CN115362950B - 一种基于物联网平台的智慧养殖管控系统 - Google Patents

一种基于物联网平台的智慧养殖管控系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于物联网平台的智慧养殖管控系统，包括养殖环境监测设备、动物数据采集设备、动物食品监测设备、养殖场闯入识别设备、养殖场危险识别设备；物联网管理平台，用于控制所述养殖环境监测设备、动物数据采集设备、动物食品监测设备、养殖场闯入识别设备、养殖场危险识别设备的工作，并获取所述养殖环境监测设备、动物数据采集设备、动物食品监测设备、养殖场闯入识别设备、养殖场危险识别设备各自监测采集到的数据信息中的任一种数据信息或多种数据信息，并对所述任一种数据信息或多种数据信息进行预设处理。

Description

一种基于物联网平台的智慧养殖管控系统
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，特别涉及一种基于物联网平台的智慧养殖管控系统。
背景技术
目前，各养殖场仍处于人工处理90％工作量的状态，管理人员对饲养数据无法实时把控，环境问题较为严重，饲料以及其余作物监控不足，无法进行整体的快速响应。
发明内容
本发明提供一种基于物联网平台的智慧养殖管控系统。
本发明实施例提供了一种基于物联网平台的智慧养殖管控系统，包括：
养殖环境监测设备，用于实时采集动物所在养殖场的养殖环境的环境参数；
动物数据采集设备，用于实时采集动物的第一预设数据，所述第一预设数据包括生物参数、运动参数、识别信息中的任一种或多种；
动物食品监测设备，用于实时采集用于喂养动物的食品的第二预设数据，所述第二预设数据包括食品状态信息、作物生长信息中的任一种或多种；
养殖场闯入识别设备，用于监测动物所在养殖场的外来生物闯入信息；
养殖场危险识别设备，用于监测动物所在养殖场的危险事件信息；
物联网管理平台，与所述养殖环境监测设备、动物数据采集设备、动物食品监测设备、养殖场闯入识别设备、养殖场危险识别设备分别连接，用于控制所述养殖环境监测设备、动物数据采集设备、动物食品监测设备、养殖场闯入识别设备、养殖场危险识别设备的工作，并获取所述养殖环境监测设备、动物数据采集设备、动物食品监测设备、养殖场闯入识别设备、养殖场危险识别设备各自监测采集到的数据信息中的任一种数据信息或多种数据信息，并对所述任一种数据信息或多种数据信息进行预设处理。
在一个实施例中，所述预设处理包括以下处理中的任一种或多种：
对任一种数据信息或多种所述数据信息进行展示；
对所述任一种数据信息或多种数据信息进行分析处理以获得养殖管控策略，并将所述养殖管控策略输出给预设设备，所述预设设备包括后台监控中心和/或养殖场管理终端。
在一个实施例中，所述养殖场包括连续设置的N个养殖区，每个养殖区内养殖有至少两只动物；
所述养殖场闯入识别设备包括N个摄像头，所述N个摄像头与所述N个养殖区具有一一对应关系，每个摄像头用于拍摄对应的养殖区内的动物画面；
所述对所述数据信息进行分析处理以获得养殖管控策略，包括：
获取所述N个摄像头拍摄到的所述N个养殖区内的动物画面，对所述动物画面进行分析，获得每个养殖区内动物的运动状态信息；
根据所述每个养殖区内动物的运动状态信息确定所述养殖场是否有外来生物闯入；
当确定所述养殖场有外来生物闯入时，生成告警信息。
在一个实施例中，所述根据所述每个养殖区内动物的运动状态信息确定所述养殖场是否有外来生物闯入，包括：
在每个养殖区的每只动物身上均安装有定位装置，通过定位装置得到每只动物在各个养殖区内的位置坐标，根据每个养殖区内的每只动物在单位时间内的位置坐标得到每只动物在单位时间内的综合运动方向以及综合运动的直线位置量，然后再根据每个养殖区内的每只动物在单位时间内的综合运动方向以及综合运动的直线位置量判断每个养殖区是否出现动物骚乱的情况，并且按照每个养殖区的实际相邻位置顺序得到养殖区的动物骚乱数组，最后根据养殖区的动物骚乱数组判断是否存在入侵小动物的行为，并且预测入侵的小动物具体在哪个养殖区，其具体步骤包括，
步骤A1：利用公式(1)根据每个养殖区内的每只动物在单位时间内的位置坐标得到每只动物在单位时间内的综合运动方向以及综合运动的直线位置量
其中，表示t时刻第k个养殖区内的第a只动物在单位时间内的综合运动的直线位置量；/>表示t时刻第k个养殖区内的第a只动物在单位时间内的综合运动方向向量；/>表示t时刻第k个养殖区内的第a只动物的位置坐标；表示t-T时刻第k个养殖区内的第a只动物的位置坐标；T表示预设单位时间；
步骤A2：利用公式(2)根据每个养殖区内的每只动物在单位时间内的综合运动方向以及综合运动的直线位置量判断每个养殖区是否出现动物骚乱的情况，并且按照每个养殖区的实际相邻位置顺序得到养殖区的动物骚乱数组：
其中，Wk(t)表示t时刻第k个养殖区内出现动物骚乱的判定值；n表示第k个养殖区内的动物个数；表示t时刻第k个养殖区内的第b只动物在单位时间内的综合运动方向向量；∠[,]表示得到括号内两个向量之间的夹角；/>表示将b的值在不等于a的情况下从1取值到n代入到括号内得到满足括号内不等式的b值的总个数；W(t)表示t时刻的养殖区的动物骚乱数组；
若Wk(t)≥0，表示t时刻第k个养殖区内未出现动物骚乱的情况；
若Wk(t)<0，表示t时刻第k个养殖区内出现动物骚乱的情况；
步骤A3：利用公式(3)根据养殖区的动物骚乱数组判断是否存在入侵小动物的行为，并且预测入侵的小动物具体在哪个养殖区：
其中D(t)表示t时刻养殖区内存在入侵小动物的行为判定值；∧表示逻辑关系与；表示存在函数(将k的值从1取值到G-1代入到括号内若存在一个或一个以上的k的值满足括号内的算式，则函数值为1，反之函数值为0)；K表示预测入侵的小动物具体在第K个养殖区内；
若D(t)＝0，表示t时刻养殖区内不存在入侵小动物的行为；
若D(t)＝1，表示t时刻养殖区内存在入侵小动物的行为。
在一个实施例中，所述养殖环境监测设备，包括：
温度传感器，用于采集动物所在养殖场的温度数据；
湿度传感器，用于采集动物所在养殖场的湿度数据；
烟雾传感器，用于采集动物所在养殖场的烟雾浓度数据；
光线传感器，用于采集动物所在养殖场的光线数据。
在一个实施例中，所述动物数据采集设备包括：
设置于动物身体上的RFID模块，所述RFID模块中保存有该动物的唯一识别ID；
设置于动物身体上的速度传感器，用于监测该动物的运动数据；
设置于动物身体上的生物传感器，用于监测该动物的生物数据。
在一个实施例中，动物食品监测设备包括：
摄像头，用于拍摄用于喂养动物的作物生长状态信息；
温湿度传感器，用于监测用于喂养动物的食品温湿度数据。
在一个实施例中，所述养殖场危险识别设备包括：
红外摄像头，用于拍摄动物所在养殖场的红外影像；
处理器，用于根据所述红外影像分析动物所在养殖场是否发生火灾。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种基于物联网平台的智慧养殖管控系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种基于物联网平台的智慧养殖管控系统，如图1所示，包括：
养殖环境监测设备，用于实时采集动物所在养殖场的养殖环境的环境参数；
动物数据采集设备，用于实时采集动物的第一预设数据，所述第一预设数据包括生物参数、运动参数、识别信息中的任一种或多种；
动物食品监测设备，用于实时采集用于喂养动物的食品的第二预设数据，所述第二预设数据包括食品状态信息、作物生长信息中的任一种或多种；
养殖场闯入识别设备，用于监测动物所在养殖场的外来生物闯入信息；
养殖场危险识别设备，用于监测动物所在养殖场的危险事件信息；
物联网管理平台，与所述养殖环境监测设备、动物数据采集设备、动物食品监测设备、养殖场闯入识别设备、养殖场危险识别设备分别连接，用于控制所述养殖环境监测设备、动物数据采集设备、动物食品监测设备、养殖场闯入识别设备、养殖场危险识别设备的工作，并获取所述养殖环境监测设备、动物数据采集设备、动物食品监测设备、养殖场闯入识别设备、养殖场危险识别设备各自监测采集到的数据信息中的任一种数据信息或多种数据信息，并对所述任一种数据信息或多种数据信息进行预设处理。
上述技术方案的有益效果为：在养殖场设置各个设备来实时获取养殖场的各个方面的数据，由统一的物联网管理平台管控这些设备，实现智能化的设备管控，不需要人工时刻管控，提高了管控效率；并由统一的物联网管理平台对这些设备获取的养殖场的各个方面的数据进行处理，也实现了对数据的统一管理，能够根据对数据的处理结果及时使得管理人员获知养殖场的经营状况，方便管理人员及时做出响应。
在一个实施例中，所述预设处理包括以下处理中的任一种或多种：
对任一种数据信息或多种所述数据信息进行展示；管理人员可以根据展示的内容及时获知养殖场的各个方面的信息，方便管理人员实时掌握养殖场的状况；
或者，对所述任一种数据信息或多种数据信息进行分析处理以获得养殖管控策略，并将所述养殖管控策略输出给预设设备，所述预设设备包括后台监控中心和/或养殖场管理终端；管理人员可以通过后台监控中心和/或养殖场管理终端及时获取物联网管理平台提供的养殖管控策略，实现了养殖的智能化。
在一个实施例中，所述养殖场包括连续设置的N个养殖区，每个养殖区内养殖有至少两只动物；
所述养殖场闯入识别设备包括N个摄像头，所述N个摄像头与所述N个养殖区具有一一对应关系，每个摄像头用于拍摄对应的养殖区内的动物画面；
所述对所述数据信息进行分析处理以获得养殖管控策略，包括：
获取所述N个摄像头拍摄到的所述N个养殖区内的动物画面，对所述动物画面进行分析，获得每个养殖区内动物的运动状态信息；
根据所述每个养殖区内动物的运动状态信息确定所述养殖场是否有外来生物闯入；
当确定所述养殖场有外来生物闯入时，生成告警信息。
在一个实施例中，所述根据所述每个养殖区内动物的运动状态信息确定所述养殖场是否有外来生物闯入，包括：
在每个养殖区的每只动物身上均安装有定位装置，通过定位装置得到每只动物在各个养殖区内的位置坐标，根据每个养殖区内的每只动物在单位时间内的位置坐标得到每只动物在单位时间内的综合运动方向以及综合运动的直线位置量，然后再根据每个养殖区内的每只动物在单位时间内的综合运动方向以及综合运动的直线位置量判断每个养殖区是否出现动物骚乱的情况，并且按照每个养殖区的实际相邻位置顺序得到养殖区的动物骚乱数组，最后根据养殖区的动物骚乱数组判断是否存在入侵小动物的行为，并且预测入侵的小动物具体在哪个养殖区，其具体步骤包括，
步骤A1：利用公式(1)根据每个养殖区内的每只动物在单位时间内的位置坐标得到每只动物在单位时间内的综合运动方向以及综合运动的直线位置量
其中，表示t时刻第k个养殖区内的第a只动物在单位时间内的综合运动的直线位置量；/>表示t时刻第k个养殖区内的第a只动物在单位时间内的综合运动方向向量；/>表示t时刻第k个养殖区内的第a只动物的位置坐标；表示t-T时刻第k个养殖区内的第a只动物的位置坐标；T表示预设单位时间；
步骤A2：利用公式(2)根据每个养殖区内的每只动物在单位时间内的综合运动方向以及综合运动的直线位置量判断每个养殖区是否出现动物骚乱的情况，并且按照每个养殖区的实际相邻位置顺序得到养殖区的动物骚乱数组：
其中，Wk(t)表示t时刻第k个养殖区内出现动物骚乱的判定值；n表示第k个养殖区内的动物个数；表示t时刻第k个养殖区内的第b只动物在单位时间内的综合运动方向向量；∠[,]表示得到括号内两个向量之间的夹角；/>表示将b的值在不等于a的情况下从1取值到n代入到括号内得到满足括号内不等式的b值的总个数；W(t)表示t时刻的养殖区的动物骚乱数组；
若Wk(t)≥0，表示t时刻第k个养殖区内未出现动物骚乱的情况；
若Wk(t)<0，表示t时刻第k个养殖区内出现动物骚乱的情况；
步骤A3：利用公式(3)根据养殖区的动物骚乱数组判断是否存在入侵小动物的行为，并且预测入侵的小动物具体在哪个养殖区：
其中D(t)表示t时刻养殖区内存在入侵小动物的行为判定值；∧表示逻辑关系与；表示存在函数(将k的值从1取值到G-1代入到括号内若存在一个或一个以上的k的值满足括号内的算式，则函数值为1，反之函数值为0)；K表示预测入侵的小动物具体在第K个养殖区内；
若D(t)＝0，表示t时刻养殖区内不存在入侵小动物的行为；
若D(t)＝1，表示t时刻养殖区内存在入侵小动物的行为。
上述技术方案的有益效果是：利用步骤A1的公式(1)根据每个养殖区内的每只动物在单位时间内的位置坐标得到每只动物在单位时间内的综合运动方向以及综合运动的直线位置量，从而将每个养殖区内的每个动物在单位时间内的运动状态进行量化，从而将情景问题变为数学问题，简化判断的步骤，提高系统的效率；然后利用步骤A2的公式(2)根据每个养殖区内的每只动物在单位时间内的综合运动方向以及综合运动的直线位置量判断每个养殖区是否出现动物骚乱的情况，并且按照每个养殖区的实际相邻位置顺序得到养殖区的动物骚乱数组，从而利用量化的数值准确的判断出每个养殖区内是否出现动物骚乱的情况，节省了人力，体现了系统的智能化；最后利用步骤A3的公式(3)根据养殖区的动物骚乱数组判断是否存在入侵小动物的行为，并且预测入侵的小动物具体在那个养殖区，进而优先预测出入侵的小动物具体在那个养殖区，便于工作人员进行有针对性的抓捕，提高抓捕效率。
在一个实施例中，所述养殖环境监测设备，包括：
温度传感器，用于采集动物所在养殖场的温度数据；
湿度传感器，用于采集动物所在养殖场的湿度数据；
烟雾传感器，用于采集动物所在养殖场的烟雾浓度数据；
光线传感器，用于采集动物所在养殖场的光线数据。
在一个实施例中，所述动物数据采集设备包括：
设置于动物身体上的RFID模块，所述RFID模块中保存有该动物的唯一识别ID；
设置于动物身体上的速度传感器，用于监测该动物的运动数据；
设置于动物身体上的生物传感器，用于监测该动物的生物数据。
在一个实施例中，动物食品监测设备包括：
摄像头，用于拍摄用于喂养动物的作物生长状态信息；
温湿度传感器，用于监测用于喂养动物的食品温湿度数据。
在一个实施例中，所述养殖场危险识别设备包括：
红外摄像头，用于拍摄动物所在养殖场的红外影像；
处理器，用于根据所述红外影像分析动物所在养殖场是否发生火灾。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种基于物联网平台的智慧养殖管控系统，其特征在于，包括：
养殖环境监测设备，用于实时采集动物所在养殖场的养殖环境的环境参数；
动物数据采集设备，用于实时采集动物的第一预设数据，所述第一预设数据包括生物参数、运动参数、识别信息中的任一种或多种；
动物食品监测设备，用于实时采集用于喂养动物的食品的第二预设数据，所述第二预设数据包括食品状态信息、作物生长信息中的任一种或多种；
养殖场闯入识别设备，用于监测动物所在养殖场的外来生物闯入信息；
养殖场危险识别设备，用于监测动物所在养殖场的危险事件信息；
物联网管理平台，与所述养殖环境监测设备、动物数据采集设备、动物食品监测设备、养殖场闯入识别设备、养殖场危险识别设备分别连接，用于控制所述养殖环境监测设备、动物数据采集设备、动物食品监测设备、养殖场闯入识别设备、养殖场危险识别设备的工作，并获取所述养殖环境监测设备、动物数据采集设备、动物食品监测设备、养殖场闯入识别设备、养殖场危险识别设备各自监测采集到的数据信息中的任一种数据信息或多种数据信息，并对所述任一种数据信息或多种数据信息进行预设处理；
其中，所述养殖场包括连续设置的N个养殖区，每个养殖区内养殖有至少两只动物；
所述养殖场闯入识别设备包括N个摄像头，所述N个摄像头与所述N个养殖区具有一一对应关系，每个摄像头用于拍摄对应的养殖区内的动物画面；
所述对所述数据信息进行分析处理以获得养殖管控策略，包括：
获取所述N个摄像头拍摄到的所述N个养殖区内的动物画面，对所述动物画面进行分析，获得每个养殖区内动物的运动状态信息；
根据所述每个养殖区内动物的运动状态信息确定所述养殖场是否有外来生物闯入；
当确定所述养殖场有外来生物闯入时，生成告警信息；
其中，所述根据所述每个养殖区内动物的运动状态信息确定所述养殖场是否有外来生物闯入，包括：
在每个养殖区的每只动物身上均安装有定位装置，通过定位装置得到每只动物在各个养殖区内的位置坐标，根据每个养殖区内的每只动物在单位时间内的位置坐标得到每只动物在单位时间内的综合运动方向以及综合运动的直线位置量，然后再根据每个养殖区内的每只动物在单位时间内的综合运动方向以及综合运动的直线位置量判断每个养殖区是否出现动物骚乱的情况，并且按照每个养殖区的实际相邻位置顺序得到养殖区的动物骚乱数组，最后根据养殖区的动物骚乱数组判断是否存在入侵小动物的行为，并且预测入侵的小动物具体在哪个养殖区，其具体步骤包括，
步骤A1：利用公式(1)根据每个养殖区内的每只动物在单位时间内的位置坐标得到每只动物在单位时间内的综合运动方向以及综合运动的直线位置量
其中，表示t时刻第k个养殖区内的第a只动物在单位时间内的综合运动的直线位置量；/>表示t时刻第k个养殖区内的第a只动物在单位时间内的综合运动方向向量；/>表示t时刻第k个养殖区内的第a只动物的位置坐标；表示t-T时刻第k个养殖区内的第a只动物的位置坐标；T表示预设单位时间；
步骤A2：利用公式(2)根据每个养殖区内的每只动物在单位时间内的综合运动方向以及综合运动的直线位置量判断每个养殖区是否出现动物骚乱的情况，并且按照每个养殖区的实际相邻位置顺序得到养殖区的动物骚乱数组：
其中，Wk(t)表示t时刻第k个养殖区内出现动物骚乱的判定值；n表示第k个养殖区内的动物个数；表示t时刻第k个养殖区内的第b只动物在单位时间内的综合运动方向向量；∠[,]表示得到括号内两个向量之间的夹角；/>表示将b的值在不等于a的情况下从1取值到n代入到括号内得到满足括号内不等式的b值的总个数；W(t)表示t时刻的养殖区的动物骚乱数组；
若Wk(t)≥0，表示t时刻第k个养殖区内未出现动物骚乱的情况；
若Wk(t)<0，表示t时刻第k个养殖区内出现动物骚乱的情况；
步骤A3：利用公式(3)根据养殖区的动物骚乱数组判断是否存在入侵小动物的行为，并且预测入侵的小动物具体在哪个养殖区：
其中D(t)表示t时刻养殖区内存在入侵小动物的行为判定值；∧表示逻辑关系与；表示存在函数(将k的值从1取值到G-1代入到括号内若存在一个或一个以上的k的值满足括号内的算式，则函数值为1，反之函数值为0)；K表示预测入侵的小动物具体在第K个养殖区内；
若D(t)＝0，表示t时刻养殖区内不存在入侵小动物的行为；
若D(t)＝1，表示t时刻养殖区内存在入侵小动物的行为。
2.如权利要求1所述的智慧养殖管控系统，其特征在于，
所述预设处理包括以下处理中的任一种或多种：
对任一种数据信息或多种所述数据信息进行展示；
对所述任一种数据信息或多种数据信息进行分析处理以获得养殖管控策略，并将所述养殖管控策略输出给预设设备，所述预设设备包括后台监控中心和/或养殖场管理终端。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述养殖环境监测设备，包括：
温度传感器，用于采集动物所在养殖场的温度数据；
湿度传感器，用于采集动物所在养殖场的湿度数据；
烟雾传感器，用于采集动物所在养殖场的烟雾浓度数据；
光线传感器，用于采集动物所在养殖场的光线数据。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述动物数据采集设备包括：
设置于动物身体上的RFID模块，所述RFID模块中保存有该动物的唯一识别ID；
设置于动物身体上的速度传感器，用于监测该动物的运动数据；
设置于动物身体上的生物传感器，用于监测该动物的生物数据。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
动物食品监测设备包括：
摄像头，用于拍摄用于喂养动物的作物生长状态信息；
温湿度传感器，用于监测用于喂养动物的食品温湿度数据。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述养殖场危险识别设备包括：
红外摄像头，用于拍摄动物所在养殖场的红外影像；
处理器，用于根据所述红外影像分析动物所在养殖场是否发生火灾。
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