一种智能监测装置、系统及控制方法
技术领域
本申请涉及智能监测技术领域,尤其涉及一种智能监测装置、系统及控制方法。
背景技术
种蛋经过18天的孵化过程后,将进入出雏期,在此阶段,如何控制同一批种蛋尽可能在同一时间段出雏,即提高“出雏均匀度”,是目前所有孵化场都会面临的难题。同一台出雏器里,有些雏鸡可以孵化出壳,但是还有一部分雏鸡还没出壳,如果这时候把雏鸡全拉出来,就会增加雏鸡的淘汰率;如果等所有的雏鸡都能孵化时,又会有一部分雏鸡出现“脱水”症状。
对于“出雏不均匀”,环境因素是主要原因之一,如出雏器内环境温度、湿度不合适,二氧化碳含量高等。环境温度、湿度的不合适,会使得种蛋受热不均匀。二氧化碳主要作用于雏鸡“啄壳”阶段,如果出雏器里的二氧化碳含量达到一定浓度时,能刺激胚胎“啄壳”,提早出雏时间。
目前孵化场主要有两种出雏方式:一种是按固定时间出雏,另一种是分多次出雏。按固定时间出雏主要是依靠个人经验来判断出雏时间,孵化场员工通常利用“孵化窗口”判断出雏的快慢程度来决定出雏的时间。“孵化窗口”指员工在出雏前抽查不同位置的出雏情况判断和调节出雏进展,如果出雏温度合适,那么在出雏鸡前24h,出雏率能达到30%,出雏前12h,出雏率能到65%。如果实际出雏比例高,可以降低出雏温度或者提前从出雏器中拉出雏鸡;如果实际出雏比例低,可以延长种蛋在出雏器内的时间。
采取分多次出雏的方式,工作人员先从出雏器里把已经出雏的雏鸡拿出来,然后把未出雏的种蛋留在出雏器里继续出雏,直到这部分雏鸡被拉出出雏器为止。
温度、湿度、二氧化碳等环境因素的调控对出雏率有十分重要的影响,但当前的环境监测传感器一般都放置在出雏车外,收集到的环境数据与出雏车内的实际情况有差距,对生产的指导意义有限。
出雏时间不均匀,将会出现两个方面的问题,一是出雏晚增加“脱水”的情况,二是出雏早增加“卵黄”感染。出雏不均匀不仅降低了孵化场的健雏率,影响企业经济效益,而且还会对孵出雏鸡的饲养性能产生影响。以肉鸡为例,出雏不均匀将会导致肉鸡平均体重较小,养殖场饲养效果不理想。
现有的两种方法都主要依靠人员经验,不具备基于环境数据的精准监控进行决策的客观性和科学性,不能实现在最合适的时间内将雏鸡拉出出雏器,直接影响了健雏率和鸡苗的饲养性能。
针对相关技术中存在的诸多技术问题,目前尚未提供有效的解决方案。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题,本申请提供了一种智能监测装置、系统及控制方法。
第一方面,本申请提供了一种智能监测装置,包括:
用于获取出雏车内环境参数的传感器模块;
用于控制所述传感器模块进行管控的控制模块;
用于进行边缘计算的网关;
所述控制模块与所述传感器模块电连接,用于管控所述传感器模块进行所述环境参数的采集;
所述网关与所述控制模块通信连接,用于得到所述控制模块获取的环境参数,并得到环境参数与采集时间之间的第一对应关系,以及根据所述第一对应关系和出雏预测模型得到所述出雏车内的种蛋的预计出雏时间;其中,所述出雏预测模型中包括:孵化阶段中各个时间与环境参数的第二对应关系。
进一步地,如前述的智能监测装置,所述传感器模块包括以下至少一类传感器:
用于监测出雏车内的环境温度及湿度的温湿度传感器,用于监测出雏车内的二氧化碳浓度的二氧化碳传感器和用于监测出雏车内的粉尘浓度的PM传感器。
进一步地,如前述的智能监测装置,还包括:电源模块;
所述电源模块与所述传感器模块和控制模块电连接,并向所述传感器模块和控制模块进行供电。
第二方面,本申请提供了一种应用于第一方面中任一项所述智能监测装置的控制方法,包括:
传感器模块在控制模块管控下采集出雏车内的环境参数;
控制模块将所述环境参数上传至网关;
所述网关确定所述环境参数的采集时间,并建立所述环境参数与采集时间之间的第一对应关系;
所述网关根据所述第一对应关系和出雏预测模型得到预计出雏高峰期。
进一步地,如前述的控制方法,还包括:
所述网关获取至少一个历史环境参数信息,并确定与各个所述历史环境参数信息对应的历史出雏高峰期;其中,所述历史环境参数信息包括:一一对应的历史环境参数与孵化时间;
根据所述历史环境参数信息以及历史出雏高峰期训练得到所述出雏预测模型。
进一步地,如前述的控制方法,在采集出雏车内的环境参数之后,还包括:
所述网关获取历史环境参数信息;其中,所述历史环境参数信息包括:一一对应的历史环境参数与孵化时间;
所述网关根据所述历史环境参数信息分析得到各个孵化时间所对应的第一环境参数;
所述网关根据所述各个孵化时间所对应的第一环境参数以及所述出雏车内当前的环境参数得到环境参数调整信息。
进一步地,如前述的控制方法,还包括:
所述网关获取提前告知时间;
所述网关根据所述预计出雏高峰期生成通知信息;其中,所述通知信息用于提醒相关人员在预计出雏高峰期进行出雏;
所述网关按照所述提前告知时间将所述通知信息发送至物联网平台。
第三方面,本申请提供一种非暂态计算机可读存储介质,所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令使所述计算机执行第二方面任一项中所述网关对应的处理方法。
第四方面,本申请提供一种智能监测系统,包括:如第一方面任一项中所述的智能监测装置;还包括:物联网平台;
所述智能监测装置设于出雏车内;
所述物联网平台与所述智能监测装置通信连接,用于驱动所述智能监测装置进行数据分析以及对所述智能监测装置上传的数据进行保存。
进一步地,如前述的智能监测系统,还包括:SaaS平台;
所述SaaS平台与所述物联网平台通信连接,用于接收由所述物联网平台中转的所述智能监测装置上传的数据,并对所述智能监测装置上传的数据进行展示。
本申请实施例提供一种智能监测装置、系统及控制方法,其中装置包括:用于获取出雏车内环境参数的传感器模块;用于控制所述传感器模块进行环境参数采集的控制模块;用于进行边缘计算的网关;所述控制模块与所述传感器模块电连接,用于管控所述传感器模块进行所述环境参数的采集;所述网关与所述控制模块通信连接,用于得到所述控制模块获取的环境参数,并得到所述环境参数的变化规律以及根据所述环境参数的变化规律得到所述出雏车内的种蛋的预计出雏时间。本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点:能够监控出雏车内的环境参数,进而能够通过对环境参数进行数据分析,分析雏鸡出雏高峰期各环境指标的变动规律,以此作为判断何时将雏鸡拉出出雏器的决策依据;通过本申请装置及控制方法可以对出雏车内环境数据的精准监测,从而更合理的调整诸如温度、湿度以及控制通风等出雏的环境条件。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种智能监测系统的模块结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种智能监测装置的内部结构正视图;
图3为本申请实施例提供的一种智能监测装置的内部结构主视图;
图4为本申请实施例提供的一种智能监测装置的主视图;
图5为本申请实施例提供的一种智能监测装置的控制方法流程示意图;以及
图6为本申请实施例提供的又一种智能监测装置的控制方法流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
如图1至图4所示,为本申请实施例提供的一种智能监测装置,包括:
用于获取出雏车内环境参数的传感器模块1;
也就是说,传感器模块1是用于直接检测出雏车内部环境的环境参数,相对于现有技术中检测出雏车外的环境参数,能够更加准确直观地体现种蛋发育环境的环境参数;此外,传感器模块1可以包括一个或多个传感器;
用于控制传感器模块1进行管控的控制模块2;
用于进行边缘计算的网关4;
具体的,所述边缘计算是指在靠近物或数据源头的一侧,采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台,就近提供最近端服务,其应用程序在边缘侧发起,可以产生更快的网络服务响应。本方案采用边缘计算的方式,将算法写入网关4,网关4在接收控制模块2上报的数据之后,从而实现实时的环境数据分析。
控制模块2与传感器模块1电连接,用于管控传感器模块1进行环境参数的采集;
具体的,控制模块2优选的可以采用能够与传感器模块1进行数据/指令传输的控制卡,以达到对传感器模块1的管控,并获取传感器模块1检测得到的环境参数;一般的,由于传感器模块1检测得到的环境参数为模拟量,因此还需设置模数转化器以对模拟量进行转换,以便于对环境参数进行后续的处理;
网关4与所述控制模块2通信连接,用于得到控制模块2获取的环境参数,并得到环境参数与采集时间之间的第一对应关系,以及根据所述第一对应关系和出雏预测模型得到所述出雏车内的种蛋的预计出雏时间;其中,出雏预测模型中包括:孵化阶段中各个时间与环境参数的第二对应关系。
具体的,网关4与控制模块2之间可以通过WiFi、蓝牙、ZigBee、lora网络进行通信连接;优选的,由于ZigBee网络具有的低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全的特点,因此,优选通过ZigBee网络建立起所述控制模块2与网关4之间的通信;也就是说,网关4主要承担计算及数据分析的任务,在本申请中,网关4用于对传感器模块1采集的环境参数进行分析,得到其变化规律;一般的,所述出雏预测模型为:环境参数随着时间的变化关系,当只存在一个环境参数时,可以通过一条曲线进行表征,当存在N个环境参数时,可以通过N条曲线进行表征,且出雏预测模型中的时间为在孵化阶段中的时间,且一般从0(即开始孵化时)开始计算时间;并且出雏预测模型能够通过将实时采集到的的环境参数与采集时间之间的第一对应关系与出雏预测模型中的环境参数随时间的变化关系进行比对进而得到当前所处的阶段,并得到距离出雏高峰期的时间。
根据本申请另一个实施例提供的智能监测装置,传感器模块1包括以下至少一类传感器:
用于监测出雏车内的环境温度及湿度的温湿度传感器11,用于监测出雏车内的二氧化碳浓度的二氧化碳传感器12和用于监测出雏车内的粉尘浓度的PM传感器13。
具体的,在出雏阶段出现的“出雏不均匀”的情况,其主要原因是环境因素,如出雏器内环境温度、湿度不合适,二氧化碳含量高等。环境温度、湿度的不合适,会使得种蛋受热不均匀。其中,二氧化碳的作用在于雏鸡“啄壳”阶段,如果出雏器里的二氧化碳含量达到一定浓度时,能刺激胚胎“啄壳”,提早出雏时间。因此,通过设置所述温湿度传感器11可以通过检测温湿度,并对其进行调整,进而使种蛋受热均匀。通过设置,二氧化碳传感器12也可以利于提早实现出雏。此外,设置PM传感器13可以监测出雏车内的PM10浓度(即粉尘浓度),由于雏鸡破壳后羽毛会产生较多粉尘,因此将PM10浓度作为判断雏鸡数量的依据。
如图2及图3所示,根据本申请另一个实施例提供的智能监测装置,还包括:电源模块3;
电源模块3与传感器模块1和控制模块2电连接,并向传感器模块1和控制模块2进行供电。
具体的,所述电源模块3可以是市电供电,也可以是电池供电;在本申请中所述电源模块3优选采用电池供电,且如图4所示,传感器模块1、控制模块2和电源模块3封装在同一个外壳内,且传感器模块1的探头设于外壳外部,用于探测外界环境参数;根据本申请装置的一种应用,还可以通过所述控制模块2获取所述电源模块3的电量信息,并且将其上传至网关4,便于进行远程监控,并在电池剩余电量不足的情况时及时进行电池的更换或充电,防止出现装置无法正常运行的情况。
如图5所示,根据本申请的另一方面,还提供一种应用于前述实施例中任一项智能监测装置的控制方法,包括如下所述步骤S1至S3:
S1. 传感器模块1在控制模块2管控下采集出雏车内的环境参数;
也就是说,传感器模块1是在控制模块2的管控下才会进行环境参数的采集;
S2. 控制模块2将环境参数上传至网关4;
具体的,传感器模块1在采集得到所述环境参数之后,会将其传输至所控制模块2,并且所述控制模块2在接收到之后,中转给所述网关4,一般的,由于控制模块2与网关4并不是直接电连接的,因此通过两者之间的网络连接将控制模块2中的环境参数上传至网关4;
S3. 网关4确定环境参数的采集时间,并建立环境参数与采集时间之间的第一对应关系;
具体的,环境参数与采集时间之间的第一对应关系可以是环境参数随时间的变化曲线,也可以是体现有环境参数与时间的对应关系的表格;
也就是说,环境参数的变化规律是根据一持续时间段内获取的环境参数得到的,优选的,在对种蛋进行出雏培育时即开始获取环境参数,并将其列入变化规律中,且环境参数的采集,一般采用周期性获取,例如每小时获取一次或每天获取一次等等,可以根据实际需求进行选择,在此不做具体限定。
S4. 网关4根据第一对应关系和出雏预测模型得到预计出雏高峰期。
具体的,出雏高峰期为出雏量达到最高时的时间点;
一般的,所述出雏预测模型为:用于预测出雏时间的模型;在将检测得到的环境参数与采集时间对应输入出雏预测模型之后,即可计算得到对应的出雏高峰期;且出雏预测模型中可以包括环境参数随着时间的变化关系,当只存在一个环境参数时,可以通过一条曲线进行表征,当存在N个环境参数时,可以通过N条曲线进行表征,且出雏预测模型中的时间为在孵化阶段中的时间,且一般从0(即开始孵化时)开始计算时间;并且出雏预测模型能够通过将实时采集到的的环境参数与采集时间之间的第一对应关系与出雏预测模型中的环境参数随时间的变化关系进行比对进而得到当前所处的阶段,并得到距离出雏高峰期的时间。
因此,通过上述方法可以分析雏鸡出雏高峰期各环境指标的变动规律,以此作为判断何时将雏鸡拉出出雏器的决策依据;通过出雏车内环境参数的精准监测,从而更合理的调整出雏的环境条件,包括温度、湿度以及控制通风等。
举例来说对上述方法的一种应用为:当预先得到的出雏高峰器的环境参数与时间的第二对应关系可以分为连续的时间段A、B和C,并且每个时间段对应一段变化规律;当实时得到的变化规律与时间段A的变化规律一致或近似(误差在一设定的阈值内)时,则可以得到距离出雏高峰期的时长还有B+C。
在另一个实施例中,如前述的控制方法,出雏预测模型的建立方法包括如下步骤:
S5. 网关4获取至少一个历史环境参数信息,并确定与各个历史环境参数信息对应的历史出雏高峰期;其中,历史环境参数信息包括:一一对应的历史环境参数与孵化时间;
具体的,每个历史环境参数信息对应的历史出雏高峰期所处的时间点为该历史环境参数信息对应的孵化时间中的一个;
举例的,历史环境参数信息A对应有:历史出雏高峰期A以及孵化时间集合A;则孵化时间集合A中包括有历史出雏高峰期A;
S6. 网关4根据历史环境参数信息以及历史出雏高峰期训练得到出雏预测模型;
也就是说,出雏预测模型的建立是基于历史数据得到的,具体的,每个历史环境参数信息即为一次孵化过程中环境参数随孵化时间的变化关系,且每个历史环境参数信息都有一个对应的历史出雏高峰期;一般的,由于环境以及种蛋的个体因素等差异,不同的历史环境参数信息往往各不相同,且不同历史环境参数信息所对应的历史出雏高峰期也各不相同;因此,其中一种实现方法可以是:出雏预测模型中包括多个子模型,每个子模型都是根据一组对应的历史环境参数信息以及出雏高峰期得到的;因而,在预测出雏高峰期时,可以将实时检测得到的环境参数与采集时间之间的第一对应关系在各个子模型中匹配,得到最相近的子模型,然后通过最相近的子模型预测得到出雏高峰期。
在另一个实施例中,如前述的控制方法,在获取出雏车内的环境参数之后,还包括:
网关4获取历史环境参数信息;其中,历史环境参数信息包括:一一对应的历史环境参数与孵化时间;一般的,历史环境参数信息会获取多个
网关4根据历史环境参数信息分析得到各个孵化时间所对应的第一环境参数;
也就是说,所述第一环境参数为根据历史经验数据分析得到的参数;其用于表征在出雏过程中每个时间段/时间点的最适宜出雏的环境参数;其中一种获取方法可以是,在多个历史环境参数信息中得到出雏率最高的历史环境参数信息,并将出雏率最高的历史环境参数信息中的历史环境参数与孵化时间之间的对应关系作为参数调整依据,并得到各个孵化时间所对应的第一环境参数;
网关4根据第一环境参数以及出雏车内的环境参数得到环境参数调整信息;
也就是说,网关4在获取由控制模块2上传的出雏车内的环境参数之后,通过判断当前出雏的阶段,得到当前阶段对应的最利于出雏的第一环境参数;通过出雏车内的环境参数以及当前阶段对应的第一环境参数得到需要进行调整的参数种类以及调整数值,然后根据参数种类得到与其对应的模块(例如:当参数种类是温度时,则通过温度调节模块进行调整;当参数种类是湿度时,则通过湿度调节模块进行调整);并根据调整数值得到对应模块的运行策略(包括:运行时长、运行功率等等)。
在另一个实施例中,如前述的控制方法,还包括:
T1. 网关4获取提前告知时间;
具体的,上述的提前告知时间为预设的,且提前告知时间为提前通知相关人员进行出雏的时间,使相关人员能够事先准备出雏相关工作;
T2. 网关根据预计出雏高峰期生成通知信息;其中,通知信息用于提醒相关人员在预计出雏高峰期进行出雏;
也就是说,通知信息会根据出雏高峰期进行调整,优选的,通知信息种还包括进行出雏的出雏车,使相关人员能够选择准确的出雏车在出雏高峰期进行出雏;
举例来说,当出雏高峰期为2019年10月10号10点,生成的通知信息可以是:编号为XX的出雏车的出雏高峰期为2019年10月10号10点,请相关人员提前准备;
T3. 网关按照提前告知时间将通知信息发送至物联网平台;
举例来说:当提前告知时间为1天时,出雏高峰期为2019年10月10号10点;则在2019年10月9号10点,将通知信息发送至物联网平台,然后由物联网平台推送给相关人员或平台。
本申请实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质,非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,计算机指令使计算机执行上述方法实施例中网关4所执行的步骤。
如图1所示,本申请实施例还提供一种智能监测系统,包括:如前所述任一实施例中的智能监测装置;还包括:物联网平台5;
智能监测装置设于出雏车内;
物联网平台5与智能监测装置通信连接,用于驱动智能监测装置进行数据分析以及对智能监测装置上传的数据进行保存。
具体的,物联网平台5即IoT平台,可以进行硬件的规则配置、监控、报警、设备通信以及数据存储分析等。现场设备由物联网平台5进行统一管理,并将现场设备返回的数据存储在物联网平台5上。本方案下,物联网平台5驱动网关4进行数据分析。
如图1所示,本申请实施例还提供一种智能监测系统,还包括:SaaS平台6;
SaaS平台6与物联网平台5通信连接,用于接收由物联网平台5中转的智能监测装置上传的数据,并对智能监测装置上传的数据进行展示。
具体的,分析结果经物联网平台5中转给SaaS平台6,在SaaS平台6上进行展示,优选的,SaaS平台6为一款面向用户的操作系统,可绑定出雏监测系统,显示采集到的传感器数据以及出雏监测系统的电量等。
需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。