CN113907018A - 一种猪舍有害微生物智能感知及监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种猪舍有害微生物智能感知及监测系统，属于微生物检测分析系统领域；一种猪舍有害微生物智能感知及监测系统，作用于猪舍中每个独立的猪栏内，包括收集单元，收集猪栏内的微生物气溶胶；检测单元，检测收集单元收集的单位体积的气溶胶内微生物含量；加热单元，位于猪栏所在地底；识别单元，判断猪栏内猪的排泄物、猪、食槽的具体位置；控制单元，获取检测单元的检测结果并区分有害微生物的数量，控制加热单元的加热温度及加热区域；它可以实现预先检测猪舍内是否有有害微生物生成，预先检测猪舍内有害微生物的活动范围，预先检测猪舍内有害微生物的正常生长及扩散时间，对猪舍内消毒作业的时间和范围做出指示。
Description
技术领域
本发明属于微生物检测分析系统领域，更具体地说，涉及一种猪舍有害微生物智能感知及监测系统。
背景技术
猪舍内具有多个独立的猪栏，用于饲养不同年龄段和不同生长阶段的猪。由于猪舍具有一定的封闭性，猪栏内的微生物极易繁殖，若消毒不及时或消毒力度不够，会使猪感染生病，造成饲养者的重大经济损失。
由于猪的自身特点，猪栏一般呈狭长的矩形，猪栏内靠近猪舍过道的区域为猪的进食区，猪栏内靠近远离猪舍过道的区域为猪的排泄区，进食区和排泄区之间为猪的活动区，猪在日常大部分时间内位于活动区内活动。
猪栏内的进食区和排泄区由于分别堆积了过多的食物残渣、过多的排泄物，食物残渣和排泄物的主要成分是有机物，有机物是滋养微生物的摇篮，极易培养出有害的微生物，对猪造成生理健康威胁。
现有的猪栏消毒仅仅是通过人工喷洒消毒水，且喷洒消毒水的间隔时间，针对区域都是没有规划的，仅通过肉眼判断和经验判断，不具有科学性，对微生物的消杀没有针对性，也没有对消毒水的用量成本进行控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种猪舍有害微生物智能感知及监测系统，它可以实现预先检测猪舍内是否有有害微生物生成，预先检测猪舍内有害微生物的活动范围，预先检测猪舍内有害微生物的正常生长及扩散时间，对猪舍内消毒作业的时间和范围做出指示。
本发明的一种猪舍有害微生物智能感知及监测系统，作用于猪舍中每个独立的猪栏内，包括收集单元，收集猪栏内的微生物气溶胶。
检测单元，检测收集单元收集的单位体积的气溶胶内微生物含量。
加热单元，位于猪栏所在地底，用于加热猪栏地面，促使微生物繁殖。
识别单元，通过热成像技术，判断猪栏内猪的排泄物、猪、食槽的具体位置。
控制单元，获取检测单元的检测结果并区分有害微生物的数量，获取识别单元的识别结果并规划猪栏的进食区、活动区和排泄区，控制加热单元的加热温度及加热区域。
作为本发明的进一步改进，收集单元包括上吸收组件，上吸收组件位于猪栏上侧，上吸收组件吸收范围覆盖加热单元所在区域。
作为本发明的进一步改进，收集单元包括侧吸收组件，侧吸收组件位于进食区所在猪栏壁内，从侧向吸收进食区发出的微生物气溶胶。
作为本发明的进一步改进，侧吸收组件包括电动扇。进食区所在猪栏的前壁。前壁开设有贯通的扇孔，电动扇位于扇孔内并可绕自身轴心转动。前壁位于猪栏外侧端面固定设置有密封罩，密封罩覆盖并封闭扇孔，密封罩仅有一个开口，并将扇孔与检测单元连通。电动扇的驱动受控制单元的控制，电动扇转动后驱动扇孔周围气体向扇孔内方向运动直至通过密封罩排入检测单元。
作为本发明的进一步改进，加热单元的加热档位包括一档、二挡和三档。在不同档位上，加热单元加热的温度均不同。一档、二挡和三档的加热温度从高至低逐级递减。猪栏地面受热时，加热单元档位从一档、二挡至三档逐级变化。控制单元记录每个加热档位下检测单元的检测结果。加热单元的档位变化呈循环式，每个循环的间隔时间受控制单元控制。
作为本发明的进一步改进，加热档位为一档时，猪栏内的被加热地面温度升高至沤肥级温度。沤肥级温度为微生物繁殖最快时的温度。
作为本发明的进一步改进，加热档位为二档时，猪栏内的被加热地面温度升高至扩散级温度。扩散级温度为微生物运动活性最高时的温度。
作为本发明的进一步改进，加热档位为三档时，猪栏内的被加热地面温度升高至常温级温度。常温级温度为与猪栏所处室温相同的温度。
作为本发明的进一步改进，还包括温度仪。温度仪位于猪舍内，温度仪检测猪舍室温，并将温度信息传递给控制单元。控制单元根据获取到的室温数值，调节一档时加热单元的升温数值、二档时加热单元的升温数值、三档时加热单元的升温数值。
作为本发明的进一步改进，还包括消毒单元，消毒单元可喷洒消毒水，消毒单元的作业受控制单元的控制。消毒单元的作业呈循环式和区域式。消毒作业的每次循环时间受控制单元的控制。消毒作业的区域位置基于控制单元的控制指令。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
1. 本发明通过设置加热单元，对猪栏地面进行加热，加速猪栏内微生物的生长和扩张，有效保证饲养者可预先判断猪栏内是否会生长有害微生物、有害微生物的扩张后活动范围、有害微生物在室温下正常生长的时间和扩张的范围，有利于消毒单元进行区域针对性的消杀，并控制每次消杀的间隔时间，精准判断消毒位置，精准控制消毒水的用量成本。
2. 本发明通过设置识别单元，通过识别猪大部分时间的活动位置、排泄物、食槽的位置，来具体划分进食区、活动区、排泄区的具体区域，对加热单元加热的具体区域做出规划；在精准加热的基础上，有效控制加热成本。
3. 本发明的识别单元通过热成像技术来判断猪的位置、食槽的位置、排泄物的位置，同时也能监控受加热单元加热后的猪栏地面的温度，监控排泄物、实务残渣是否被加热超温，具有监控加热单元是否升温过高的有益效果。
4. 本发明加热档位具有三种档位，受加热的区域依次经历一档、二挡、三档，一档、二挡、三档的加热温度逐级降低，一档时猪栏内的被加热地面温度升高至微生物繁殖最快时的温度，二挡时猪栏内的被加热地面温度升高至微生物运动活性最高时的温度，三挡时猪栏内的被加热地面温度升高至与猪栏所处室温相同的温度，一档、二挡、三档分别利于检测猪栏内是否会生长有害微生物、有害微生物的扩张后活动范围、有害微生物在室温下正常生长的时间和扩张的范围。
5. 本发明通过设置温度仪，温度仪用于获取猪舍内的室温，控制单元调节在一档、二挡、三档时的升温数值，有效避免加热单元将猪栏内地面温度升温过高或过低的问题出现。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的进食区、活动区、排泄区的划分平面结构示意图；
图3为本发明的加热单元的位置平面结构示意图；
图4为本发明的侧吸收组件处的立体结构示意图。
图中标号说明：
猪栏1、进食区101、活动区102、排泄区103、前壁104、收集单元2、电动扇201、检测单元3、加热单元4、识别单元5。
具体实施方式
具体实施例一：请参阅图1-4的一种猪舍有害微生物智能感知及监测系统，作用于猪舍中每个独立的猪栏1内，包括收集单元2、检测单元3、加热单元4、识别单元5、温度仪和消毒单元。
收集单元2包括多个喇叭状的吸烟罩，吸烟罩位于猪栏1上侧，吸烟罩的吸收范围覆盖进食区101、活动区102、排泄区103所在区域，吸烟罩用于收集猪栏1内的微生物气溶胶，吸烟罩远离猪栏1端与检测单元3连通。
检测单元3用于检测收集单元2收集的单位体积的气溶胶内微生物含量。检测单元3包括微生物培养监测仪器和微生物鉴定仪器。微生物培养监测仪器通常由孵育模块、检测模块、控制/报警模块、显示模块、随机软件模块等组成，还可包括空气过滤、条码扫描等，原理一般为通过测量光散射，光密度，电阻抗，压力感应，产色（二氧化碳）或是通过细菌直接计数的变化来确定细菌悬浮在液体培养基的浓度。微生物鉴定仪器通常由主机模块、随机软件模块、条码阅读器模块等组成，原理一般为通过形态学、生长、生理学及临床化学的手段鉴定从生物样本中分离出的传染性和/或病原性的微生物。从而将获取的微生物气溶胶中判断有害微生物的种类和数量。微生物培养监测仪器和微生物鉴定仪器均具有自动冲洗结构，便于二次检测，该技术为现有技术，在此不赘述。
加热单元4包括地暖电热器，地暖电热器位于猪栏1所在地底，用于加热猪栏1地面，促使微生物繁殖。地暖电热器的加热档位包括一档、二挡和三档。在不同档位上，地暖电热器加热的温度均不同。一档、二挡和三档的加热温度从高至低逐级递减。猪栏1地面受热时，地暖电热器档位从一档、二挡至三档逐级变化。控制单元记录每个加热档位下检测单元3的检测结果。地暖电热器的档位变化呈循环式，每个循环的间隔时间受控制单元控制。
加热档位为一档时，猪栏1内的被加热地面温度升高至沤肥级温度。沤肥级温度为微生物繁殖最快时的温度。
加热档位为二档时，猪栏1内的被加热地面温度升高至扩散级温度。扩散级温度为微生物运动活性最高时的温度。
加热档位为三档时，猪栏1内的被加热地面温度升高至常温级温度。常温级温度为与猪栏1所处室温相同的温度。
微生物中的病原菌为主要的有害微生物，病原菌一般为嗜温菌，本实施例针对的有害微生物为嗜温菌。嗜温菌最适宜的繁殖温度为30~35℃；嗜温菌运动活性最高的温度为25~30℃。由于嗜温菌的繁殖需要养分，嗜温菌在最适宜繁殖的温度下受生物的繁衍天性所控制，大部分的时间都会用于繁殖，导致嗜温菌运动活性最高的温度与最适宜繁殖的温度不同，在25~30℃范围内，嗜温菌可保证繁殖率，同时会扩张寻找更多的有机物养分来保证生存，所以此时嗜温菌的运动活性最高。
识别单元5包括热成像仪，通过热成像技术，判断猪栏1内猪的排泄物、猪、食槽的具体位置。由于猪的体温、排泄物附带的温度、食槽内食物的温度和无机的建筑材料温度不同，可通过热成像来检测猪的排泄物、猪、食槽的具体位置，由此作为判定进食区101、活动区102、排泄区103的具体区域划分的依据。
猪栏1内靠近猪舍过道的区域为猪的进食区101，猪栏1内靠近远离猪舍过道的区域为猪的排泄区103，进食区101和排泄区103之间为猪的活动区102，猪在日常大部分时间内位于活动区102内活动。进食区101内有猪的食物残渣。排泄区103内猪的有排泄物。由于猪栏1的地面受到加热后，热气流会带动微生物形成的气溶胶向上飘起，直至进入喇叭状的吸烟罩内，吸烟罩的设置运用气溶胶温度升高向上飘起的特点，有效避免了主动吸收气溶胶而浪费能量的缺陷。
控制单元，获取检测单元3的检测结果并区分有害微生物的数量，获取识别单元5的识别结果并规划猪栏1的进食区101、活动区102和排泄区103，控制加热单元4的加热温度及加热区域。
温度仪位于猪舍内，温度仪检测猪舍室温，并将温度信息传递给控制单元。控制单元根据获取到的室温数值，调节一档时加热单元4的升温数值、二档时加热单元4的升温数值、三档时加热单元4的升温数值。比如：当室温为22℃时，调节至一档设定温度为地暖电热器升温8~13℃；调节至二档设定温度为地暖电热器升温3~8℃；调节至一档设定温度为地暖电热器升温0℃。
控制单元根据检测单元3检测的结果，分析在该猪栏1内，是否会有有害微生物生成、有害微生物的最大活动范围、有害微生物在室温下的生长时间。
消毒单元可喷洒消毒水，消毒单元的作业受控制单元的控制。消毒单元的作业呈循环式和区域式。消毒作业的每次循环时间受控制单元的控制。消毒作业的区域位置基于控制单元的控制指令，有效保证消毒区域的精准和消毒水的用量成本控制。
具体实施例二：与具体实施例一不同的是，收集单元2包括电动扇201。进食区101所在猪栏1的前壁104。前壁104开设有贯通的扇孔，电动扇201位于扇孔内并可绕自身轴心转动。前壁104位于猪栏1外侧端面固定设置有密封罩，密封罩覆盖并封闭扇孔，密封罩仅有一个开口，并将扇孔与检测单元3连通。电动扇的驱动受控制单元的控制，电动扇转动后驱动扇孔周围气体向扇孔内方向运动直至通过密封罩排入检测单元3。由于进食区101内存在食物残渣，食物残渣是良好的嗜温菌繁殖温床，在进食区101内的嗜温菌数量会很多，所以采用主动收集的方式，有效避免嗜温菌收集不全面导致数据超差的情况发生。
具体实施例三：与具体实施例一不同的是，收集单元2包括电动扇201。排泄区103所在猪栏1的后壁。后壁开设有贯通的扇孔，电动扇201位于扇孔内并可绕自身轴心转动。后壁位于猪栏1外侧端面固定设置有密封罩，密封罩覆盖并封闭扇孔，密封罩仅有一个开口，并将扇孔与检测单元3连通。电动扇的驱动受控制单元的控制，电动扇转动后驱动扇孔周围气体向扇孔内方向运动直至通过密封罩排入检测单元3。由于排泄区103内存在排泄物，排泄物是良好的嗜温菌繁殖温床，在排泄区103内的嗜温菌数量会很多，所以采用主动收集的方式，有效避免嗜温菌收集不全面导致数据超差的情况发生。
具体实施例四：在具体实施例一的基础上，收集单元2包括电动扇201。进食区101所在猪栏1的前壁104。排泄区103所在猪栏1的后壁。前壁104和后壁均开设有贯通的扇孔，电动扇201位于扇孔内并可绕自身轴心转动。前壁104位于猪栏1外侧端面和后壁位于猪栏1外侧端面均固定设置有密封罩，密封罩覆盖并封闭扇孔，密封罩仅有一个开口，并将扇孔与检测单元3连通。电动扇的驱动受控制单元的控制，电动扇转动后驱动扇孔周围气体向扇孔内方向运动直至通过密封罩排入检测单元3。由于排泄区103内存在排泄物，排泄物是良好的嗜温菌繁殖温床，在排泄区103内的嗜温菌数量会很多；且进食区101内存在食物残渣，食物残渣是良好的嗜温菌繁殖温床，在进食区101内的嗜温菌数量会很多；所以采用主动收集的方式，有效避免嗜温菌收集不全面导致数据超差的情况发生。
具体实施例五：与具体实施例一至四不同的是，加热档位的一档、二挡、三档的加热温度逐级降低。其中，一档的加热温度为35~40℃，二挡的加热温度为30~35℃；一档的温度高于嗜温菌最适宜的繁殖温度，有效保证在一档加热时嗜温菌数量不多。二挡的加热温度适宜嗜温菌的繁殖，嗜温菌繁殖到高峰后，可大致判断嗜温菌的最大扩张范围，消毒单元可针对在最大扩张范围内进行消毒。这样的设置可以保证嗜温菌的繁殖，同时也限制了嗜温菌的繁殖速度和繁殖范围，有效避免在经过一档加热后，嗜温菌基数多，到二挡加热时，嗜温菌繁殖过快导致来不及消毒，将猪感染的问题发生。
Claims (10)
1.一种猪舍有害微生物智能感知及监测系统，作用于猪舍中每个独立的猪栏（1）内，其特征在于：包括
收集单元（2），收集猪栏（1）内的微生物气溶胶；
检测单元（3），检测收集单元（2）收集的单位体积的气溶胶内微生物含量；
加热单元（4），位于猪栏（1）所在地底，用于加热猪栏（1）地面，促进微生物繁殖；
识别单元（5），通过热成像技术，判断猪栏（1）内猪的排泄物、猪、食槽的具体位置；
控制单元，获取检测单元（3）的检测结果并区分有害微生物的数量，获取识别单元（5）的识别结果并规划猪栏（1）的进食区（101）、活动区（102）和排泄区（103），控制加热单元（4）的加热温度及加热区域。
2.根据权利要求1所述的一种猪舍有害微生物智能感知及监测系统，其特征在于：收集单元（2）包括上吸收组件，上吸收组件位于猪栏（1）上侧，上吸收组件吸收范围覆盖加热单元（4）所在区域。
3.根据权利要求1所述的一种猪舍有害微生物智能感知及监测系统，其特征在于：收集单元（2）包括侧吸收组件，侧吸收组件位于进食区（101）所在猪栏（1）壁内，从侧向吸收进食区（101）发出的微生物气溶胶。
4.根据权利要求3所述的一种猪舍有害微生物智能感知及监测系统，其特征在于：侧吸收组件包括电动扇（201）；进食区（101）所在猪栏（1）的前壁（104）；前壁（104）开设有贯通的扇孔，电动扇（201）位于扇孔内并可绕自身轴心转动；前壁（104）位于猪栏（1）外侧端面固定设置有密封罩，密封罩覆盖并封闭扇孔，密封罩仅有一个开口，并将扇孔与检测单元（3）连通；电动扇的驱动受控制单元的控制，电动扇转动后驱动扇孔周围气体向扇孔内方向运动直至通过密封罩排入检测单元（3）。
5.根据权利要求1所述的一种猪舍有害微生物智能感知及监测系统，其特征在于：加热单元（4）的加热档位包括一档、二挡和三档；在不同档位上，加热单元（4）加热的温度均不同；一档、二挡和三档的加热温度从高至低逐级递减；猪栏（1）地面受热时，加热单元（4）档位从一档、二挡至三档逐级变化；控制单元记录每个加热档位下检测单元（3）的检测结果；加热单元（4）的档位变化呈循环式，每个循环的间隔时间受控制单元控制。
6.根据权利要求5所述的一种猪舍有害微生物智能感知及监测系统，其特征在于：加热档位为一档时，猪栏（1）内的被加热地面温度升高至沤肥级温度；沤肥级温度为微生物繁殖最快时的温度。
7.根据权利要求5所述的一种猪舍有害微生物智能感知及监测系统，其特征在于：加热档位为二档时，猪栏（1）内的被加热地面温度升高至扩散级温度；扩散级温度为微生物运动活性最高时的温度。
8.根据权利要求5所述的一种猪舍有害微生物智能感知及监测系统，其特征在于：加热档位为三档时，猪栏（1）内的被加热地面温度升高至常温级温度；常温级温度为与猪栏（1）所处室温相同的温度。
9.根据权利要求1所述的一种猪舍有害微生物智能感知及监测系统，其特征在于：还包括温度仪；温度仪位于猪舍内，温度仪检测猪舍室温，并将温度信息传递给控制单元；控制单元根据获取到的室温数值，调节一档时加热单元（4）的升温数值、二档时加热单元（4）的升温数值、三档时加热单元（4）的升温数值。
10.根据权利要求1所述的一种猪舍有害微生物智能感知及监测系统，其特征在于：还包括消毒单元，消毒单元可喷洒消毒水，消毒单元的作业受控制单元的控制；消毒单元的作业呈循环式和区域式；消毒作业的每次循环时间受控制单元的控制；消毒作业的区域位置基于控制单元的控制指令。
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