CN108803736A - 带有云平台的畜禽舍环境控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有云平台的畜禽舍环境控制系统及控制方法，上述系统包括：环境数据探测器：用于探测畜禽舍的环境数据；畜禽舍控制主机：与环境数据探测器信号连接，用于接收环境数据探测器的数据；云平台服务器：与畜禽舍控制主机信号连接，用于将畜禽舍接收的环境数据探测器的数据进行保存，并对环境数据探测器根据分析策略进行分析；数据检索PC机：分别与畜禽舍控制主机和云平台服务器进行信号连接，用于对数据进行检索。本发明中畜禽舍控制主机仅承担了执行和中转功能，由于负载大幅度减轻，其稳定性得到了提高，成本降低；所有数据存储于云服务平台，数据的安全性到保证，存储效率、存储能力远高于畜禽舍主机，且存储成本非常低廉。
Description
技术领域
本发明涉及智能养殖领域，具体涉及一种带有云平台的畜禽舍环境控制系统及控制方法。
背景技术
目前养殖业对畜禽舍的空气质量环境控制方式有两种类型，一种是采用相对粗放的控制模式，半封闭式控制，仅通过加装水帘等降温措施在高温季节进行降温，整体舍内的通风策略主要依靠人工根据经验或人体感觉进行调整，此种方式已经逐渐开始淘汰；另一种是采用相对粗细的微电脑控制，通过加装各类空气温湿度和有害气体浓度传感器，对畜禽舍内的空气质量进行数字化的分析，并依据即定的通风策略和规则，控制风机、进风窗、水帘等设备对舍内空气质量进行调整。
针对第二种方式，由于控制设备成本、现场使用环境、人员操作水平等等多方面的限制，以及畜禽舍现场对设备长时间运行的稳定性需求，目前的控制主机一般采用计算能力很弱但是稳定性较高的单片机或PLC等，此类设施的特点是可以在恶劣的环境中长时间的稳定工作，但是一般仅用于执行流程简单、逻辑性强、不需要对数据进行大量实时分析的程序，目前的控制主机本身的数据存储能力也相当有限，多数设备都是存储当前批次或接近几批次的养殖环境信息，且历史数据的检索和调用效率低。少数具备联网功能的控制主机，由于沿袭即往的升级逻辑和软件结构，采用控制主机到PC机，再由PC机存储数台控制主机的数据，其分析能力也仅限于对传感器数据本身的定时、定量化检索与分析，且仅限于对已经发生的历史数据进行分析。但是，养殖的环境控制行为本身并不仅仅是由传感器数据决定的，还牵涉到诸多人员行为、畜禽行为、调控设备性能变化、通风设备能力衰减与误差、畜禽舍结构破损等变化 ，以及外界气候的变化趋势等变量，这些数据类型复杂、数据量庞大、数据间的关系错综复杂，远非单片机或普通PC机的分析能力所能胜任的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有云平台的畜禽舍环境控制系统及控制方法，解决目前的畜禽舍环境控制系统数据处理能力有限的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种带有云平台的畜禽舍环境控制系统，上述系统包括：
环境数据探测器：用于探测畜禽舍的环境数据；
畜禽舍控制主机：与环境数据探测器信号连接，用于接收环境数据探测器的数据；
云平台服务器：与畜禽舍控制主机信号连接，用于将畜禽舍接收的环境数据探测器的数据进行保存，并对环境数据探测器根据分析策略进行分析；
数据检索PC机：分别与畜禽舍控制主机和云平台服务器进行信号连接，用于对数据进行检索。
作为优选，上述环境数据探测器包括温度探测器和湿度探测器，分别用于探测畜禽舍的温度和湿度参数。
作为优选，上述畜禽舍控制主机通过标准解释器与环境数据探测器信号连接。
作为优选，上述畜禽舍控制主机还信号连接有执行器，并且上述畜禽舍控制主机通过监测模块与执行器信号连接。
作为优选，上述执行器还连接有喷淋雾化设备和温度控制设备。
一种带有云平台的畜禽舍环境控制方法，包括以下步骤：
S1：环境数据探测器探测畜禽舍的环境数据，并上传至畜禽舍控制主机；
S2：畜禽舍控制主机将畜禽舍的环境数据上传到云平台服务器中进行保存；
S3：云平台服务器根据畜禽舍的环境数据以及环境数据分析策略进行分析，分析判断出当前的环境数据是否需要进行调控；
S4：当云平台服务器分析判断出当前的环境数据需要调控时，将调控数据信号反馈给畜禽舍主机，畜禽舍主机通过执行器对畜禽舍的环境进行调控。
作为优选，上述S1步骤中环境数据探测器包括安装在畜禽舍内的温度探测器和湿度探测器分别探测畜禽舍内的温度和湿度参数数据，并上传到畜禽舍控制主机。
作为优选，上述S3步骤中还包括通过数据检索PC机对数据进行检索，并将检索结果反馈给云平台服务器。
作为优选，上述S4步骤中执行器连接有喷淋雾化设备和温度控制设备，当云平台服务器分析判断出当前的环境数据需要调控时，将调控数据信号反馈给畜禽舍主机，畜禽舍主机通过执行器控制喷淋雾化设备和温度控制设备对畜禽舍的温度和湿度进行调控。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中畜禽舍控制主机仅承担了执行和中转功能，由于负载大幅度减轻，其稳定性也进一步得到提高、成本进一步降低。所有数据存储于云服务平台，数据的安全性可以得到保证，存储效率、存储能力远高于畜禽舍主机，且存储成本非常低廉。由于云服务器具有很高的运算能力，可以对多类型、多时间点、多畜禽舍的数据进行对比分析，因此能以较高的效率和迭代速度对控制策略进行持续优化，更可以引入外部气象数据，对控制策略进行有预测性的调整，最终大大提高对畜禽舍环境控制的精度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的标准解释器的结构示意图。
图3为本发明全闭环控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，针对本发明的系统的一个实施例，一种带有云平台的畜禽舍环境控制系统，上述系统包括：环境数据探测器：用于探测畜禽舍的环境数据；畜禽舍控制主机：与环境数据探测器信号连接，用于接收环境数据探测器的数据；云平台服务器：与畜禽舍控制主机信号连接，用于将畜禽舍接收的环境数据探测器的数据进行保存，并对环境数据探测器根据分析策略进行分析；数据检索PC机：分别与畜禽舍控制主机和云平台服务器进行信号连接，用于对数据进行检索。
本实施例中，将畜禽舍主机的运算能力进一步弱化，不将其做为“大脑”，而将其视为整个控制系统中的一个“执行机构”和“命令中转”，与其他执行机构的区别仅仅是执行内容和动作不同；另外畜禽舍控制主机仅承担了执行和中转功能，由于负载大幅度减轻，其稳定性也进一步得到提高、成本进一步降低。所有数据存储于云服务平台，数据的安全性可以得到保证，存储效率、存储能力远高于畜禽舍主机，且存储成本非常低廉。由于云服务器具有很高的运算能力，可以对多类型、多时间点、多畜禽舍的数据进行对比分析，因此能以较高的效率和迭代速度对控制策略进行持续优化，更可以引入外部气象数据，对控制策略进行有预测性的调整，最终大大提高对畜禽舍环境控制的精度。
进一步地，针对本发明的系统的另一个实施例，上述环境数据探测器包括温度探测器和湿度探测器，分别用于探测畜禽舍的温度和湿度参数。环境数据探测器还可以包括空气质量传感器和风速传感器，分别探测畜禽舍的有害气体含量和风速等参数，按照控制系统内置的控制策略要求，对通风风机、进风小窗、水帘水泵等调控装备发出相应的指令，之后再持续由传感器检测调控的结果，即空气质量等的变化，如此循环往复，以实现空气质量等参数的控制目的。
进一步地，针对本发明的系统的另一个实施例，如图2所示，上述畜禽舍控制主机通过标准解释器与环境数据探测器信号连接。基于云平台的畜禽舍环境控制系统中，由于其仅作为“执行&中转”的功能角色，无需承担数据分析等任务，因此可以通过给畜禽舍控制主机增加“标准解释器程序”模块，使其更便利的接入不同的终端设备，只要设备符合相应的国家或国际通用标准，便可在解释器程序的支持下，将其数据通过解释器进行“翻译”后由云平台服务器进行读取，增加了扩展能力，降低了用户的使用成本和维护成本，同时解释器程序本身可以通过持续的升级，不断支持新型的接入设备。
进一步地，针对本发明的系统的另一个实施例，如图3所示，上述畜禽舍控制主机还信号连接有执行器，并且上述畜禽舍控制主机通过监测模块与执行器信号连接。本实施例中，为执行器加装具有通讯功能及对执行设备具有监测功能的模组，实时监测来自主机的指令并对执行器的执行结果向主机反馈，使单向的控制结构变为完整的闭环结构；当控制主机可以实时获知执行机构的工作状态时，便可避免使整个环境控制策略进入死循环，该监测模块可对执行机构的工作电压、电流、设备温度等状态进行实时监测和分析判断，当所监测的参数偏离设备的正常工作状态时，可及时向控制主机发出警告，使控制主机能够调整控制策略，并提醒维护人员及时给予关注，同时，可以结合执行机构的工作状态以及传感器的实时数据，对控制策略给予补偿和调整，以达到更高效率调控畜禽舍环境的目的。
进一步地，针对本发明的系统的另一个实施例，上述执行器还连接有喷淋雾化设备和温度控制设备。喷淋雾化设备可以是水帘水泵，也可以是雾化器；温度控制设备可以是通风风机或进风小窗等；执行器还可以连接其他执行设备，如空气净化器等。
针对本发明的方法的一个实施例，一种带有云平台的畜禽舍环境控制方法，包括以下步骤：
S1：环境数据探测器探测畜禽舍的环境数据，并上传至畜禽舍控制主机；
S2：畜禽舍控制主机将畜禽舍的环境数据上传到云平台服务器中进行保存；
S3：云平台服务器根据畜禽舍的环境数据以及环境数据分析策略进行分析，分析判断出当前的环境数据是否需要进行调控；
S4：当云平台服务器分析判断出当前的环境数据需要调控时，将调控数据信号反馈给畜禽舍主机，畜禽舍主机通过执行器对畜禽舍的环境进行调控。
本实施例中，将畜禽舍主机的运算能力进一步弱化，不将其做为“大脑”，而将其视为整个控制系统中的一个“执行机构”和“命令中转”，与其他执行机构的区别仅仅是执行内容和动作不同；另外畜禽舍控制主机仅承担了执行和中转功能，由于负载大幅度减轻，其稳定性也进一步得到提高、成本进一步降低。所有数据存储于云服务平台，数据的安全性可以得到保证，存储效率、存储能力远高于畜禽舍主机，且存储成本非常低廉。由于云服务器具有很高的运算能力，可以对多类型、多时间点、多畜禽舍的数据进行对比分析，因此能以较高的效率和迭代速度对控制策略进行持续优化，更可以引入外部气象数据，对控制策略进行有预测性的调整，最终大大提高对畜禽舍环境控制的精度。
进一步地，针对本发明的方法的另一个实施例，上述S1步骤中环境数据探测器包括安装在畜禽舍内的温度探测器和湿度探测器分别探测畜禽舍内的温度和湿度参数数据，并上传到畜禽舍控制主机。
进一步地，针对本发明的方法的另一个实施例，上述S3步骤中还包括通过数据检索PC机对数据进行检索，并将检索结果反馈给云平台服务器。
进一步地，针对本发明的方法的另一个实施例，上述S4步骤中执行器连接有喷淋雾化设备和温度控制设备，当云平台服务器分析判断出当前的环境数据需要调控时，将调控数据信号反馈给畜禽舍主机，畜禽舍主机通过执行器控制喷淋雾化设备和温度控制设备对畜禽舍的温度和湿度进行调控。
在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、 “实施例”、“优选实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
Claims (9)
1.一种带有云平台的畜禽舍环境控制系统，其特征在于：所述系统包括：
环境数据探测器：用于探测畜禽舍的环境数据；
畜禽舍控制主机：与环境数据探测器信号连接，用于接收环境数据探测器的数据；
云平台服务器：与畜禽舍控制主机信号连接，用于将畜禽舍接收的环境数据探测器的数据进行保存，并对环境数据探测器根据分析策略进行分析；
数据检索PC机：分别与畜禽舍控制主机和云平台服务器进行信号连接，用于对数据进行检索。
2.根据权利要求1所述的带有云平台的畜禽舍环境控制系统，其特征在于：所述环境数据探测器包括温度探测器和湿度探测器，分别用于探测畜禽舍的温度和湿度参数。
3.根据权利要求1所述的带有云平台的畜禽舍环境控制系统，其特征在于：所述畜禽舍控制主机通过标准解释器与环境数据探测器信号连接。
4.根据权利要求1所述的带有云平台的畜禽舍环境控制系统，其特征在于：所述畜禽舍控制主机还信号连接有执行器，并且所述畜禽舍控制主机通过监测模块与执行器信号连接。
5.根据权利要求4所述的带有云平台的畜禽舍环境控制系统，其特征在于：所述执行器还连接有喷淋雾化设备和温度控制设备。
6.一种带有云平台的畜禽舍环境控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：环境数据探测器探测畜禽舍的环境数据，并上传至畜禽舍控制主机；
S2：畜禽舍控制主机将畜禽舍的环境数据上传到云平台服务器中进行保存；
S3：云平台服务器根据畜禽舍的环境数据以及环境数据分析策略进行分析，分析判断出当前的环境数据是否需要进行调控；
S4：当云平台服务器分析判断出当前的环境数据需要调控时，将调控数据信号反馈给畜禽舍主机，畜禽舍主机通过执行器对畜禽舍的环境进行调控。
7.根据权利要求6所述的带有云平台的畜禽舍环境控制方法，其特征在于：所述S1步骤中环境数据探测器包括安装在畜禽舍内的温度探测器和湿度探测器分别探测畜禽舍内的温度和湿度参数数据，并上传到畜禽舍控制主机。
8.根据权利要求6所述的带有云平台的畜禽舍环境控制方法，其特征在于：所述S3步骤中还包括通过数据检索PC机对数据进行检索，并将检索结果反馈给云平台服务器。
9.根据权利要求6所述的带有云平台的畜禽舍环境控制方法，其特征在于：所述S4步骤中执行器连接有喷淋雾化设备和温度控制设备，当云平台服务器分析判断出当前的环境数据需要调控时，将调控数据信号反馈给畜禽舍主机，畜禽舍主机通过执行器控制喷淋雾化设备和温度控制设备对畜禽舍的温度和湿度进行调控。
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