CN115812608A - 一种畜牧养殖用笼舍的智能通风系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种畜牧养殖用笼舍的智能通风系统和方法，包括信息采集系统，所述信息采集系统用于采集家畜笼舍内的视频、温湿度和空气质量信息；喷淋系统，所述喷淋系统用于对笼舍内进行喷淋加湿；通风换气系统，所述通风换气系统包括相对设置在笼舍内的抽风机和排风机；所述通风换气系统用于对笼舍内进行通风；控制器，所述控制器连接所述信息采集系统、喷淋系统和通风换气系统；所述控制器根据所述信息采集系统采集的信息控制所述喷淋系统与所述通风换气系统的启闭；监控主机。本发明可以通过笼舍内环境监测数据自动调节通风换气系统和喷淋系统的启闭；动态平衡笼舍环境，减少了人力投入的同时有效的降低能耗。

Description

一种畜牧养殖用笼舍的智能通风系统和方法

技术领域

本发明涉及畜牧养殖技术领域，具体为一种畜牧养殖用笼舍的智能通风系统和方法。

背景技术

畜牧养殖场的笼舍环境对家畜的生长有着重要的影响，尤其当天气炎热，牧场笼舍的闷热、空气污浊脏臭成了最大的烦恼，不仅环境不好，还会导致家畜比如奶牛出现热应激或者生病；安装风机进行通风，工作人员根据牧场内的温度、湿度、气体浓度等适时开启风机，可有效进行通风换气降温除湿，为奶牛养殖营造一个更好的环境。

但是现有的通风系统的风机的开启和关闭需要工作人员根据牛舍现场情况判断进行，不能联动调控系统自动运行；

操作人员根据现场情况进行风机的启闭，由于养殖场笼舍多，因此不但会造成一定的人力和电力浪费，同时风机系统单独工作，无法与牛舍内的其他系统进行联动工作。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种畜牧养殖用笼舍的智能通风系统和方法，可以解决现有笼舍通风系统会造成一定的人力和电力浪费，同时风机系统单独工作，无法与牛舍内的其他系统进行联动工作的问题。

为了实现上述目的，本发明是技术方案如下：

本发明是通过如下的技术方案来实现：一种畜牧养殖用笼舍的智能通风系统，包括

信息采集系统，所述信息采集系统用于采集家畜笼舍内的视频、温湿度和空气质量信息；

喷淋系统，所述喷淋系统用于对笼舍内进行喷淋加湿；

通风换气系统，所述通风换气系统包括相对设置在笼舍内的抽风机和排风机；所述通风换气系统用于对笼舍内进行通风；

控制器，所述控制器连接所述信息采集系统、喷淋系统和通风换气系统；所述控制器根据所述信息采集系统采集的信息控制所述喷淋系统与所述通风换气系统的启闭；

监控主机，所述监控主机连接控制器，所述监控主机用于监控所述信息采集系统、所述喷淋系统和所述通风换气系统。

进一步的，所述信息采集系统包括摄像头、温湿度传感器和气体监测传感器；所述摄像头连接交换机，所述交换机、所述温湿度传感器和气体监测传感器连接所述控制器。

进一步的，所述喷淋系统包括总管、与总管进水端连接的电磁阀；所述总管的底端连通多个喷头。

进一步的，所述通风换气系统还包括风速传感器，所述风速传感器分别安装在抽风机、排风机的出风口处，所述风速传感器连接控制器；所述风速传感器用于检测抽风机、排风机出风口处的风速。

进一步的，所述控制器包括风机智能控制器和AI边缘计算控制器，所述风机智能控制器通过风机控制模组连接抽风机和排风机；所述AI边缘计算控制器用于计算笼舍内的温湿度、空气质量是否达到最佳范围值；所述控制器连接监控主机，所述监控主机包括存储单元、输入单元和报警单元。

进一步的，所述抽风机的出风口处还设有调温组件，所述调温组件包括进水管、竖管和排水管；所述进水管、所述排水管分别安装在抽风机壳体的顶端和底端，且所述进水管和所述排水管之间通过多个竖管连通；所述调温组件内输送热水或者凉水用于改变进入到笼舍内的风的温度。

进一步的，所述排风机的出风口处还设有UV灯管和活性炭板，且所述UV灯管和活性炭板安装于排风机壳体的侧部；所述活性炭板的表面开设有多个出风孔，且所述出风孔的截面采用波浪形结构。

一种畜牧养殖用笼舍的智能通风方法，所述方法包括

确定笼舍内温湿度、空气质量的最佳范围值；

判断笼舍内是否有家畜，并实时获取笼舍内的温湿度和空气质量信息；

若有，则根据笼舍内实时获取的所述信息是否在所述最佳范围值内确定是否开

启喷淋系统和\或通风换气系统；

若实时获取的所述信息不在所述最佳范围值内，则开启喷淋系统和\或通风换气系统；

若实时获取的所述信息在所述最佳范围值内，则关闭喷淋系统和\或通风换气系统。

若无，直接关闭喷淋系统和通风换气系统。

进一步的，所述通风换气系统包括相对设置在笼舍内的抽风机和排风机；所述抽风机和所述排风机出风口处设置有风速传感器；所述风速传感器用于检测抽风机和排风机的出风量，便于判断抽风机和排风机是否需要维修、清灰。

进一步的，所述方法还包括对笼舍和笼舍内的抽风机和排风机分别进行编号，当风速传感器检测到抽风机和\或排风机存在异常时，将异常信息送入到监控主机内；监控主机及时进行提醒并通过显示编号及时的确定出现异常的抽风机和\或排风机的位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

本发明可以通过笼舍内环境监测数据，如温度、湿度、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氨气、硫化氢的气体浓度等，自动调节通风换气系统和喷淋系统的启闭；动态平衡笼舍环境，减少了人力投入的同时有效的降低能耗；

本发明还可以通过风速检测判断抽风机和排风机是否出现故障，避免因为抽风机和\或排风机故障造成笼舍通风不畅影响家畜生活，同时避免能源浪费。

附图说明

参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制，在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：

图1为本发明一种畜牧养殖用笼舍的智能通风系统的整体结构示意图；

图2为本发明笼舍内抽风机、排风机以及喷淋系统的结构示意图；

图3为本发明抽风机与调温组件的结构示意图；

图4为本发明排风机、UV灯管以及活性炭板的结构示意图；

图5为本发明畜牧养殖用笼舍的智能通风方法的流程示意图；

图中标注说明：1、笼舍；2、总管；21、喷头；3、抽风机；31、抽风机机壳；4、排风机；41、排风机壳体；5、调温组件；51、进水管；52、竖管；53、排水管；6、活性炭板；61、出风孔；62、UV灯管。

具体实施方式

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

一种畜牧养殖用笼舍的智能通风系统，如图1所示，包括

信息采集系统，所述信息采集系统用于采集家畜笼舍内的视频、温湿度和空气质量信息；所述信息采集系统安装在笼舍内，所述信息采集系统包括摄像头、温湿度传感器和气体监测传感器；所述摄像头可设有多个，所述摄像头连接交换机，所述交换机、所述温湿度传感器和气体监测传感器连接所述控制器；所述气体监测传感器用于监测笼舍内甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氨气、硫化氢等气体浓度；

喷淋系统，所述喷淋系统用于对笼舍内进行喷淋加湿；如图2所示，所述喷淋系统包括总管2、与总管2进水端连接的电磁阀；所述总管2的底端连通多个喷头21；为了确保喷淋的更加全面，总管2可设于笼舍1的顶端中心处，总管2底端等距连接多个喷头21，总管2通过电磁阀连接到喷淋水的供给处；

通风换气系统，所述通风换气系统包括相对设置在笼舍内的抽风机3和排风机4；且可根据需求安装多组，所述抽风机3和排风机4形成对流，能够加速笼舍1内气体的流动，加快通风换气效率；所述通风换气系统用于对笼舍内进行通风；为了及时的检测发现抽风机3、排风机4是否由于变形、故障或者灰尘较多引起的通风效率降低，所述通风换气系统还包括风速传感器，所述风速传感器分别安装在抽风机、排风机的出风口处，所述风速传感器连接控制器；所述风速传感器用于检测抽风机、排风机出风口处的风速，在检测抽风机3、排风机4的风速低于一定的数值，系统及时将信息传送，便于及时通知维修人员对抽风机3、排风机4进行检修、清灰，避免由于抽风机3、排风机4受损造成能源浪费，同时避免影响笼舍内通风；

为了避免室外抽入的风影响笼舍内的温度，示例性的，避免在冬天将寒风抽入到笼舍，避免在夏天将热风抽入到笼舍，因此为了减小由于通风造成的笼舍内温度差，减少对家畜的不适；对抽风机抽入到笼舍的风进行温度调节，如图3所示，所述抽风机3的出风口处还设有调温组件5，所述调温组件5包括进水管51、竖管52和排水管53；所述进水管51、所述排水管53分别安装在抽风机壳体31的顶端和底端，且所述进水管52和所述排水管53之间通过多个竖管52连通；所述调温组件5内输送热水或者凉水用于改变进入到笼舍内的风的温度；具体的，将进水管51连接供水处，示例性的，夏天将进水管51连接到冷水供水源处，冬天将进水管51连接到温水供水源处，将排水管53连接到制冷或者加热设备，使整体形成循环；抽风机3开启时将笼舍外的空气抽入，通过调温组件5进行温度调节后再送入到笼舍内，避免室内外温差较大，通风时将室外空气引入室内造成家畜的不适现象的出现；

为了尽可能的减少笼舍内的异味四散，如图4所示，所述排风机4的出风口处还设有UV灯管62和活性炭板6，且所述UV灯管62和活性炭板6安装于排风机壳体41的侧部；所述活性炭板6的表面开设有多个出风孔61，且所述出风孔61的截面采用波浪形结构；所述UV灯管62以及所述活性炭板6用于对笼舍内的异味进行去除。

控制器，所述控制器连接所述信息采集系统、喷淋系统和通风换气系统；所述控制器根据所述信息采集系统采集的信息控制所述喷淋系统与所述通风换气系统的启闭；所述控制器包括风机智能控制器和AI边缘计算控制器，所述风机智能控制器通过风机控制模组连接抽风机和排风机；所述AI边缘计算控制器用于计算笼舍内的温湿度、空气质量是否达到最佳范围值；

本发明中AI边缘计算控制器通过温湿度及甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氨气、硫化氢等气体监测设备获取的温湿度和空气质量数据，根据配置的工作参数计算出每组抽风机、排风机的工作模式，AI边缘计算控制器将计算结果下发风机控制模组，由风机控制模组控制对应的抽风机、排风机工作模式；系统也将通过AI边缘计算控制器将各自的运行状态和数据实时上传至云平台的监控主机。

另外还支持与喷淋系统进行风水联动工作，在区域内有家畜如奶牛活动时才开启风机和喷淋，营造良好养殖环境的的同时节省能耗；通过监控主机用户可以实时查看风机系统工作情况及远程调整风机系统工作参数，手动控制风机的启停。

本发明在不使用AI边缘计算控制器的基础上也可以使用风机控制模组直接与云平台的监控主机进行通信，风机控制模组通过温湿度及甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氨气、硫化氢等气体监测设备获取的温湿度和空气质量数据，根据配置的工作参数计算出每组抽风机、排风机的工作模式的工作模式。

监控主机，所述监控主机连接控制器，所述监控主机用于监控所述信息采集系统、所述喷淋系统和所述通风换气系统；所述控制器连接监控主机，所述监控主机包括存储单元、输入单元和报警单元；所述存储单元用于存储温湿度、空气质量的最佳范围值、视频信息、风速传感器正常风速范围值，所述报警单元在风速传感器不在不在正常风速范围值内时进行报警提醒。

本发明的畜牧养殖用笼舍的智能通风系统在使用时，首先利用信息采集系统的摄像头检测笼舍内是否由家畜存在；利用温湿度传感器以及气体检测传感器检测笼舍内的实时温湿度以及空气质量；当摄像头检测到笼舍内有家畜时，将实时监测的温湿度以及空气质量信息与存储的最佳范围值进行比较，若实时监测的温湿度以及空气质量不在最佳范围值内则通过控制器开启抽风机和排风机对笼舍内进行通风，和\或开启电磁阀对笼舍内进行喷淋；直至笼舍内检测的温湿度以及空气质量达到最佳范围值；或者设定喷淋系统和通风换气系统的工作时间，到达一定时间后关闭喷淋系统和通风换气系统；

另外利用风速传感器检测抽风机和排风机的出风口处的风速，在出风风速不在存储的正常范围内时，利用报警的方式提醒监控主机，便于维修人员检测维修；

为了保证进入到笼舍内的空气温度适宜，在抽风机工作时可通过调温组件内通入冷水或者热水对进入到笼舍内的空气进行调整，同时在排风机进行工作时打开UV灯管，利用UV灯管对排出的气体进行异味去除，并通过活性炭板加强对异味的吸附。

一种畜牧养殖用笼舍的智能通风方法，如图5所示，所述方法包括以下步骤：

步骤一：确定笼舍内温湿度、空气质量的最佳范围值；

具体的，家畜笼舍内的最佳温湿度范围值、最佳空气质量范围值可以根据家畜的习性进行制定，最佳的范围值可以根据监控主机的输入单元进行输入，也可以通过存储单元进行存储，再对比时直接调用；

步骤二：判断笼舍内是否有家畜，并实时获取笼舍内的温湿度和空气质量信息；所述确定笼舍内是否由家畜采用摄像头摄像的方式进行确定，所述实时获取笼舍内的温湿度采用在笼舍内安装温湿度传感器，利用温湿度传感器获取笼舍内的温湿度；实时获取笼舍内的空气质量信息采用气体检测传感器检测笼舍内的甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氨气、硫化氢等气体浓度；

若有，则根据笼舍内实时获取的所述信息是否在所述最佳范围值内确定是否开启喷淋系统和\或通风换气系统；若笼舍内有家畜，则启动所述信息采集系统采集家畜笼舍内的实时温湿度和空气质量信息，并判断实时采集获取的信息是否再实时

最佳范围值内

若实时获取的所述信息不在所述最佳范围值内，则开启喷淋系统和\或通风换气系统；具体的，当实时获取的温湿度信息不在最佳的范围值时，开启喷淋系统进行喷淋，具体的操作为接通总管，打开电磁阀利用喷头对笼舍内进行喷水；当实时获取的空气质量信息不在最佳的范围值时，开启通风换气系统，具体的操作为打开抽风机和排风机，对笼舍内部进行通风换气，为了减少内外温差，可通过调温组件内通入合适温度的水对，确保输入到笼舍内的空气温度适宜；

若实时获取的所述信息在所述最佳范围值内，则关闭喷淋系统和通风换气系统；若实时获取的温湿度、空气质量信息均在最佳的范围值内，则无需开启喷淋系统和通风换气系统。

若无，直接关闭喷淋系统和通风换气系统；表示在笼舍内没有家畜时，无需实时获取笼舍内的温湿度、空气质量信息，无需进行喷淋以及通风换气操作。

为了及时的发现并找寻出出现故障的抽风机和\或排风机，所述通风换气系统包括相对设置在笼舍内的抽风机和排风机；所述抽风机和所述排风机出风孔处设置有风速传感器；所述风速传感器用于检测抽风机和排风机的出风风速，便于判断抽风机和排风机是否需要维修、清灰。

为了便于快速找寻出出现故障的抽风机和抽风机，所述方法还包括对笼舍和笼舍内的抽风机和排风机分别进行编号，当风速传感器检测到抽风机和\或排风机存在异常时，将异常信息送入到监控主机内；监控主机及时进行提醒并通过显示编号及时的确定出现异常的抽风机和\或排风机的位置。

本发明可以通过笼舍内环境监测数据，如温度、湿度、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氨气、硫化氢的气体浓度等，自动调节通风换气系统和喷淋系统的启闭；动态平衡笼舍环境，减少了人力投入的同时有效的降低能耗；

本发明还可以通过风速检测判断抽风机和排风机是否出现故障，避免因为抽风机和\或排风机故障造成笼舍通风不畅影响家畜生活，同时避免能源浪费。

本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种畜牧养殖用笼舍的智能通风系统，其特征在于：包括

信息采集系统，所述信息采集系统用于采集家畜笼舍内的视频、温湿度和空气质量信息；

喷淋系统，所述喷淋系统用于对笼舍内进行喷淋加湿；

通风换气系统，所述通风换气系统包括相对设置在笼舍内的抽风机和排风机；所述通风换气系统用于对笼舍内进行通风；

控制器，所述控制器连接所述信息采集系统、喷淋系统和通风换气系统；所述控制器根据所述信息采集系统采集的信息控制所述喷淋系统与所述通风换气系统的启闭；

监控主机，所述监控主机连接控制器，所述监控主机用于监控所述信息采集系统、所述喷淋系统和所述通风换气系统。

2.根据权利要求1所述的一种畜牧养殖用笼舍的智能通风系统，其特征在于：所述信息采集系统包括摄像头、温湿度传感器和气体监测传感器；所述摄像头连接交换机，所述交换机、所述温湿度传感器和气体监测传感器连接所述控制器。

3.根据权利要求1所述的一种畜牧养殖用笼舍的智能通风系统，其特征在于：所述喷淋系统包括总管、与总管进水端连接的电磁阀；所述总管的底端连通多个喷头。

4.根据权利要求1所述的一种畜牧养殖用笼舍的智能通风系统，其特征在于：所述通风换气系统还包括风速传感器，所述风速传感器分别安装在抽风机、排风机的出风口处，所述风速传感器连接控制器；所述风速传感器用于检测抽风机、排风机出风口处的风速。

5.根据权利要求1所述的一种畜牧养殖用笼舍的智能通风系统，其特征在于：所述控制器包括风机智能控制器和AI边缘计算控制器，所述风机智能控制器通过风机控制模组连接抽风机和排风机；所述AI边缘计算控制器用于计算笼舍内的温湿度、空气质量是否达到最佳范围值；所述控制器连接监控主机，所述监控主机包括存储单元、输入单元和报警单元。

6.根据权利要求1所述的一种畜牧养殖用笼舍的智能通风系统，其特征在于：所述抽风机的出风口处还设有调温组件，所述调温组件包括进水管、竖管和排水管；所述进水管、所述排水管分别安装在抽风机壳体的顶端和底端，且所述进水管和所述排水管之间通过多个竖管连通；所述调温组件内输送热水或者凉水用于改变进入到笼舍内的风的温度。

7.根据权利要求1所述的一种畜牧养殖用笼舍的智能通风系统，其特征在于：所述排风机的出风口处还设有UV灯管和活性炭板，且所述UV灯管和活性炭板安装于排风机壳体的侧部；所述活性炭板的表面开设有多个出风孔，且所述出风孔的截面采用波浪形结构。

8.一种畜牧养殖用笼舍的智能通风方法，根据权利要求1-7任意一项所述的畜牧养殖用笼舍的智能通风系统的方法，其特征在于：所述方法包括

确定笼舍内温湿度、空气质量的最佳范围值；

判断笼舍内是否有家畜，并实时获取笼舍内的温湿度和空气质量信息；

若有，则根据笼舍内实时获取的所述信息是否在所述最佳范围值内确定是否开启喷淋系统和\或通风换气系统；

若实时获取的所述信息不在所述最佳范围值内，则开启喷淋系统和\或通风换气系统；

若实时获取的所述信息在所述最佳范围值内，则关闭喷淋系统和\或通风换气系统。

若无，直接关闭喷淋系统和通风换气系统。

9.根据权利要求8所述的一种畜牧养殖用笼舍的智能通风方法，其特征在于：所述通风换气系统包括相对设置在笼舍内的抽风机和排风机；所述抽风机和所述排风机出风口处设置有风速传感器；所述风速传感器用于检测抽风机和排风机的出风量，便于判断抽风机和排风机是否需要维修、清灰。

10.根据权利要求9所述的一种畜牧养殖用笼舍的智能通风方法，其特征在于：所述方法还包括对笼舍和笼舍内的抽风机和排风机分别进行编号，当风速传感器检测到抽风机和\或排风机存在异常时，将异常信息送入到监控主机内；监控主机及时进行提醒并通过显示编号及时的确定出现异常的抽风机和\或排风机的位置。

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