CN110278923A - 一种实用高效的面包虫养殖架及控制*** - Google Patents
一种实用高效的面包虫养殖架及控制*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，为适应面包虫养殖而专门研发，养殖架设计了立体格屜式养殖架，养殖占用面积小，空间利用效率高，不仅能保证养殖架的稳定性和牢固程度，而且消毒处理方便，养殖架结构简单，设计合理，便于清洗，减少了面包虫养殖工作量，可以在残砂收集装置内喷洒药物，防止面包虫养殖过程中发生病变，降低面包虫养殖过程中的损失。控制***采集养殖架内的湿度、温度、光照强度环境参数，对环境控制设备进行自动调节，为面包虫提供一个适宜生长的环境，满足各虫龄面包虫对养殖环境的不同需求，控制***能远程监控多个面包虫养殖架，给面包虫的大规模养殖带来极大的便利。
Description
技术领域
本发明涉及一种面包虫养殖架，特别涉及一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，属于面包虫养殖技术领域。
背景技术
面包虫又叫黄粉虫，原产北美洲，50年代从苏联引进中国饲养，面包虫干品含脂肪30％，含蛋白质高达50％以上，此外还含有磷、钾、铁、钠、铝等常量元素和多种微量元素。因干燥的面包虫幼虫含蛋白质40％左右、蛹含57％、成虫含60％，被誉为“蛋白质饲料宝库”。面包虫拥有巨大的市场价值，它是蛋白质饲料宝库，用面包虫作饲料喂养的蝎子、蜈蚣、蛤蚧、蛇、鳖、牛蛙、热带鱼和金鱼，不仅生长快、成活率高，而且抗病力强，繁殖力也大大提高；用面包虫作为一般畜禽的饲料添加剂应用，可以提高产品产量和质量，还能有效降低饲料成本、提高经济效益，倍受养殖户和消费者的欢迎。面包虫食用价值很高，是优质的高蛋白食品，蛹含粗蛋白57％，成虫含粗蛋白64％，其含量大大高于鸡蛋、牛肉、羊肉等常规动物性食品，且有易于消化吸收，被誉为昆虫中的“蛋白之王”，在“合理膳食，均衡营养”的原则下，追求绿色昆虫蛹菜现成为一种时尚，倍受人们青眯，是老少皆宜的美味佳肴，面包虫口感好、风味独特、易于被消费者接受，可以烘烤、煎炸、加工成具有果仁味的蛋白饮品、精制蛋白粉等多种形式的食品，目前面包虫养殖在全球范围内拥有巨大的潜力市场。
面包虫养殖作为一种新兴养殖业，设施设备和养殖条件都还不够成熟，省力化、低成本、高效益是面包虫养殖业的发展方向，当前一般的面包虫养殖都是靠人工处理，在面包虫养殖的过程中会产生很多残砂，残砂的处理给面包虫养殖人带来很多的麻烦，面包虫养殖过程中会多次蜕皮并且会排出大量粪便，此外，在面包虫养殖的过程中会有些许饲料残渣，然而现有技术中在面包虫养殖的过程中清理养殖架时基本都是将面包虫换至另一养殖架再对其进行清洗，不仅耗时耗力而且工作量大，还会影响面包虫养殖生长状态。而且面包虫饲养在匾中，为了节约养殖室面积，饲养者通常会自行搭建或制作养殖架。自行搭建养殖架不仅不能保证其稳定性和牢固程度，而且搭建之前需进行消毒处理，使用麻烦，费时费力。由于面包虫养殖的规模一般较大，养殖户有时需要同时掌握和控制若干个房间内的若干个养殖架，工作量非常大，目前缺少相应的控制***，主要依靠人工完成，是一项极其费时费力的劳动，占用饲养者较多的时间，耗费饲养者较多的体力，使的养殖面包虫成为一项辛苦的农业养殖项目。
综合来看，现有技术的面包虫养殖主要存在以下几点缺陷：一是面包虫养殖作为一种新兴养殖业，设施设备和养殖条件都还不够成熟，当前一般的面包虫养殖都是靠人工处理，在面包虫养殖的过程中会产生很多残砂，残砂的处理给面包虫养殖人带来很多的麻烦，面包虫养殖过程中会多次蜕皮并且会排出大量粪便，此外，在面包虫养殖的过程中会有些许饲料残渣，然而现有技术中在面包虫养殖的过程中清理养殖架时基本都是将面包虫换至另一养殖架再对其进行清洗，不仅耗时耗力而且工作量大，还会影响面包虫养殖生长状态；二是现有技术的面包虫饲养在匾中，由于面包虫饲养设施设备和养殖条件都还不够成熟，养殖占用面积大，饲养者有时也会自行搭建或制作养殖架，自行搭建养殖架不仅不能保证其稳定性和牢固程度，而且搭建之前需进行消毒处理，使用麻烦，费时费力，是一项极其费时费力的劳动，占用饲养者较多的时间，耗费饲养者较多的体力；三是现有技术的养殖架操作不够方便快捷，实用性很低，养殖匾不能够方便的推进和拉出，操作非常不便，给面包虫养殖户带来很大的麻烦；四是养殖匾的四周没有防爬架，由于面包虫的活动能力很强，非常容易从养殖匾周围爬出从而给养殖户造成损失；五是现有技术的养殖架缺少现代化的控制***，当面包虫养殖规模较大时，养殖户需要同时掌握和控制若干个房间内的若干个养殖架，工作量非常大，目前主要依靠人工完成，是一项极其费时费力的劳动，占用饲养者较多的时间，耗费饲养者较多的体力，养殖面包虫十分辛苦。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，是为了适应面包虫养殖作为一种新兴养殖业而专门研发的，解决了当前一般的面包虫养殖都是靠人工处理，在面包虫养殖的过程中会产生很多残砂，残砂的处理给面包虫养殖人带来很多的麻烦，面包虫养殖过程中会多次蜕皮并且会排出大量粪便，清理养殖架时基本都是将面包虫换至另一养殖架再对其进行清洗，不仅耗时耗力而且工作量大，还会影响面包虫养殖生长状态的问题。设计了立体格屜式养殖架，养殖占用面积小，养殖空间利用效率高、效果好，养殖架不仅能保证其稳定性和牢固程度，而且消毒处理方便，本发明结构简单，设计合理，便于清洗，减少了面包虫养殖过程中的工作量，可以在残砂收集装置内喷洒药物，防止面包虫养殖过程中发生病变，降低面包虫养殖过程中的损失。基于网络的面包虫养殖控制***，采集养殖架内的湿度、温度、光照强度环境参数，对环境控制设备进行自动调节，为面包虫提供一个适宜生长的环境，以满足面包虫对各虫龄养殖环境的不同需求。控制***能远程监测和控制多个面包虫养殖架，给面包虫的大规模养殖带来极大的便利。
为达到以上技术效果，本发明所采用的技术方案如下：
一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，包括移动底座、立体格屜式框架和养殖盘，移动底座水平设置于养殖架的下端，移动底座上设置有立体格屜式框架，立体格屜式框架左右两端分别设置有四根支撑柱，支撑柱的内侧分别设置有三根水平导轨，立体格屜式框架中间处的前后端分别设置有中心柱，两根中心柱的两侧分别设置有三根水平导轨，支撑柱上的水平导轨与中心柱上的水平导轨对称等高，立体格屜式框架内部左侧支撑柱的水平导轨和中心柱左侧的水平导轨上设置有养殖盘，立体格屜式框架内部右侧支撑柱的水平导轨和中心柱右侧的水平导轨上设置有养殖盘，养殖盘底端两侧分别设置有滑轮座，滑轮座的下端设置有前后滑动的滚轮，滚轮在水平导轨内滑动，两个养殖盘之间设置有隔板，养殖盘上设置有防爬架，养殖盘的最上层设置有养殖匾，养殖盘的下方设置有残砂收集装置。
一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，进一步的，残砂收集装置为V型斜坡平板，V型斜坡平板的左右两端高、中间低，V型斜坡平板的后端高、前端低。
一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，进一步的，防爬架为向内弯曲的倒“L”型板。
一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，进一步的，立体格屜式框架采用PVC材质制成。
一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，进一步的，养殖匾采用聚乙烯材料制成，移动底座采用耐磨橡胶材料制成，移动底座的下端设置有万向轮。
一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，进一步的，养殖匾包括养殖凸丘和筛网，养殖凸丘设置在筛网上。
一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，进一步的，残砂收集装置的前后倾斜角度为20度至45度。
一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，进一步的，控制***由ZigBee无线传感网、网关和远程服务器三部分组成，各部分分别设置有电源，ZigBee无线传感网设置在每组面包虫养殖架上，ZigBee无线传感网包括传感器节点终端、环境调节节点终端和节点路由器。
一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，进一步的，传感器节点终端包括安装在面包虫养殖环境中的温度传感器、湿度传感器和光照强度传感器。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.本发明提供的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，是为了适应面包虫养殖作为一种新兴养殖业而专门研发的，解决了当前一般的面包虫养殖都是靠人工处理，在面包虫养殖的过程中会产生很多残砂，残砂的处理给面包虫养殖人带来很多的麻烦，面包虫养殖过程中会多次蜕皮并且会排出大量粪便，在面包虫养殖的过程中会有些许饲料残渣，清理养殖架时基本都是将面包虫换至另一养殖架再对其进行清洗，不仅耗时耗力而且工作量大，还会影响面包虫养殖生长状态的问题。本发明结构简单，设计合理，便于清洗，减少了面包虫养殖过程中的工作量，可以在残砂收集装置内喷洒药物，防止面包虫养殖过程中发生病变，降低面包虫养殖过程中的损失。
2.本发明提供的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，设计了立体格屜式养殖架，养殖占用面积小，养殖空间利用效率高、效果好，养殖架不仅能保证其稳定性和牢固程度，而且消毒处理方便，使用简单，省时省力，减少了占用面包虫饲养者的时间，减少了饲养者的体力耗费。
3.本发明提供的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，养殖盘底端两侧分别设置有滑轮座，滑轮座的下端设置有前后滑动的滚轮，滚轮在水平导轨内滑动，养殖匾能够方便的推进和拉出，操作非常方便，给面包虫养殖户带来很大的便利，实用性很高。
4.本发明提供的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，养殖匾的四周设有防爬架，防爬架为向内弯曲的倒“L”型板，由于面包虫的活动能力很强，防爬架可以有效防止面包虫从养殖匾周围爬出从而给养殖户造成损失。
5.本发明提供的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，在面包虫养殖架的基础上，针对面包虫的生理特点和生长发育规律，进一步研发了一套基于网络的面包虫养殖控制***。利用不同传感器节点终端采集养殖架内的湿度、温度、光照强度环境参数，依靠网络将采集的数据传输至远程服务器，并经过分析后对环境控制设备(增温器、加湿器、仿自然光照灯)进行自动调节，为面包虫提供一个适宜生长的环境。***能对面包虫生长周期各阶段适宜的环境参数进行独立配置，以满足面包虫对各虫龄养殖环境的不同需求。控制***能通过远程服务器或者客户端远程监测和控制多个面包虫养殖架，给面包虫的大规模养殖带来极大的便利。
附图说明
图1是本发明提供的一种实用高效的面包虫养殖架的结构示意图。
图2是本发明提供的实用高效的面包虫养殖架的控制***的结构示意图。
图3是本发明提供的实用高效的面包虫养殖架的养殖盘的结构示意图。
附图标记说明：1-移动底座，2-立体格屜式框架，3-养殖盘，4-中心柱，5-水平导轨，6-滑轮座，7-滚轮，8-底部隔板，9-防爬架，10-养殖匾，11-残砂收集装置，12-温度传感器、13-湿度传感器，14-光照强度传感器，15-增温器，16-加湿器，17-仿自然光照灯。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明提供的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***的技术方案进行进一步的描述，使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施。
实用高效的面包虫养殖架
参见图1，一种实用高效的面包虫养殖架，包括移动底座1、立体格屜式框架2和养殖盘3，移动底座1水平设置于养殖架的下端，移动底座1上设置有立体格屜式框架2，立体格屜式框架2上设置有若干个养殖盘3。
立体格屜式框架2左右两端分别设置有四根支撑柱，支撑柱的内侧分别设置有三根水平导轨5，立体格屜式框架2中间处的前后端分别设置有中心柱4，两根中心柱4的两侧分别设置有三根水平导轨5，支撑柱上的水平导轨5与中心柱4上的水平导轨5对称等高，立体格屜式框架2内部左侧支撑柱的水平导轨5和中心柱4左侧的水平导轨5上设置有养殖盘3，立体格屜式框架2内部右侧支撑柱的水平导轨5和中心柱4右侧的水平导轨5上设置有养殖盘3，养殖盘3底端两侧分别设置有滑轮座6，滑轮座6的下端设置有前后滑动的滚轮7，滚轮7在水平导轨5内滑动，养殖盘3能够方便的推进和拉出，操作非常方便，给面包虫养殖户带来很大的便利，实用性很高。
两个养殖盘3之间设置有隔板8，用于区分不同养殖区域。养殖盘3上设置有防爬架9，养殖盘3的最上层设置有养殖匾10，养殖盘3的下方设置有残砂收集装置11。
作为一种优选方案，本发明提供的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，残砂收集装置11为V型斜坡平板，V型斜坡平板的左右两端高、中间低，用于将残砂向中间汇集，V型斜坡平板的后端高、前端低，用于将残砂向前端汇集排出。
作为一种优选方案，本发明提供的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，防爬架9为向内弯曲的倒“L”型板。由于面包虫的活动能力很强，防爬架可以有效防止面包虫从养殖匾周围爬出从而给养殖户造成损失。
作为一种优选方案，本发明提供的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，每一个养殖盘3内分别设置有四个防爬架9，防爬架9分别设置在养殖匾的四周，防止面包虫从养殖匾周围爬出。
作为一种优选方案，本发明提供的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，养殖盘3的长度不小于0.6m，次长度能够保证面包虫的正常活动，有利于面包虫的生长。上下相邻养殖盘3之间的间距为0.3m至0.5m，此间距既能节约养殖空间，又能保证上下相邻养殖盘3之间有足够的间距，有足够的空间设置养殖架及控制***的其他部件，最下层的养殖盘3距离地面的距离不小于0.3m，距离地面太近不利于面包虫的生长。
作为一种优选方案，本发明提供的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，立体格屜式框架2采用PVC材质制成。设计了立体格屜式养殖架，养殖占用面积小，养殖空间利用效率高、效果好，养殖架不仅能保证其稳定性和牢固程度，而且消毒处理方便，使用简单，省时省力，减少了占用面包虫饲养者的时间，减少了饲养者的体力耗费。PVC材质化学稳定性高，电气绝缘性能优良，非常适合制作养殖架的立体格屜式框架。
作为一种优选方案，本发明提供的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，养殖匾10采用聚乙烯材料制成。面包虫十分适合在聚乙烯材料上生长。
作为一种优选方案，本发明提供的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，移动底座1采用耐磨橡胶材料制成，移动底座1的下端设置有万向轮。
作为一种优选方案，本发明提供的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，养殖匾10包括养殖凸丘和筛网，养殖凸丘设置在筛网上。面包虫十分适合在设置有养殖凸丘的养殖匾10上生长，相对凹凸不平的养殖匾更有利于面包虫的生长，也增加了单位面积面包虫的养殖量。筛网能够使面包虫蜕皮、粪便和饲料残渣顺利下漏到残砂收集装置中，便于处理和清洗，减少了面包虫养殖过程中的工作量，可以在残砂收集装置内喷洒药物，防止面包虫养殖过程中发生病变，降低面包虫养殖过程中的损失。
作为一种优选方案，本发明提供的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，残砂收集装置11的前后倾斜角度为20度至45度。残砂收集装置11的前后倾斜角度为经过实验确定的合适倾斜角度，有利于残砂的集中收集。
实用高效的面包虫养殖架的控制***
由于面包虫在生长发育过程中对环境湿度、温度、光照强度的要求很高，不同生长阶段面包虫对环境湿度、温度、光照强度的要求也各不一样，特别是在幼虫阶段，当面包虫生长环境出现变化时，若无恰当的处置策略，极易使面包虫死亡。为能够快速、精准地对面包虫生长状况进行实时监控，实现面包虫养殖智能化、自动化控制，本发明在上述设计研发的面包虫养殖架的基础之上，针对面包虫的生理特点和生长发育规律，进一步研发了一套基于网络的面包虫养殖控制***。参见图1至图3所示，利用不同传感器节点终端采集养殖架内的湿度、温度、光照强度环境参数，依靠网络将采集的数据传输至远程服务器，并经过分析后对对应环境控制设备(增温器15、加湿器16、仿自然光照灯17)进行自动调节，为面包虫提供一个适宜生长的环境。控制***能对面包虫生长周期各阶段适宜的环境参数进行独立配置，以满足面包虫各虫龄养殖环境的不同需求。本发明的面包虫养殖架的控制***能通过远程服务器或者客户端远程监测和控制多个面包虫养殖架，给面包虫的大规模养殖带来极大的便利。
一、面包虫养殖架控制***总体架构。
面包虫养殖架控制***的总体结构设计如图2所示，主要由ZigBee无线传感网、网关和远程服务器三部分组成，各部分分别设置有电源。ZigBee无线传感网设置在每组面包虫养殖架上，远程服务器可以远程对多组不同的面包虫养殖架进行监测和控制。ZigBee无线传感网包括传感器节点终端、环境调节节点终端和节点路由器。传感器节点终端实现环境参数(湿度、温度、光照强度)的采集和转换；环境调节节点终端包含多路控制开关，通过连接多种环境控制设备实现对加热、加湿及光照设备的控制。节点路由器在主要功能为数据的中继和转发。网关的主要功能是数据汇总和消息转换，将ZigBee网络中的数据进行地址、协议转换后发送给远程服务器，并将远程服务器发送过来的数据进行地址、协议转换后发送给ZigBee网络节点，远程服务器的主要功能是实现***的远程监控、备份重要历史数据、环境控制设备的设置和控制，并为用户提供良好的操作界面。
传感器节点终端和环境调节节点终端之间采取绑定模式，即同一组养殖架内的传感器节点终端和环境调节节点终端相对应。传感器节点终端除上报数据至远程服务器外，还要将数据上报至绑定的环境调节节点终端；远程服务器将上报值与预配置的参数阈值比较后，决定开启或关闭环境调节节点终端设备，使养殖架的环境参数维持在一个设定的合适的稳定区间。
二、面包虫养殖架控制***的硬件设计。
1.传感器节点终端的硬件设计
传感器节点终端主要完成对养殖架内湿度、温度、光照强度环境参数的采集、转换和上报。为便于扩展更多的传感器而不需对软硬件进行较大的改动，ZigBee通信模块仅仅用于数据的传输，传感器节点值由单片机对传感器进行采样、转换和校准，ZigBee通信模块通过串口发送命令至单片机，获取传感器的值并将其上报。当新增一种传感器时，只需要对传感器模块进行替换，在单片机增加相应的传感器处理程序，ZigBee通信模块程序不用改动。
传感器节点终端包括温度传感器12、湿度传感器13、光照强度传感器14、ZigBee通信模块、单片机、液晶显示器和相应工作电路，完成对面包虫养殖环境的湿度、温度和光照强度的实时监测。传感器节点终端主要包括的工作内容：单片机接收湿度、温度和光照强度的实时监测数据，分析转换为实时的湿度、温度值和光照强度值；程序下载模块完成向单片机烧录工作程序；按键输入模块完成***的开关、功能选择操作，液晶显示器具有数据显示和人机交互的功能，方便操作人员对本***的操作使用，输出模块完成对环境参数的转换和上报。温度传感器12、湿度传感器13和光照强度传感器14分别安装于养殖盘中。
(1)温度监测电路
温度传感器12设置在养殖盘上，温度传感器12DSl8B20集成高精度温度测量功能，将温度转化成串行数字信号后直接传送至单片机运算处理，属于单总线结构，温度测量范围为-55至105摄氏度，分辨率为0.3摄氏度。
(2)湿度监测电路
湿度传感器13设置在养殖盘上，SHT75湿度传感器13为基于CMOSens技术整合架构传感器，高度集成温湿度传感器13芯片，稳定性与可靠性高，具有12位的湿度和14位的温度和全量程标定输出。SHT75温湿度测量范围较宽，分别为-40～110摄氏度和0～100％RH，湿度测量精度为0.5％RH。为保证本湿度监测电路的独立性和减小检测数据的误差，本发明只使用SHT75传感器的湿度检测功能。
(3)光照强度监测电路
光照强度传感器14设置在养殖盘的上方，光照强度传感器14BHl750FVI为总线接口两线式串行的数字型光强度传感器，分辨率高，检测范围为1Lux-65535Lux，直接输出对应光照强度的数字值，简化数学运算。单片机和BHl750FVI之间的通信使用标准的I2C协议。
(4)单片机
单片机选用AT89S52单片机，AT89S52单片机是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K***可编程Flash存储器。使用高密度非易失性存储器技术制造，片上Flash允许程序存储器在***内编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在***可编程Flash，AT89S52在众多嵌入式控制应用***中得到广泛应用，具有很高的代码执行效率。
2.环境调节节点终端的硬件设计
环境调节节点终端主要完成控制增温器15、加湿器16、仿自然光照灯17、简要设置***参数、指示设备当前状态的功能，实现根据设定需要实时调整养殖架内部的湿度、温度和光照环境，能够对养殖架内部环境加热、加湿及增加光照。
环境调节节点终端主要包括增温器15、加湿器16、仿自然光照灯17、ZigBee通信模块、ARM7嵌入式控制电路。在ARM7微处理器上扩展了按键模块、LCM模块部分；PCB板上提供电源管理模块、JTAG接口部分、外部晶振电路；ZigBee通信模块与ARM7微处理器通过RS232串口收发数据。ARM7上控制I/O口通过外接ULN2003芯片驱动继电器，通过继电器实现对大电流设备的控制。ARM7控制增温器15、加湿器16、仿自然光照灯17，以达到设定的适合面包虫养殖的条件。
(1)增温器的设置
面包虫是变温动物，对温度的反应敏感，为了保证虫卵、幼虫等在不同的发育阶段正常生长发育，养殖架内的恒温控制极为重要。调节养殖架内温度的增温器15采用静音电热风机，静音电热风机的风机上设置有消音器，静音电热风机出风速度平缓且可以调节，静音电热风机内设置有电热丝，静音电热风机热量输出均匀精确，静音电热风机高度防水、均匀增温。配合温度传感器12感温灵敏，含有接触点，通过感温接通与断开；控温误差不超过±0.5摄氏度。
静音电热风机提供了一种感温温度均匀、低噪音、安全、节电且温度可调节控制的增温设备和方法，能够提供较小面包虫生长最适宜的27-29摄氏度的条件，能够提供较大面包虫生长最适宜的25-27摄氏度的条件。
(2)加湿器的设置
面包虫饲养过程中，对养殖架的湿度有着非常严格要求的；一般情况下，相对湿度需保持在68％～82％RH左右；如果养殖架空气过于干燥，湿度过低；面包虫从身体表面蒸发的水分就会有所增多，从饲料中得到的水分就满足不了它的需要，从而阻碍面包虫的生长发育，造成面包虫进食慢，体质弱，抗病力下降，容易感染疾病；而且，饲料也容易干枯受损失。
在这种情况下就需要采取相应的措施来增加养殖架内空气的湿度，本发明采用超声波补湿器来对湿度进行有效调节，超声波补湿器是采用超声波高频振荡的原理，达到均匀加湿的目的，相对于其他加湿方式的加湿器16而言，超声波补湿器无需接自来水管，适合无水源环境使用的特点,能效比更高，既可以较大空间进行均匀加湿，也可对特殊空间进行局部湿度补偿，具有开关使用灵活、雾化颗粒细、使用能耗低、雾化能效高、加湿速度快的显著优势。超声波补湿器设置在养殖架的内部，超声波补湿器防水、雾化均匀。配合湿度传感器13实时监测湿度，控制湿度误差不超过2％RH。
增温器15提供了一种加湿均匀、使用灵活、安全、能耗低且湿度可灵活调节控制的加湿设备和方法，能够提供较小面包虫生长最适宜的76％～82％RH的条件，能够满足较大面包虫生长最适宜的68％～76％RH的条件。
(3)仿自然光照灯的设置
面包虫饲养需要适宜的光照条件，如果养殖架光照强度过低，时间过短，面包虫的活动时间过短，不利于面包虫的生长，同样，光照强度过高，时间过长，也不利于面包虫的生长；当养殖架光照强度过低，时间过短时，就需要人工增加光照。本发明采用仿自然光照LED灯对养殖架光照强度和时间进行有效调节，仿自然光照LED灯按照面包虫适宜的弱光环境设计，达到光照均匀的目的，仿自然光照LED灯能效比高，光源柔和真实感强，既可以增加养殖架的光照时间，又可以在环境光较弱时起到补光作用。具有使用灵活、使用能耗低、安装方便的优势。仿自然光照LED设置在养殖盘的正上方。配合光照强度传感器14实时监测和统计一段时间的光照强度，需要延长光照或者补光时，及时开启仿自然光照LED灯。
3.ZigBee通信模块的硬件设计。
ZigBee无线数据通信模块选择德州仪器公司的CC2430芯片。CC2430芯片实现嵌入式ZigBee应用的片上***，集成了CC2420射频收发器、增强工业标准微控制器、静态随机存取存储器高性能模块,支持2.4GHz IEEE 802.15.4/ZigBee协议。由于该芯片集成度高，***电路设计简单，适宜构造低成本的ZigBee节点。
在ZigBee通信模块的印刷电路板上提供电源供给电路、JTAG接口、外部晶振电路、阻抗匹配电路、射频天线即可正常工作，在本发明中，节点路由器只起到数据中继和转发的功能，因此节点路由器的硬件设计就只是以CC2430芯片为核心的ZigBee通信模块。
4.网关的硬件设计
网关包括ZigBee通信模块、网络模块、微控制单元。ZigBee通信模块主要完成传感器网络中的数据收发，网络模块主要完成网络数据传输，微控制单元主要完成对网络模块的控制。
三、面包虫养殖架控制***的的软件设计
1.传感器节点终端的软件设计
传感器节点终端的软件设计分为上位机控制软件和下位机数据获取软件二个部分。上位机控制软件在远程服务器端运行，完成环境湿度、温度和光照强度三个监测数据的接收与显示，实现实时监控、数据存档和检索的功能，通过获得的环境湿度、温度和光照强度监测数据完成对增温器15、加湿器16、仿自然光照灯17的控制，下位机数据获取软件在单片机上运行，主要控制单片机正常工作，获取温度传感器12、湿度传感器13和光照强度传感器14的数据，实现与上位机的实时通讯。
上位机控制软件利用JAVA语言编写，以Eclipse软件作为开发平台，上位机控制软件由一个人机交互界面子程序、一个数据处理子程序和一个串行通信子程序组成。下位机数据获取软件采用模块化设计，以KeiluVision2为开发软件，使用单片机C51语言编写，主要包括一个***主程序、一个温度采集子程序、一个湿度采集子程序、一个光照强度采集子程序、一个数据处理分析子程序。下位机软件运行过程包括：***主程序完成***的初始化和对各个子程序的调用，统一调用温度采集子程序、湿度采集子程序和光照强度采集子程序分别获取传感器监测环境的温度值、湿度值和光照强度值。接着调用数据处理分析子程序，将得到的数据按程序发送至远程服务器端运算。
传感器节点终端软件的工作流程为首先初始化，传感器节点成功加入网络后向远程服务器发送一条注册消息，用于远程服务器发现该传感器设备，供用户对其进行绑定或配置。注册成功后需按周期发送活动状态消息，该消息用于监测传感器终端的实时状态。
传感器节点终端未绑定情况下只按照默认周期上报传感器值至远程服务器，只有数据监测功能，不能控制环境调节节点。只有与环境调节节点终端完成绑定后，传感器节点终端根据配置好的信息同时发送传感器值至远程服务器和环境调节节点终端，环境调节节点终端才能根据上报值和配置信息完成对环境调节节点终端设备的控制。
2.环境调节节点终端的软件设计
环境调节节点终端加入网络后同传感器节点终端一样，需发送注册消息和活动状态消息。环境调节节点终端只有与传感器节点终端完成绑定才能实现自动控制，没有完成绑定的环境调节节点终端只能手动控制。当收到绑定消息后，环境调节节点终端会将对应传感器节点的设备号、传感器类型、控制阈值等信息存储至闪存中。
完成绑定后，收到关联的传感器节点终端上报的数据值定时更新，并根据上报值完成对相应设备的控制；当收到通过远程服务器对设备进行直接控制的消息时，不论当前***处于何种状态，可直接对传感器节点终端设备进行控制。
3.网关的软件设计
网关初始化结束后，ZigBee通信模块加入ZigBee网络，网络模块与远程服务器通过TCP/IP协议建立长连接，其中远程服务器作为服务器端，网关作为客户机端。
网关收到终端节点活动状态消息后，在内存中建立和维护终端设备管理表，用于终端设备间进行点对点通信。网关节点收到远程服务器消息后，具体包括绑定消息、配置消息、控制消息等，对消息进行协议、地址转换后直接发至ZigBee网络。
4.远程服务器端的软件设计
远程服务器端运行软件采用基于TCP的socket编程，网关为客户机端。远程服务器端软件设置合适的端口号侦听网关数据，对收到的重要数据通过ODBC写入至MySQL数据库，其主要功能是汇总网关上报的数据，完成对数据库的实时更新，根据采集的实时温度值、湿度值和光照强度值，进行实时运算分析，并通过控制增温器15、加湿器16、仿自然光照灯17，完成对面包虫养殖架养殖环境的调整。
本发明提供的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，是为了适应面包虫养殖作为一种新兴养殖业而专门研发的，解决了当前一般的面包虫养殖都是靠人工处理，在面包虫养殖的过程中会产生很多残砂，残砂的处理给面包虫养殖人带来很多的麻烦，面包虫养殖过程中会多次蜕皮并且会排出大量粪便，在面包虫养殖的过程中会有些许饲料残渣，清理养殖架时基本都是将面包虫换至另一养殖架再对其进行清洗，不仅耗时耗力而且工作量大，还会影响面包虫养殖生长状态的问题。本发明结构简单，设计合理，便于清洗，减少了面包虫养殖过程中的工作量，可以在残砂收集装置内喷洒药物，防止面包虫养殖过程中发生病变，降低面包虫养殖过程中的损失。
本发明提供的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***的控制***，针对面包虫的生理特点和生长发育规律，设计了一套基于网络的面包虫养殖控制***。利用传感器节点采集湿度、温度、光照度环境参数，依靠网络将采集的数据传输至远程服务器，并经过科学分析后对环境控制设备进行自动调节，为面包虫提供一个适宜生长的环境。控制***能对面包虫生长周期各阶段适宜的环境参数进行独立配置，以满足面包虫对各个虫龄养殖环境的不同需求。通过设计网关和远程服务器，实现了数据的远程传输和监控，用户通远程即能实现参数配置、设备控制等一系列操作。在面包虫养殖中，必须要重视面包虫的省力化高效养殖技术，这样才能获得良好的收益。在面包虫养殖时，由于面包虫对生长条件要求苛刻，而且自身抵御外界环境变化的能又弱，因此要养殖中必须要根据当地的条件，对养殖期间各个不同的阶段进行不同的处理，这样才能使虫茧质量、经济效益得到有效的提升，促进面包虫养殖业的发展。
Claims (9)
1.一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，其特征在于：包括移动底座(1)、立体格屜式框架(2)和养殖盘(3)，所述移动底座(1)水平设置于养殖架的下端，所述移动底座(1)上设置有立体格屜式框架(2)，所述立体格屜式框架(2)左右两端分别设置有四根支撑柱，支撑柱的内侧分别设置有三根水平导轨(5)，所述立体格屜式框架(2)中间处的前后端分别设置有中心柱(4)，两根中心柱(4)的两侧分别设置有三根水平导轨(5)，支撑柱上的水平导轨(5)与中心柱(4)上的水平导轨(5)对称等高，所述立体格屜式框架(2)内部左侧支撑柱的水平导轨(5)和中心柱(4)左侧的水平导轨(5)上设置有养殖盘(3)，所述立体格屜式框架(2)内部右侧支撑柱的水平导轨(5)和中心柱(4)右侧的水平导轨(5)上设置有养殖盘(3)，所述养殖盘(3)底端两侧分别设置有滑轮座(6)，所述滑轮座(6)的下端设置有前后滑动的滚轮(7)，所述滚轮(7)在水平导轨(5)内滑动，两个养殖盘(3)之间设置有隔板(8)，所述养殖盘(3)上设置有防爬架(9)，所述养殖盘(3)的最上层设置有养殖匾(10)，所述养殖盘(3)的下方设置有残砂收集装置(11)。
2.根据权利要求1所述的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，其特征在于：所述残砂收集装置(11)为V型斜坡平板，所述V型斜坡平板的左右两端高、中间低，所述V型斜坡平板的后端高、前端低。
3.根据权利要求1所述的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，其特征在于：所述防爬架(9)为向内弯曲的倒“L”型板。
4.根据权利要求1所述的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，其特征在于：所述立体格屜式框架(2)采用PVC材质制成。
5.根据权利要求1所述的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，其特征在于：所述养殖匾(10)采用聚乙烯材料制成，所述移动底座(1)采用耐磨橡胶材料制成，所述移动底座(1)的下端设置有万向轮。
6.根据权利要求1所述的一种虫茧抽丝装置，其特征在于：所述养殖匾(10)包括养殖凸丘和筛网，所述养殖凸丘设置在所述筛网上。
7.根据权利要求2所述的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，其特征在于：所述残砂收集装置(11)的前后倾斜角度为20度至45度。
8.根据权利要求1所述的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，控制***由ZigBee无线传感网、网关和远程服务器三部分组成，各部分分别设置有电源，ZigBee无线传感网设置在每组面包虫养殖架上，ZigBee无线传感网包括传感器节点终端、环境调节节点终端和节点路由器。
9.根据权利要求8所述的一种实用高效的面包虫养殖架及控制***，所述传感器节点终端包括安装在面包虫养殖环境中的温度传感器(12)、湿度传感器(13)和光照强度传感器(14)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 317100 No. 480, Wenhua Road, Haiyou street, Sanmen County, Taizhou City, Zhejiang Province Applicant after: Liu Xiuping Address before: 324000 No. 78, Jiuhua North Avenue, Kecheng District, Quzhou City, Zhejiang Province Applicant before: Liu Xiuping |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |