CN109782832A - 一种蛋鸡养殖环境监控***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种蛋鸡养殖环境监控***及方法,该***包括环境信息采集感知模块、数据输入模块、网关模块、中央处理模块、数据模型分析模块、环境信息自动控制模块和信息显示模块;中央处理模块集成数据输入模块、数据模型分析模块和信息显示模块,并通过网关模块连接环境信息采集感知模块和环境信息自动控制模块;用于对环境信息和养殖场信息进行分析、计算得出当前养殖区域、养殖品种、养殖规模、养殖阶段最佳的养殖环境指标信息区间,并将环境信息和养殖场信息发送到信息显示模块。本发明保证了蛋鸡养殖场内环境指标达到或接近最佳养殖指标,同时做到最大幅度节省水、电等资源,降低蛋鸡养殖成本。
Description
技术领域
本发明涉及环境监测技术领域,特别是涉及一种蛋鸡养殖环境监控***及方法。
背景技术
20世纪80年代以来,中国禽蛋生产超过美国成为世界首位,目前鸡蛋产量约为全球总产量的40%。21世纪以来,中国蛋鸡产业快速发展,规模化、集约化程度不断提升。但我国的饲养水平和管理水平与蛋鸡养殖先进国家相比仍然有一定差距,尤其是国内对于鸡舍环境的综合管理与自动控制等方面的研究相对较少,成为制约蛋鸡行业发展的关键因素。
研究表明,环境对畜禽生产影响巨大。在突发疫病传播中,70%与养殖场空气环境质量有关。当前中国蛋鸡多采用规模化笼养养殖模式,饲养密度大,鸡只健康的生活环境无法保证,鸡群的健康受到威胁,生产水平下降。若环境控制不当,舍内会积聚大量粉尘以及有害气体,滋生有害微生物,从而导致疫病的发生,严重影响家禽的生产性能,鸡群饲料报酬率下降,死亡率上升。加之粉尘是大量微生物生存和传播载体,粉尘流动易造成鸡舍交叉污染,同时畜禽舍的粉尘会严重影响畜舍工作人员的呼吸***。因此,如何控制鸡舍内的环境质量,尤其是对二氧化碳浓度、氨气浓度、总粉尘浓度以及温度、湿度、光照、风速等蛋鸡养殖环境指标的控制,就显得尤为重要。
现有的蛋鸡养殖环境控制更多的依赖于养殖管理者的专业经验,一般仅限于按时、定量的机械安排养殖环境的照明、通风、降温等日常管理措施,不利于养殖环境指标超标的区域指标控制,同时也容易造成电、热等资源的大量浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种蛋鸡养殖环境监控***及方法,以实现根据蛋鸡养殖环境所需要的环境指标要求,结合多样本数据的模型分析结果,分时段、分区域进行蛋鸡养殖场二氧化碳浓度、氨气浓度、总粉尘浓度以及温度、湿度、光照、风速等蛋鸡养殖环境指标的自动控制,使得蛋鸡养殖场保持适宜的环境。
为实现上述目的,本发明提供了一种蛋鸡养殖环境监控***,所述***包括环境信息采集感知模块、数据输入模块、网关模块、中央处理模块、数据模型分析模块、环境信息自动控制模块和信息显示模块;
所述环境信息采集感知模块,与所述网关模块通信连接,用于实时采集蛋鸡养殖场的环境信息,并通过其对应的无线通信节点将采集的环境信息传送至所述网关模块;所述环境信息包括二氧化碳浓度、氨气浓度、温度、湿度和风速;
所述数据输入模块,集成于所述中央处理模块,用于获取养殖场信息,并将所述养殖场信息发送给所述中央处理模块、所述环境信息自动控制模块和所述信息显示模块;所述养殖场信息包括养殖场规模、养殖蛋鸡数量、养殖蛋鸡品种及人为干预的环境信息指标值;
所述网关模块,分别与所述环境信息采集感知模块和所述环境信息自动控制模块相连接,用于获取所述环境信息采集感知模块发送的所述环境信息并通过无线通信将所述环境信息传输至所述中央处理模块;和将经过所述中央处理模块发出的控制指令发送给所述环境信息自动控制模块;
所述数据模型分析模块,集成于所述中央处理模块,用于对所述环境信息采集感知模块和所述数据输入模块所产生的养殖环境指标数据进行模型运算,得出适宜的蛋鸡生产的养殖环境指标区间;
所述环境信息自动控制模块,与所述网关模块连接,用于执行所述中央处理模块发送的控制指令,发出开启或停止养殖场调节设备中一个或多个的指令;所述养殖场调节设备包括通风设备、水帘降温设备和光照设备;
所述信息显示模块集成于所述中央处理模块,其对数据输入模块、环境信息采集感知模块、中央处理模块所产生的数据进行显示;
所述中央处理模块,集成所述数据输入模块、所述数据模型分析模块和所述信息显示模块,并通过所述网关模块连接所述环境信息采集感知模块和所述环境信息自动控制模块;用于对所述环境信息和所述养殖场信息进行分析、计算得出当前养殖区域、养殖品种、养殖规模、养殖阶段最佳的养殖环境指标信息区间,并将所述环境信息和所述养殖场信息发送到所述信息显示模块。
可选的,所述环境信息采集感知模块包括二氧化碳采集感知传感子模块、氨气采集感知传感子模块、温度采集感知传感子模块、湿度采集感知传感子模块、光照采集感知传感子模块和风速传感子模块,各采集感知传感子模块以插件的方式与无线通信节点连接,集成在一个带有数码管的传感面板上,通过传感面板与节点之间的标准I/O接口实现传感数据的传输。
可选的,所述数据输入模块包括键盘、触控面板和数据过滤单元;所述键盘用于输入所述养殖场信息;所述触控面板为LCD或LED显示屏,且至少包括两个选择按钮;所述数据过滤单元用于对通过所述键盘和/或所述触控面板输入的数据进行初步筛选,以去除无效数据。
可选的,所述网关模块包括IEEE802.15.4无线通信子模块和3G无线网卡子模块;所述IEEE802.15.4无线通信子模块包括通信***时钟、ZigBee射频和高频全向天线,用于获取所述环境信息,并发送至所述中央处理模块;所述3G无线网卡子模块与外部多类型网络控制和接入子模块连接,用于将数据传送至所述中央处理模块,或接收所述中央处理模块的数据信号并发送给所述环境信息自动控制模块。
可选的,所述数据模型分析模块具体用于:
以蛋鸡养殖场的环境信息为蛋鸡养殖环境指标,构建蛋鸡生产环境影响因素集;所述环境信息包括温度、湿度、风速、二氧化碳浓度和氨气浓度;
采用变异系数法确定每一所述蛋鸡养殖环境指标的权重;
根据所述蛋鸡养殖环境指标和所述权重,建立蛋鸡生产环境评价指标模型;
确定蛋鸡养殖的环境信息的适宜范围;
结合所述蛋鸡养殖的环境信息的适宜范围和所述蛋鸡生产环境评价指标模型计算蛋鸡养殖环境指标的适宜区间
发送所述蛋鸡养殖环境指标的适宜区间至所述中央处理模块、所述环境信息自动控制模块和所述信息显示模块。
可选的,所述环境信息自动控制模块包括分布于养殖场四周的通风设备控制模块、分布于养殖场两端的水帘降温设备控制模块和分布于养殖场顶部的光照设备控制模块;所述通风设备控制模块与所述通风设备连接,以控制所述通风设备的启停;所述水帘降温设备控制模块与所述水帘降温设备连接,以控制所述水帘降温设备的启停;所述光照设备控制模块与光照设备连接,以控制所述光照设备的开关。
根据权利要求1所述的蛋鸡养殖环境监控***,其特征在于,所述信息显示模块为LCD显示屏或LED显示屏。
本发明还提供了一种蛋鸡养殖环境监控方法,所述方法包括:
以蛋鸡养殖场的环境信息为蛋鸡养殖环境指标,构建蛋鸡生产环境影响因素集;所述环境信息包括温度、湿度、风速、二氧化碳浓度和氨气浓度;
采用权重确定方法确定每一所述蛋鸡养殖环境指标的权重;
根据所述蛋鸡养殖环境指标和所述权重,建立蛋鸡生产环境评价指标模型;
确定蛋鸡养殖的环境信息的适宜范围;
结合所述蛋鸡养殖的环境信息的适宜范围和所述蛋鸡生产环境评价指标模型计算蛋鸡养殖环境指标的适宜区间
获取所述蛋鸡养殖场的实时环境信息;
利用所述蛋鸡生产环境评价指标模型计算实时蛋鸡养殖环境指标值;
判断所述实时蛋鸡养殖环境指标值是否在所述适宜区间内,若是,返回所述“获取所述蛋鸡养殖场的实时环境信息”的步骤;若否,开启通风设备、水帘降温设备、光照设备中的一个或者多个,直至所述实时蛋鸡养殖环境指标值在所述适宜区间内,关闭相应设备。
可选的,所述权重确定方法为德尔菲法、层次分析法、因子分析法、熵权法或变异系数法。
可选的,所述采用权重确定方法确定每一所述蛋鸡养殖环境指标的权重,具体包括:
获取连续n天的蛋鸡养殖的环境信息样本,每一所述环境信息样本包括温度、湿度、风速、二氧化碳浓度和氨气浓度;
采用最大值最小值法对所述环境信息样本进行标准化处理,得到标准化数据样本;
计算所述标准化数据样本的平均值和标准差;
按照公式计算所述蛋鸡养殖环境指标i的变异系数;其中,Vi表示所述蛋鸡养殖环境指标i的变异系数,Si表示所述蛋鸡养殖环境指标i的标准差,表示所述蛋鸡养殖环境指标i的平均值,i为1、2、3、4、5;
按照公式计算所述蛋鸡养殖环境指标i的权重;其中,Wi表示指标i的权重。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:本发明提供的蛋鸡养殖环境监控***及方法能够全面采集监测蛋鸡生产的环境信息,并通过模型分析运算,必要时借助专家经验,指导蛋鸡养殖环境的控制;针对养殖场内实时环境指标,可以全部或局部开启或关闭通风、降温、光照等设施的一个或者多个,保证蛋鸡养殖场内环境指标达到或接近最佳养殖指标,同时做到最大幅度节省水、电等资源,降低蛋鸡养殖成本。
附图说明
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,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的蛋鸡养殖环境监控***的结构图;
图2为本发明实施例提供的蛋鸡养殖环境监控方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种蛋鸡养殖环境监控***及方法,以实现根据蛋鸡养殖环境所需要的环境指标要求,结合多样本数据的模型分析结果,分时段、分区域进行蛋鸡养殖场二氧化碳浓度、氨气浓度、总粉尘浓度以及温度、湿度、光照、风速等蛋鸡养殖环境指标的自动控制,使得蛋鸡养殖场保持适宜的环境。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示,本实施例提供的蛋鸡养殖环境监控***包括环境信息采集感知模块1、数据输入模块2、网关模块3、中央处理模块4、数据模型分析模块5、环境信息自动控制模块6和信息显示模块7。
所述环境信息采集感知模块1,与所述网关模块3通信连接,用于实时采集蛋鸡养殖场的环境信息,并通过其对应的无线通信节点将采集的环境信息传送至所述网关模块3;所述环境信息包括二氧化碳浓度、氨气浓度、温度、湿度和风速,当然还可以包括总粉尘浓度、光照等相关环境信息。实际上,采集的环境信息的种类越多,对蛋鸡养殖环境监控就越精确。
在本实施例中,为了实现诸多环境信息的采集和感知,设计了环境信息采集感知模块1包括二氧化碳采集感知传感子模块、氨气采集感知传感子模块、温度采集感知传感子模块、湿度采集感知传感子模块、光照采集感知传感子模块和风速传感子模块,且高度集成为一体;各采集感知传感子模块以插件的方式与无线通信节点连接,集成在一个带有数码管的传感面板上,通过传感面板与节点之间的标准I/O接口实现传感数据的传输
所述数据输入模块2,集成于所述中央处理模块4,用于获取养殖场信息,并将所述养殖场信息发送给所述中央处理模块4、所述环境信息自动控制模块6和所述信息显示模块7;所述养殖场信息包括养殖场规模、养殖蛋鸡数量、养殖蛋鸡品种及人为干预的环境信息指标值,该信息是环境信息采集感知模块1难以自动获得的,因此需要人为输入。
在本实施例中,数据输入模块2包括键盘、触控面板和数据过滤单元;所述键盘用于输入所述养殖场信息;所述触控面板为LCD或LED显示屏,且至少包括两个选择按钮;所述数据过滤单元用于对通过所述键盘和/或所述触控面板输入的数据进行初步筛选,以去除无效数据。当然除了这一结构的数据输入模块2还可以是其他的输入,如直接设置触摸屏,实现按键和显示结合的功能,该结构更简单。
所述网关模块3,分别与所述环境信息采集感知模块1和所述环境信息自动控制模块6相连接,用于获取所述环境信息采集感知模块1发送的所述环境信息并通过无线通信将所述环境信息传输至所述中央处理模块4;和将经过所述中央处理模块4发出的控制指令发送给所述环境信息自动控制模块6。
在本实施例中,网关模块3可以包括IEEE802.15.4无线通信子模块和3G无线网卡子模块。IEEE802.15.4无线通信子模块包括通信***时钟、ZigBee射频和高频全向天线,用于获取所述环境信息,并发送至所述中央处理模块4;其无线通信节点芯片可以采用CC-2530芯片,当然还可以采用其他品牌型号的芯片替换。
3G无线网卡子模块与外部多类型网络控制和接入子模块连接,用于将数据传送至所述中央处理模块4,或接收所述中央处理模块4的数据信号并发送给所述环境信息自动控制模块6。
在实际应用中,可以将,环境信息采集感知模块1、环境信息自动控制模块6、中央处理模块4通过ZigBee组网方式与网关模块3进行通信连接。
所述数据模型分析模块5,集成于所述中央处理模块4,对所述环境信息采集感知模块1和所述数据输入模块2所产生的养殖环境指标数据进行模型运算,得出适宜的蛋鸡生产的养殖环境指标区间。数据模型分析模块5具体用于:
以蛋鸡养殖场的环境信息为蛋鸡养殖环境指标,构建蛋鸡生产环境影响因素集;所述环境信息包括温度、湿度、风速、二氧化碳浓度和氨气浓度;
采用变异系数法确定每一所述蛋鸡养殖环境指标的权重;
根据所述蛋鸡养殖环境指标和所述权重,建立蛋鸡生产环境评价指标模型;
确定蛋鸡养殖的环境信息的适宜范围;
结合所述蛋鸡养殖的环境信息的适宜范围和所述蛋鸡生产环境评价指标模型计算蛋鸡养殖环境指标的适宜区间
发送所述蛋鸡养殖环境指标的适宜区间至所述中央处理模块4、所述环境信息自动控制模块6和所述信息显示模块7。
所述环境信息自动控制模块6,与所述网关模块3连接,用于执行所述中央处理模块4发送的控制指令,发出开启或停止养殖场调节设备中一个或多个的指令;所述养殖场调节设备包括通风设备、水帘降温设备和光照设备。
本实施例中,环境信息自动控制模块6包括分布于养殖场四周的通风设备控制模块、分布于养殖场两端的水帘降温设备控制模块和分布于养殖场顶部的光照设备控制模块;所述通风设备控制模块与所述通风设备连接,以控制所述通风设备的启停;所述水帘降温设备控制模块与所述水帘降温设备连接,以控制所述水帘降温设备的启停;所述光照设备控制模块与光照设备连接,以控制所述光照设备的开关
所述信息显示模块7集成于所述中央处理模块4,其对数据输入模块2、环境信息采集感知模块1、中央处理模块4所产生的数据进行显示;显示方式可以是数据表、数据图、GIS图等,且可以通过图像颜色反映某一个或多个指标的值,所述信息显示模块7为LCD或LED显示屏。
所述中央处理模块4,集成所述数据输入模块2、所述数据模型分析模块5和所述信息显示模块7,并通过所述网关模块3连接所述环境信息采集感知模块1和所述环境信息自动控制模块6;用于对所述环境信息和所述养殖场信息进行分析、计算得出当前养殖区域、养殖品种、养殖规模、养殖阶段最佳的养殖环境指标信息区间,并将所述环境信息和所述养殖场信息发送到所述信息显示模块7。
如图2所示,本实施例提供的蛋鸡养殖环境监控方法应用于上述的***中,所述方法包括:
步骤201:以蛋鸡养殖场的环境信息为蛋鸡养殖环境指标,构建蛋鸡生产环境影响因素集;所述环境信息包括温度、湿度、风速、二氧化碳浓度和氨气浓度。
蛋鸡养殖环境是一个复杂且模糊的***,其对蛋鸡生产的影响也十分复杂,温度、湿度、风速、二氧化碳浓度、氨气浓度等对蛋鸡生产的影响相互关联、相互影响,因此,本方法运用用模糊数学思维,对传感器监测到的蛋鸡养殖环境数据以及数据输入模块2输入的蛋鸡养殖规模,鸡蛋产量等数据进行融合建模,综合分析得出蛋鸡生产的适宜环境指标区间,并以此作为参考依据,进行蛋鸡养殖环境设备的自动化控制。
选取温度、湿度、风速、二氧化碳浓度、氨气浓度等蛋鸡养殖环境指标,构建蛋鸡生产环境影响因素集。具体如下:
U={U1,U2,U3,U4,U5}
式中:U1表示温度,单位为℃;
U2表示相对湿度,单位为%;
U3表示风速,单位为m/s;
U4表示二氧化碳浓度,单位为mg/m3;
U5表示氨气浓度,单位为mg/m3。
温度、湿度、风速、二氧化碳浓度、氨气浓度等养殖环境指标对蛋鸡生产相互关联、相互影响,但各因素的影响程度不尽相同,故需要进行养殖环境指标的权重确定。
步骤202:采用权重确定方法确定每一所述蛋鸡养殖环境指标的权重;所述权重确定方法为德尔菲法、层次分析法、因子分析法、熵权法或变异系数法;
在本实施例中,采用变异系数法确定每一所述蛋鸡养殖环境指标的权重,具体步骤如下:
考虑到不同季节、不同地区的养殖环境指标对蛋鸡生产影响程度不同,权重确定需要经常进行,考虑到赋值的科学性、便利性,本方法中选用变异系数法进行养殖环境指标的权重确定。具体的权重确定步骤如下:
选取养殖场过去连续n天的养殖环境样本,每个样本有温度、湿度、风速、二氧化碳浓度、氨气浓度等5个指标U1,U2,U3,U4,U5,考虑到各指标的度量单位不尽相同,指标间数量级存在差异,需进行数据标准化处理。本方法选取最大值最小值法进行数据的标准化处里,计算公式如下:
式中:Xij表示第j个样本中指标i的标准化后的值;
Uij表示第j个样本中指标i的值;
mi nUij表示j个样本中指标i的最小值;
maxUij表示j个样本中指标i的最大值。
式中,表示指标i的平均值;
Xji表示第j个样本的指标Xi。
式中,Si表示指标i的标准差;
Xji表示第j个样本的指标Xi;
表示指标i的平均值。
式中,Vi表示指标i的变异系数;
Si表示指标i的标准差;
表示指标i的平均值。
i=1,2,3,4,5
式中,Wi表示指标i的权重;
Vi表示指标i的变异系数。
步骤203:根据所述蛋鸡养殖环境指标和所述权重,建立蛋鸡生产环境评价指标模型;
分别求出温度、湿度、风速、二氧化碳浓度、氨气浓度等养殖环境指标对蛋鸡生产的权重分别为W1、W2、W3、W4、W5,则蛋鸡生产环境评价指标模型为:
Y=W·U=W1U1+W2U2+W3U3+W4U4+W5U5
式中,W1、W2、W3、W4、W5分别表示温度、湿度、风速、二氧化碳浓度、氨气浓度等5个指标的权重;U1、U2、U3、U4、U5分别表示温度、湿度、风速、二氧化碳浓度、氨气浓度等5个指标值。
步骤204:确定蛋鸡养殖的环境信息的适宜范围;
国内外学者对针对蛋鸡生产环境开展了大量研究,研究结果表明,蛋鸡生产直接受的温度、湿度、风速、二氧化碳浓度、氨气浓度等因素影响,环境小气候直接影响蛋鸡生产性能。其中,Long、Barott、朱庆、顾宪红等对蛋鸡生产的适宜温度开展了研究,结果表明,认为13-26℃是适宜蛋鸡生产的温度范围;李继连、钟翔、Payne等认为湿度变化将会影响温度变化进而影响蛋鸡生产,根据蛋鸡生理需求,舍内相对湿度在40%-70%是适宜蛋鸡生产的湿度范围;Tzschentke、李保明、王思珍等研究认为,增加舍内的风速可降低畜禽的体感温度,提高鸡群生产性能,夏季风速应该在0.5-2.5m/s、冬季风速应该在0.05-0.25m/s;钟翔、王雨生等研究认为,舍二氧化碳质量浓度应控制在5000mg/m3以内,一般以不超过1500mg/m3为宜;Kristensen、张英等研究指出,氨气是对家禽伤害最大的一种气体,鸡舍内的氨气浓度不应超过15mg/m3。
因此,本方法确定蛋鸡养殖的温度、湿度、风速、二氧化碳、氨气等的适宜范围如表1。
表1.鸡养殖的温度、湿度、风速、二氧化碳、氨气等的适宜范围表
步骤205:结合所述蛋鸡养殖的环境信息的适宜范围和所述蛋鸡生产环境评价指标模型计算蛋鸡养殖环境指标的适宜区间。
按照上表确定的蛋鸡养殖的温度、湿度、风速、二氧化碳、氨气等的适宜范围,通过鸡生产环境评价指标模型计算,分别求得蛋鸡生产环境评价指标的适宜区间(Ymin,Ymax)。
步骤206:获取所述蛋鸡养殖场的实时环境信息;
步骤207:利用所述蛋鸡生产环境评价指标模型计算实时蛋鸡养殖环境指标值;
步骤208:判断所述实时蛋鸡养殖环境指标值是否在所述适宜区间内,若是,返回所述“获取所述蛋鸡养殖场的实时环境信息”的步骤;若否,开启通风设备、水帘降温设备、光照设备中的一个或者多个,直至所述实时蛋鸡养殖环境指标值在所述适宜区间内,关闭相应设备。
综上所述,本发明是基于传感器、无线通信技术、模型软件的融合应用,解决了蛋鸡养殖场传统管理管理滞后、安全性不足等缺点,实现了分时段、分区域进行蛋鸡养殖场的温度、湿度、风速以及二氧化碳、氨气、粉尘等蛋鸡养殖环境指标的自动控制,让蛋鸡养殖实现智能化和自动化,实现蛋鸡养殖场保持适宜的环境。本发明易扩展、低成本、操作简捷,可有效提高蛋鸡生产效率。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种蛋鸡养殖环境监控***,其特征在于,所述***包括环境信息采集感知模块、数据输入模块、网关模块、中央处理模块、数据模型分析模块、环境信息自动控制模块和信息显示模块;
所述环境信息采集感知模块,与所述网关模块通信连接,用于实时采集蛋鸡养殖场的环境信息,并通过其对应的无线通信节点将采集的环境信息传送至所述网关模块;所述环境信息包括二氧化碳浓度、氨气浓度、温度、湿度和风速;
所述数据输入模块,集成于所述中央处理模块,用于获取养殖场信息,并将所述养殖场信息发送给所述中央处理模块、所述环境信息自动控制模块和所述信息显示模块;所述养殖场信息包括养殖场规模、养殖蛋鸡数量、养殖蛋鸡品种及人为干预的环境信息指标值;
所述网关模块,分别与所述环境信息采集感知模块和所述环境信息自动控制模块相连接,用于获取所述环境信息采集感知模块发送的所述环境信息并通过无线通信将所述环境信息传输至所述中央处理模块;和将经过所述中央处理模块发出的控制指令发送给所述环境信息自动控制模块;
所述数据模型分析模块,集成于所述中央处理模块,用于对所述环境信息采集感知模块和所述数据输入模块所产生的养殖环境指标数据进行模型运算,得出适宜的蛋鸡生产的养殖环境指标区间;
所述环境信息自动控制模块,与所述网关模块连接,用于执行所述中央处理模块发送的控制指令,发出开启或停止养殖场调节设备中一个或多个的指令;所述养殖场调节设备包括通风设备、水帘降温设备和光照设备;
所述信息显示模块集成于所述中央处理模块,其对数据输入模块、环境信息采集感知模块、中央处理模块所产生的数据进行显示;
所述中央处理模块,集成所述数据输入模块、所述数据模型分析模块和所述信息显示模块,并通过所述网关模块连接所述环境信息采集感知模块和所述环境信息自动控制模块;用于对所述环境信息和所述养殖场信息进行分析、计算得出当前养殖区域、养殖品种、养殖规模、养殖阶段最佳的养殖环境指标信息区间,并将所述环境信息和所述养殖场信息发送到所述信息显示模块。
2.根据权利要求1所述的蛋鸡养殖环境监控***,其特征在于,所述环境信息采集感知模块包括二氧化碳采集感知传感子模块、氨气采集感知传感子模块、温度采集感知传感子模块、湿度采集感知传感子模块、光照采集感知传感子模块和风速传感子模块,各采集感知传感子模块以插件的方式与无线通信节点连接,集成在一个带有数码管的传感面板上,通过传感面板与节点之间的标准I/O接口实现传感数据的传输。
3.根据权利要求1所述的蛋鸡养殖环境监控***,其特征在于,所述数据输入模块包括键盘、触控面板和数据过滤单元;所述键盘用于输入所述养殖场信息;所述触控面板为LCD或LED显示屏,且至少包括两个选择按钮;所述数据过滤单元用于对通过所述键盘和/或所述触控面板输入的数据进行初步筛选,以去除无效数据。
4.根据权利要求1所述的蛋鸡养殖环境监控***,其特征在于,所述网关模块包括IEEE802.15.4无线通信子模块和3G无线网卡子模块;所述IEEE802.15.4无线通信子模块包括通信***时钟、ZigBee射频和高频全向天线,用于获取所述环境信息,并发送至所述中央处理模块;所述3G无线网卡子模块与外部多类型网络控制和接入子模块连接,用于将数据传送至所述中央处理模块,或接收所述中央处理模块的数据信号并发送给所述环境信息自动控制模块。
5.根据权利要求1所述的蛋鸡养殖环境监控***,其特征在于,所述数据模型分析模块具体用于:
以蛋鸡养殖场的环境信息为蛋鸡养殖环境指标,构建蛋鸡生产环境影响因素集;所述环境信息包括温度、湿度、风速、二氧化碳浓度和氨气浓度;
采用变异系数法确定每一所述蛋鸡养殖环境指标的权重;
根据所述蛋鸡养殖环境指标和所述权重,建立蛋鸡生产环境评价指标模型;
确定蛋鸡养殖的环境信息的适宜范围;
结合所述蛋鸡养殖的环境信息的适宜范围和所述蛋鸡生产环境评价指标模型计算蛋鸡养殖环境指标的适宜区间
发送所述蛋鸡养殖环境指标的适宜区间至所述中央处理模块、所述环境信息自动控制模块和所述信息显示模块。
6.根据权利要求1所述的蛋鸡养殖环境监控***,其特征在于,所述环境信息自动控制模块包括分布于养殖场四周的通风设备控制模块、分布于养殖场两端的水帘降温设备控制模块和分布于养殖场顶部的光照设备控制模块;所述通风设备控制模块与所述通风设备连接,以控制所述通风设备的启停;所述水帘降温设备控制模块与所述水帘降温设备连接,以控制所述水帘降温设备的启停;所述光照设备控制模块与光照设备连接,以控制所述光照设备的开关。
7.根据权利要求1所述的蛋鸡养殖环境监控***,其特征在于,所述信息显示模块为LCD显示屏或LED显示屏。
8.一种蛋鸡养殖环境监控方法,其特征在于,所述方法包括:
以蛋鸡养殖场的环境信息为蛋鸡养殖环境指标,构建蛋鸡生产环境影响因素集;所述环境信息包括温度、湿度、风速、二氧化碳浓度和氨气浓度;
采用权重确定方法确定每一所述蛋鸡养殖环境指标的权重;
根据所述蛋鸡养殖环境指标和所述权重,建立蛋鸡生产环境评价指标模型;
确定蛋鸡养殖的环境信息的适宜范围;
结合所述蛋鸡养殖的环境信息的适宜范围和所述蛋鸡生产环境评价指标模型计算蛋鸡养殖环境指标的适宜区间
获取所述蛋鸡养殖场的实时环境信息;
利用所述蛋鸡生产环境评价指标模型计算实时蛋鸡养殖环境指标值;
判断所述实时蛋鸡养殖环境指标值是否在所述适宜区间内,若是,返回所述“获取所述蛋鸡养殖场的实时环境信息”的步骤;若否,开启通风设备、水帘降温设备、光照设备中的一个或者多个,直至所述实时蛋鸡养殖环境指标值在所述适宜区间内,关闭相应设备。
9.根据权利要求8所述的蛋鸡养殖环境监控方法,其特征在于,所述权重确定方法为德尔菲法、层次分析法、因子分析法、熵权法或变异系数法。
10.根据权利要求8所述的蛋鸡养殖环境监控方法,其特征在于,所述采用权重确定方法确定每一所述蛋鸡养殖环境指标的权重,具体包括:
获取连续n天的蛋鸡养殖的环境信息样本,每一所述环境信息样本包括温度、湿度、风速、二氧化碳浓度和氨气浓度;
采用最大值最小值法对所述环境信息样本进行标准化处理,得到标准化数据样本;
计算所述标准化数据样本的平均值和标准差;
按照公式计算所述蛋鸡养殖环境指标i的变异系数;其中,Vi表示所述蛋鸡养殖环境指标i的变异系数,Si表示所述蛋鸡养殖环境指标i的标准差,表示所述蛋鸡养殖环境指标i的平均值,i为1、2、3、4、5;
按照公式计算所述蛋鸡养殖环境指标i的权重;其中,Wi表示指标i的权重。
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