大量历史数据，蹄浴设备长期运行向云端服务器上传累积下来的数据，可以按日、按周、按月、按季度、按年或者按其他时间段生成统计结果以及对应的数据表格和数据图表，使得蹄浴场管理人员可以参考历史数据做出更优的方案决策。

进一步作为优选的实施方式，所述将统计结果发送到操作终端这一步骤之后还包括对蹄浴设备进行远程控制的步骤，所述对蹄浴设备进行远程控制的步骤具体包括：

获取控制方案，根据控制方案，生成控制程序；

将控制程序上传到云端服务器；

控制模块从云端服务器下载并运行控制程序。

蹄浴场管理人员以及技术专家在获悉统计结果后，即可按照蹄浴的要求制定对蹄浴设备的控制方案。由于蹄浴设备与控制模块连接，因此只需将控制方案生成控制模块可读的控制程序，录制到控制模块相应的程序存储区域，即对控制模块进行编程，即可让蹄浴设备按照预设的控制方案工作。优选地，控制方案由管理人员根据统计结果结合蹄浴专业知识制定，包括奶牛四个蹄子的喷药顺序、各自的喷药量，针对严重蹄病奶牛的喷药量，每次喷药时电磁阀的开启时间，药液喷射泵的工作压强，暂停使用发生故障的硬件器件，等等。获取到控制方案后，根据控制方案中对各硬件的控制逻辑，进一步将其制作生成供控制模块运行的控制程序。

进一步作为优选的实施方式，所述控制程序是在操作终端处生成的。随着控制器技术的进步，对控制器的编程已不再限制要求使用专用的编程器，因此，操作终端除了访问云端服务器获取统计结果以供显示之外，还可以作为编程器，编写用于供控制模块运行的控制程序。特别是控制模块的控制器为PLC时，使用梯形图作为编程语言，这种编程语言具有直观易操作的特点，非常适合手机以及平板电脑这类触摸操作的操作终端。技术人员制定的控制方案通过梯形图表达出来并输入到操作终端，操作终端的编码器将梯形图转换成控制程序。操作终端用于访问云端服务器的网页和APP客户端设有向云端服务器上传数据的程序模块，蹄浴场管理人员直接使用操作终端根据控制方案进行控制程序的编程，然后将控制程序通过网页或APP客户端上传到云端服务器。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但对本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种蹄浴监控系统，其特征在于，包括蹄浴设备、控制模块、云端服务器、网络模块、环境检测传感模块、遥控模块以及操作终端；

所述蹄浴设备、网络模块、环境检测传感模块分别与控制模块连接，所述云端服务器分别与网络模块以及操作终端连接；

所述控制模块用于采集蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据；所述云端服务器用于对蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据进行统计处理，并将统计结果发送到操作终端进行实时显示。

2.根据权利要求1所述的一种蹄浴监控系统，其特征在于，所述蹄浴设备包括操作面板、感应踏板、药液稀释泵、药液稀释控制器、药液喷射泵、喷射装置、踏板清洗装置、药液桶和喷射电磁阀；

所述喷射电磁阀安装在喷射装置上，所述操作面板、感应踏板、药液稀释控制器、踏板清洗装置和喷射电磁阀均与控制模块连接；

所述药液稀释控制器与药液稀释泵连接；

所述药液稀释泵通过管道与药液桶连接；所述药液喷射泵通过管道与药液稀释泵连接；所述药液喷射泵分别通过管道与喷射装置和踏板清洗装置连接。

3.根据权利要求1所述的一种蹄浴监控系统，其特征在于，所述环境检测传感模块包括以下传感器中的至少一个：

温度传感器，用于测量蹄浴场温度；

流量传感器，用于测量蹄浴药液流量；

接近传感器，用于判断踩踏感应踏板的奶牛是否带有标签，从而判断踩踏感应踏板的奶牛是否严重蹄病奶牛；

所述温度传感器、流量传感器和接近传感器均与控制模块连接。

4.一种蹄浴监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据；

将蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据实时发送到云端服务器；

对蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据进行统计处理，从而得到统计结果；

将统计结果发送到操作终端。

5.根据权利要求4所述的一种蹄浴监控方法，其特征在于，所述采集蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据这一步骤具体包括：

测量蹄浴场温度；

记录每一次奶牛踩踏感应踏板及其对应的时间点；

根据踩踏感应踏板的奶牛是否带有标签，判断踩踏感应踏板的奶牛是否严重蹄病奶牛；

将蹄浴场温度、每一次奶牛踩踏感应踏板及其对应的时间点、严重蹄病奶牛判断结果作为所需采集的蹄浴场环境数据。

6.根据权利要求5所述的一种蹄浴监控方法，其特征在于，所述采集蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据这一步骤具体还包括：

记录蹄浴药液流量信息；

记录每一次喷射电磁阀动作及其对应的时间点；

记录踏板清洗装置的清洗动作及其对应的时间点；

检测控制模块所连接器件是否存在故障并生成故障报告信息；

将蹄浴药液流量信息、每一次电磁阀动作及其对应的时间点、踏板清洗装置的清洗动作及其对应的时间点和故障报告信息作为所需采集的蹄浴设备工作数据。

7.根据权利要求6所述的一种蹄浴监控方法，其特征在于，所述对蹄浴场环境数据和蹄浴设备工作数据进行统计处理，从而得到统计结果这一步骤具体包括：

根据蹄浴场温度，统计每一天温度的峰谷值和平均值；

根据每一次奶牛踩踏感应踏板及其对应的时间点，统计踩踏感应踏板的总头次；

根据每一次奶牛踩踏感应踏板及其对应的时间点以及严重蹄病奶牛判断结果，统计踩踏感应踏板的严重蹄病奶牛的头次；

根据蹄浴药液流量信息，统计实际喷药量；

根据每一次喷射电磁阀动作及其对应的时间点，统计喷药次数和理论喷药量；

统计理论喷药量与实际喷药量的偏离程度。

8.根据权利要求4-7任一项所述的一种蹄浴监控方法，其特征在于，所述将统计结果发送到操作终端这一步骤具体包括：

根据统计结果，生成对应的数据表格和/或数据图表；

将数据表格和/或数据图表发送到操作终端。

9.根据权利要求4-7任一项所述的一种蹄浴监控方法，其特征在于，所述将统计结果发送到操作终端这一步骤之后还包括对蹄浴设备进行远程控制的步骤，所述对蹄浴设备进行远程控制的步骤具体包括：

获取控制方案，根据控制方案，生成控制程序；

将控制程序上传到云端服务器；

控制模块从云端服务器下载并运行控制程序。

10.根据权利要求9所述的一种蹄浴监控方法，其特征在于，所述控制程序是在操作终端处生成的。