CN111699994A - 一种基于物联网的智能家畜电子饲喂***及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于物联网的智能家畜电子饲喂***及其工作方法，包括云端服务器平台云端服务器平台分别与第三方数据库、操作端和物联网智能网关相连接，物联网电子耳标识别端与云端服务器相连接，物联网智能网关与电子饲喂器主机相连接，电子饲喂器主机与电子饲喂器子机相连接，物联网电子耳标识别端与电子耳标相连接。本发明通过将家畜个体身份信息与养殖场内个电子饲喂器主机、子机ID进行绑定，利用云端服务器平台、物联网智能网关、电子饲喂器主机和对应的电子饲喂器子机，将饲喂计划存储至云端服务器平台，并将饲喂计划下发到各电子饲喂器主机，实现了智能饲喂控制，并且后期收集的饲喂参数结合人工智能算法，及时更新饲喂计划。
Description
技术领域
本发明涉及智能养殖的技术领域，尤其涉及一种基于物联网的智能家畜电子饲喂***及其工作方法。
背景技术
畜牧业作为国民经济举足轻重的一环，生猪养殖在国内畜牧业养殖中占有主导地位。在生猪养殖中，种母猪具有极高的经济附加值。母猪妊娠阶段饲养管理水平对哺乳期母猪、初生仔猪、断奶仔猪以及母猪连续性生产能力都会构成极大的影响；母猪妊娠初期过早加料会影响母猪乳腺的发育，这也是造成母猪产奶量下降和仔猪断奶体重小的重要原因；妊娠母猪后期的饲养不精准，导致仔猪初生重量偏小。
繁殖阶段饲养管理的关键是“妊娠期严格限饲、哺乳期能够充分采食”，妊娠母猪严格限饲的目的也是为了能够提高哺乳期母猪采食量，使哺乳母猪日进食营养总量达到产奶的基本需求；母猪在妊娠和哺乳期阶段，都饲养在定位栏种。定位栏每个栏位只有一个饲喂料筒和食槽，每头母猪的饲喂量都有可能有所不同。
现有的规模化养殖场（舍）种，母猪在养殖饲喂过程中，通过电子耳标对每个母猪个体进行身份识别。每个母猪个体通过电子耳标与养殖场（舍）、栏位进行信息绑定。在大部分现有规模化猪养殖场（舍），在设定的饲喂时间，母猪饲料通过料线、水线，将饲料传送进入饲喂料筒（杯），每一个栏位（每一头在定位栏中的母猪）可由饲养员人为调整料筒（杯）的刻度带和食量调节器调整下料量；单只母猪在栏期间，在一天之内不同的进食时间点，进食量有所不同；单只母猪在栏的整个饲喂周期内，随着日期变化，进食量会发生变化；各母猪个体存在差异，在某天一天之内不同的进食时间点，应饲喂量会有所不同；各母猪在栏的整个饲喂周期内，随着日期变化，各母猪的应饲喂量也不相同。
但是饲养员多数以传统的饲养经验来决定下料量，缺乏科学的饲喂数据，无法最优控制1、每只母猪在单日饲喂中不同饲喂时间点的下料量；2、每只母猪在栏的整个饲喂周期内的每日下料量。并且，饲养员很难准确地收集、统计每只母猪饲喂量和实际进食量。由于猪只的实际进食量和饲喂量的差异，导致已经进入食槽的饲料，没有及时被猪只吃完，可能会导致饲料发酵、变质，在猪只下次进食时被食用，对猪只健康产生影响。猪只的健康情况极其容易受到外界病菌的影响。
少数规模化猪养殖场（舍）已使用猪只电子饲喂器，多数为有线连接（例如：串口连接或者以太网连接），通过中继器、信号放大器进行组网控制。这种猪只电子饲喂器在纯种母猪猪场（千头、万头规模）具体实施中，需要大量的中继器、信号放大器，来进行所有猪只饲喂设备组网，造成使用成本过高，并且安装过程需要大量的电源线、通信线，由于鼠害、或连接线材长期使用发生老化，易出现起火等危险情况，为长期畜牧养殖工作带来安全隐患。
发明内容
针对上述背景技术涉及的技术问题，本发明提出一种基于物联网的智能家畜电子饲喂***及其工作方法，用于实现低成本地对每只母猪个体定制整个在栏周期的饲喂曲线，实现规模化畜牧养殖场（舍）中每只母猪科学化地精准饲喂。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于物联网的智能家畜电子饲喂器***，包括云端服务器平台、第三方数据库、操作端、物联网智能网关和物联网电子耳标识别端，云端服务器平台分别与第三方数据库、操作端和物联网智能网关相连接，物联网电子耳标识别端与云端服务器平台或第三方数据库或物联网智能网关相连接，物联网智能网关与电子饲喂器主机相连接，电子饲喂器主机与电子饲喂器子机相连接，物联网电子耳标识别端与电子耳标相连接。
优选地，所述电子饲喂器主机和电子饲喂器子机均包括控制终端和执行设备且电子饲喂器主机中设置有人机交互***，控制终端与执行设备相连接且电子饲喂器主机中控制终端分别与人机交互***、物联网智能网关和电子饲喂器子机中控制终端相连接。
优选地，所述控制终端包括微处理器、储存单元、无线信号传输单元、控制开关单元和数模采集单元，微处理器分别与储存单元、无线信号传输单元、控制开关单元、数模采集单元和人机交互***相连接；所述执行设备包括电机、电磁阀、电流传感器、电压传感器、料位传感器、水温传感器和液位传感器相连接，电机和电磁阀均与控制开关单元相连接，电流传感器、电压传感器、料位传感器、水温传感器和液位传感器均与数模采集单元相连接。
一种基于物联网的智能家畜电子饲喂***的工作方法，包括以下步骤：
步骤1：首先通过人机交互***将各电子饲喂器主机和电子饲喂器子机在云端服务器平台进行注册，利用电子耳标识别端扫描每只家畜耳部佩戴的电子耳标，通过电子耳标识别端标识家畜身份，随后将家畜身份信息通过电子耳标识别端直接传送至云端服务器平台上或通过第三方数据库或物联网智能网关转送到云端服务器上；
步骤2：随后利用操作端和电子耳标识别端，将已在云端服务器中已经注册管理的各电子饲喂器主机和电子饲喂器子机的设备ID与已经录入的每只家畜的身份ID进行绑定，将电子饲喂器主机和电子饲喂器子机进行分组，组成1个电子饲喂器主机管理若干个电子饲喂器子机的控制模式；
步骤3：饲喂专家根据定位栏中每只在栏家畜的生物指标制定饲喂计划，通过操作端将生物指标、饲喂计划和步骤2中电子饲喂器主机设备ID、电子饲喂器子机设备ID以及定位栏中在栏家畜的身份ID的对应绑定，将绑定关系输入云端服务器平台中；
步骤4：云端服务器平台根据步骤3中云端服务器平台中存储的每只在栏家畜的饲喂计划和饲喂设备ID与定位栏在栏家畜的身份ID绑定关系，将每只在栏家畜的饲喂计划映射到对应的各电子饲喂器主机和电子饲喂器子机，通过无线信号将上述映射内容传送至物联网智能网关，并存储在物联网智能网关内；
步骤5：物联网智能网关与***中各个电子饲喂器主机在主机信道下进行无线组网，并将下发各个电子饲喂器主机和对应的电子饲喂器子机的每只在栏家畜的饲喂计划，存储在各电子饲喂器主机内储存单元内；
步骤6：各个电子饲喂器主机智能分配管理对应的个电子饲喂器子机的无线通信信道并建立通信，电子饲喂器主机将每个饲喂器对应的每只在栏家畜的饲喂计划下发给各个电子饲喂器子机，饲喂计划存储在电子饲喂器子机内储存单元内；
步骤7：根据步骤S6中对各电子饲喂器主机、电子饲喂器子机制定的对应每只在栏家畜的饲喂计划，形成控制命令，各个电子饲喂器根据控制命令控制饲喂设备进行下料执行饲喂计划，通过各传感器检测饲喂状态和设备状态，并反馈给各电子饲喂器子机，电子饲喂器子机将反馈信息传送至对应的电子饲喂器主机；
步骤8：各个电子饲喂器主机将本机及其管理的各电子饲喂器子机所管理的饲喂器的饲喂状态、设备状态传送至物联网智能网关；
步骤9：物联网智能网关将整个物联网饲喂***中各个饲喂器的饲喂状态、设备状态上传至云端服务器平台并存储在云端服务器平台内；
步骤10：云端服务器平台根据步骤3、步骤9中存储的数据，得到每只在栏家畜的历史饲喂参数，通过云端服务器平台中植入的人工智能算法学习训练上述参数，得到每只在栏家畜的最有饲喂计划参数，并重回到步骤3中，更新制定的饲喂计划，循环往复执行。
优选地，所述步骤10中饲喂参数包括饲喂时间、饲喂曲线、饲喂量最大值、饲喂量最小值、饲喂状态、实际采食量和饲料剩余量，云端服务器平台和操作端设定各个电子饲喂器主机和对应的电子饲喂器子机的饲喂时间、饲喂曲线、喂量最大值和饲喂量最小值，通过操作端查看当前饲喂状态和设备状态。
优选地，所述云端服务器平台包括数据服务器、Web服务器和Socket服务器，操作端包括PC端和移动端，PC端和移动端通过云端服务器平台标准API与数据服务器建立数据连接，数据服务器通过开放数据接口与第三方数据库建立数据连接。
优选地，所述人机交互***包括触摸显示屏，通过触摸显示屏设定各电子饲喂器主机和对应的电子饲喂器子机的饲喂时间、饲喂曲线、喂量最大值和饲喂量最小值，通过触摸显示屏查看当前饲喂状态和设备状态。
优选地，所述步骤1中各电子饲喂器主机与物联网智能网关之间共用一个主机信道，建立无线通信，物联网智能网关和各电子饲喂器主机联合调度、分配各电子饲喂器主机对应管理的各电子饲喂器子机之间无线通信信道。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明基于物联网的多信道无线组网的智能家畜电子饲喂器，涉及物联网、人工智能、大数据、无线电多信道技术，通过电子耳标识别端、电子耳标、互联网、云端服务平台将家畜个体身份信息与养殖场（舍）、养殖设内各个物联网智能家畜饲喂器主、子机进行家畜身份与电子设备ID进行一对一绑定；通过云端服务平台、服务器、物联网智能网关、物联网智能家畜电子饲喂器主机与子机群组，可实现对养殖场（舍）内每只家畜饲喂计划、参数的远程和智能管理，并将饲喂历史曲线、参数和家畜实际历史采食量、健康状态、产仔量、仔（崽）畜出生健康信息等生物信息存入云端数据库，经过后续人工智能分析可为家畜提出更科学，更健康、更高效的饲喂策略，并为家畜养殖学科提供研究数据基础，促进其学科的科学发展。
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，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明的工作原理框图。
图2为本发明中电子饲喂器主机的结构框图。
图3为本发明中人机交互***功能框图。
图4为本发明工作流程图。
图中，1为云端服务器平台，2为操作端，3为第三方数据库，4为物联网智能网关，5为电子饲喂器主机，51为微处理器，52为无线信号传输单元，53为人机交互***，54为储存单元，55为控制开关单元，56为数模采集单元，6为物联网电子耳标识别端，61为电子耳标。
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付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。
实施例1：如图1所示，一种基于物联网的智能家畜电子饲喂***，包括云端服务器平台1、第三方数据库3、操作端2、物联网智能网关4和物联网电子耳标识别端6，云端服务平台根据一个或多个生产周期、饲喂时段内设备反馈的每只家畜饲喂参数，例如：饲喂时间、饲喂曲线、饲喂饮水水温、家畜实际采食量、饲料剩余量；家畜的生长参数，例如：背膘、体重、病例、产仔数量、出生仔猪总体重、出生仔猪病例；通过人工智能、大数据计算，智能地对每只家畜规划出最优的饲喂参数，云端服务平台智能规划每只家畜的最优饲喂参数的人工智能算法包括Long Short-Term Memory算法和Gate Recurrent Unit算法，LSTM算法是一种时间循环神经网络，是为了解决一般的Recurrent Neural Network RNN循环神经网络存在的长期依赖问题而专门设计出来的算法。本发明实施例中，将该算法移植到家畜的最优饲喂参数规划中。LSTM适用于长周期内的最优饲喂参数训练和预测；GRU算法与LSTM算法相似，也是为了解决长期记忆和反向传播中的梯度等问题而提出来的。本发明实施例中，也是将该算法移植到家畜的最优饲喂参数规划中；GRU更容易训练，适合最优饲喂参数短时间训练和预测。
云端服务器平台1分别与第三方数据库3、操作端2和物联网智能网关4相连接，云端服务器平台1包括数据服务器、Web服务器和Socket服务器，云端服务平台中的饲喂设备管理模块可对本物联网多信道无线组网的智能家畜电子饲喂***中挂载注册的每一台电子饲喂设备进行饲喂时间设置、饲喂曲线监测与更新，物联网边缘计算智能网关可通过WebSocket、MQTT、Modbus_TCP等标准协议或者其他开放式接口传输至云端服务平台上。
操作端2包括PC端和移动端，移动端可以选用手机、平板电脑或智慧屏幕等，PC端和移动端上搭载有APP，通过云端服务器平台标准API与数据服务器建立数据连接，数据服务器通过开放数据接口与第三方数据库3建立数据连接。
物联网电子耳标识别端6与电子耳标61相连接，物联网电子耳标识别端为物联网电子耳标PDA即掌上电脑，电子耳标，内置RFID芯片，安装在母猪耳部，通过所述的物联网电子耳标PDA，可以读取电子耳标RFID中的内容，用于记录母猪的身份信息。身份信息包括猪只隶属于公司名称；猪场猪舍名称、标号；栏位标号等信息；总信息一般不超过1k Bytes，物联网电子耳标PDA与电子耳标之间通过无源RFID 125Khz/13.56Mhz/840-960Mhz信道进行无线通信。
物联网电子耳标识别端6与云端服务器平台1或第三方数据库3或物联网智能网关4相连接，通过互联网与物联网电子耳标PDA所支持的第三方物联网平台进行数据连接，然后本***的云端服务器平台可通过开放数据接口从第三方物联网平台的数据库进行数据连接；本***的云端服务器平台可根据物联网电子耳标PDA所提供的SDK建立与电子耳标PDA直连的互联网API接口，进行数据连接；如果物联网电子耳标PDA为蓝牙或者WiFi等局域网访问手持设备，本***中的物联网智能网关可根据物联网电子耳标PDA所提供的SDK，建立两者数据连接。
物联网智能网关4与电子饲喂器主机5相连接，物联网智能网关可通过MQTT、Modbus_RTU或者LoRaWAN等标准协议，经由Sub-1Ghz无线网络中470-510Mhz频段与物联网智能家畜电子饲喂器主机建立无线通信，传输由上述云端服务器平台中所设定的各个电子饲喂器主机、子机的饲喂时间、饲喂曲线和监控设备运行状态，电子饲喂器主机5与电子饲喂器子机相连接，电子饲喂器主机通过MQTT、Modbus_RTU或者LoRaWAN等标准协议，经由Sub-1G网络470-510Mhz频段与所管辖的物联网电子饲喂器子机群组进行通信和任务调度，包括：信道分配、饲喂时间设置、饲喂曲线监测与更新和监控设备运行状态。
所述电子饲喂器主机5和电子饲喂器子机均包括控制终端和执行设备且电子饲喂器主机中设置有人机交互***53，人机交互***为5寸/7寸可触摸显示屏，触摸屏监控所管理的信道中工作的物联网智能家畜电子饲喂子机群组中每个子机的工作状态，并修改每个子机的饲喂时间、饲喂次数、最大、最小饲喂量边界、饲喂曲线参数等其他定制参数，并可自由挂载注册一定个数的下行物联网智能家畜电子饲喂子机群组，一个群组不超过500个电子饲喂器子机；智能分配该主机与子机群组无线通信信道；可监控、设置联网智能家畜电子饲喂器子机群组中所有子机的饲喂时间、饲喂曲线，并反馈所有子机的设备状态，设备状态包括：设备是否掉线、设备执行电机、电磁阀是否故障，控制终端与执行设备相连接且电子饲喂器主机5中控制终端分别与人机交互***53、物联网智能网关4和电子饲喂器子机中控制终端相连接。
如图3所示，人机交互***主要包括设备管理、参数管理和查询三个功能模块，设备管理包括：本机设置、设备注册、通信设置；本实施例中，1、进入本机设置，超级管理员可以设置本物联网环境控制终端的通信IP地址、硬件ID、无线通信中心频率、带宽、通信速率等参数和时间时钟的时间参数；2、进入设备注册，超级管理员可以在物联网智能家畜电子饲喂器主机上通过输入此主机控制的子机群组中每个物联网智能家畜电子饲喂器子机的唯一的硬件ID，注册挂载任意个数最大500个子机，并命名各个子机的软件ID，作为云端服务平台显示的软件ID名称标识；3、进入通信设置，超级管理员可设置上述物联网智能家畜电子饲喂器主机和所管理、控制的子机群组的无线通信信道、带宽、通信速率等参数。
参数管理包括：饲喂时间、饲喂参数；本实施例中，1、进入饲喂时间设置，用户可设置物联网智能家畜电子饲喂器主机和所管理、控制的子机群组中各个子机的饲喂次数、饲喂时间；2、进入饲喂参数设置，用户可设置物联网智能家畜电子饲喂器主机和所管理、控制的子机群组中各个子机的饲喂曲线、饲喂量最大值、最小值。
查询包括：饲喂状态查询、报警日志；本实施例中，1、进入饲喂状态查询，用户可查询物联网智能家畜电子饲喂器主机和所管理、控制的子机群组中各个子机的饲喂计划、已饲喂次数、已饲喂量、当前饲喂运行状态、实际采食量、饲料剩余量等参数；2、进入报警日志，用户可查询物联网智能家畜电子饲喂器主机和所管理、控制的子机群组中各个子机的报警信息，包括：设备掉线、设备执行电机、电磁阀故障、饲喂量超过最大值、饲喂量低于最小值、水温过高、水温过低、实际采食量低于警戒值、饲料剩余量高于警戒值等信息。
如图2所示，所述控制终端包括微处理器51、储存单元54、无线信号传输单元52、控制开关单元55和数模采集单元56，微处理器51分别与储存单元54、无线信号传输单元52、控制开关单元55、数模采集单元56和人机交互***53相连接，微处理器为ARM Cortex-M4高性能处理器，嵌入自主研发设计的物联网实时操作***，对物联网智能家畜电子饲喂器主机、子机进行任务管理、数据信息管理和设备控制调度；储存单元为板载Flash芯片，用于储存物联网物联网智能家畜电子饲喂器主机和本主机所管理的物联网智能家畜电子饲喂器子机群组中所有子机的饲喂参数，例如：饲喂时间、饲喂曲线、饲喂量最大值、最小值、饲喂状态、实际采食量、饲料剩余量等；
无线信号传输单元为Sub-1G无线射频单元，Sub-1G无线射频单元，可选配支持可热插拔的HW3000、A7139、SI4432、CC1310/1312、SX1278/1268/1301等射频芯片模组，载波频段中心频率为433MHz/868MHz/915MHz等的LoRa、FSK、OOK、MSK协议射频单元，在本实施例中为SX1278射频芯片模组，470-510MHz频段下LoRa网络物理协议，选配Modbus_RTU或者LoraWAN通信协议。
所述执行设备包括电机、电磁阀、电流传感器、电压传感器、料位传感器、水温传感器和液位传感器相连接，电机和电磁阀均与控制开关单元55相连接，控制开关单元为继电器IO节点，通过控制电机的启/停，通过传动结构来控制饲喂器的饲料下料量，电流传感器、电压传感器、料位传感器、水温传感器和液位传感器均与数模采集单元56相连接，数模采集单元用于采集电机电流参数、水温、液位等传感变送器数值，来监测电机是否开启、堵转，采集水温、液位和料位数据；本发明的基于物联网的多信道无线组网的智能家畜电子饲喂器，涉及物联网、人工智能、大数据、无线电多信道技术。通过电子耳标PDA、电子耳标、互联网、云端服务平台将家畜个体身份信息与养殖场舍、养殖设内各个物联网智能家畜饲喂器主、子机进行家畜身份与电子设备ID进行一对一绑定；通过云端服务平台、服务器、物联网智能网关、物联网智能家畜电子饲喂器主机与子机群组，可实现对养殖场舍内每只家畜饲喂计划、参数的远程和智能管理，并将饲喂历史曲线、参数和家畜实际历史采食量、健康状态、产仔量、仔崽畜出生健康信息等生物信息存入云端数据库，经过后续人工智能分析可为家畜提出更科学，更健康、更高效的饲喂策略，并为家畜养殖学科提供研究数据基础，促进其学科的科学发展。
实施例2：如图4所示，一种基于物联网的智能家畜电子饲喂***的工作方法，包括以下步骤：
步骤1：首先通过人机交互***53将各电子饲喂器主机5和电子饲喂器子机在云端服务器平台1进行注册，人机交互***53包括触摸显示屏，通过触摸显示屏设定各电子饲喂器主机5和对应的电子饲喂器子机的饲喂时间、饲喂曲线、喂量最大值和饲喂量最小值，通过触摸显示屏查看当前饲喂状态和设备状态，可触摸显示屏上的可视化图形人机交互***设定各个物联网智能家畜电子饲喂器主机和子机群组之间、各个物联网智能家畜电子饲喂器主机和物联网智能网关之间的无线通信中心频率、带宽、通信速率等参数，各电子饲喂器主机5与物联网智能网关4之间共用一个主机信道，建立无线通信，物联网智能网关4和各电子饲喂器主机5联合调度、分配各电子饲喂器主机对应管理的各电子饲喂器子机之间无线通信信道，实现本发明的物联网智能家畜电子饲喂***的多信道无线组网，以避免不同群组之间的并发无线信号干扰；
利用物联网电子耳标识别端6扫描每只家畜耳部佩戴的电子耳标61，通过物联网电子耳标识别端6标识家畜身份，例如：隶属于某公司、某畜牧场、某畜牧舍、某栏位等，随后将家畜身份信息通过物联网电子耳标识别端6直接传送至云端服务器平台1上或通过第三方数据库3或物联网智能网关转4送到云端服务器平台1上，经由云端服务平台将饲喂***中的每一只物联网智能家畜电子饲喂器，包括：主机、子机群组中的每一个子机与每只家畜进行设备ID标识与家畜身份标识绑定，实现定制针对每只家畜的饲喂规则，对每只家畜进行针对性饲喂，从而实现了针对家畜个体的精准饲喂；
步骤2：随后利用操作端2和物联网电子耳标识别端6，将已在云端服务器中已经注册管理的各电子饲喂器主机5和电子饲喂器子机的设备ID与已经录入的每只家畜的身份ID进行绑定，例如：XXX公司XXX养殖场XXX猪舍XXXX栏位XXXXX物联网智能家畜电子饲喂器设备与XXXXX耳号猪只绑定，将电子饲喂器主机5和电子饲喂器子机进行分组，组成1个电子饲喂器主机管理若干个电子饲喂器子机的控制模式；
步骤3：饲喂专家根据定位栏中每只在栏家畜的生物指标制定饲喂计划，生物指标包括例如日/周龄、猪只重量、猪只妊娠历史、猪只妊娠产仔记录、猪只病例、猪只药物使用历史等，制定具体的由针对性的饲喂计划包括：饲喂次数、饲喂时间、饲喂曲线、饲喂量最大、最小边界值等，通过操作端2将生物指标、饲喂计划和步骤2中电子饲喂器主机5设备ID、电子饲喂器子机设备ID以及定位栏中在栏家畜的身份ID的对应绑定，将绑定关系输入云端服务器平台1中；
步骤4：云端服务器平台1根据步骤3中云端服务器平台中存储的每只在栏家畜的饲喂计划和饲喂设备ID与定位栏在栏家畜的身份ID绑定关系，将每只在栏家畜的饲喂计划映射到对应的各电子饲喂器主机5和电子饲喂器子机，通过无线信号将上述映射内容传送至物联网智能网关4，并存储在物联网智能网关4内；
步骤5：物联网智能网关4与***中各个电子饲喂器主机5在主机信道下进行无线组网，并将下发各个电子饲喂器主机5和对应的电子饲喂器子机的每只在栏家畜的饲喂计划，存储在各电子饲喂器主机5内储存单元54内；
步骤6：各个电子饲喂器主机5智能分配管理对应的个电子饲喂器子机的无线通信信道并建立通信，电子饲喂器主机5将每个饲喂器对应的每只在栏家畜的饲喂计划下发给各个电子饲喂器子机，饲喂计划存储在电子饲喂器子机内储存单元54内；
步骤7：根据步骤S6中对各电子饲喂器主机5、电子饲喂器子机制定的对应每只在栏家畜的饲喂计划，形成控制命令，各个电子饲喂器根据控制命令控制饲喂设备进行下料执行饲喂计划，通过各传感器和内部检测电路反馈饲喂状态和设备状态，饲喂状态包括已饲喂次数、已饲喂量、当前饲喂运行状态、实际采食量、饲料剩余量等状态参数，设备状态包括设备是否掉线、设备执行电机、电磁阀是否故障，并反馈给各电子饲喂器子机，电子饲喂器子机将反馈信息传送至对应的电子饲喂器主机5；
步骤8：各个电子饲喂器主机5将本机及其管理的各电子饲喂器子机所管理的饲喂器的饲喂状态、设备状态传送至物联网智能网关4；
步骤9：物联网智能网关4将整个物联网饲喂***中各个饲喂器的饲喂状态、设备状态上传至云端服务器平台1并存储在云端服务器平台1内；
步骤10：云端服务器平台1根据步骤3、步骤9中存储的数据，得到每只在栏家畜的历史饲喂参数，饲喂参数包括饲喂时间、饲喂曲线、饲喂量最大值、饲喂量最小值、饲喂状态、实际采食量和饲料剩余量，云端服务器平台和操作端设定各个电子饲喂器主机和对应的电子饲喂器子机的饲喂时间、饲喂曲线、喂量最大值和饲喂量最小值，通过操作端查看当前饲喂状态和设备状态，通过云端服务器平台1中植入的LSTM算法和GRU算法学习训练上述参数，得到每只在栏家畜的最优饲喂计划参数，并重回反馈到步骤3中，更新制定的饲喂计划，循环往复步骤3~10，本发明不仅适用于猪只的饲养，同样也适用于如牛、羊等大型畜牧的饲养。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于物联网的智能家畜电子饲喂***，其特征在于，包括云端服务器平台（1）、第三方数据库（3）、操作端（2）、物联网智能网关（4）和物联网电子耳标识别端（6），云端服务器平台（1）分别与第三方数据库（3）、操作端（2）和物联网智能网关（4）相连接，物联网电子耳标识别端（6）与云端服务器平台（1）或第三方数据库（3）或物联网智能网关（4）相连接，物联网智能网关（4）与电子饲喂器主机（5）相连接，电子饲喂器主机（5）与电子饲喂器子机相连接，物联网电子耳标识别端（6）与电子耳标（61）相连接。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的智能家畜电子饲喂***，其特征在于，所述电子饲喂器主机（5）和电子饲喂器子机均包括控制终端和执行设备且电子饲喂器主机中设置有人机交互***（53），控制终端与执行设备相连接且电子饲喂器主机（5）中控制终端分别与人机交互***（53）、物联网智能网关（4）和电子饲喂器子机中控制终端相连接。
3.根据权利要求2所述的基于物联网的智能家畜电子饲喂***，其特征在于，所述控制终端包括微处理器（51）、储存单元（54）、无线信号传输单元（52）、控制开关单元（55）和数模采集单元（56），微处理器（51）分别与储存单元（54）、无线信号传输单元（52）、控制开关单元（55）、数模采集单元（56）和人机交互***（53）相连接；所述执行设备包括电机、电磁阀、电流传感器、电压传感器、料位传感器、水温传感器和液位传感器相连接，电机和电磁阀均与控制开关单元（55）相连接，电流传感器、电压传感器、料位传感器、水温传感器和液位传感器均与数模采集单元（56）相连接。
4.根据权利要求1~3任意一项所述的基于物联网的智能家畜电子饲喂***的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：首先通过人机交互***（53）将各电子饲喂器主机（5）和电子饲喂器子机在云端服务器平台（1）进行注册，利用物联网电子耳标识别端（6）扫描每只家畜耳部佩戴的电子耳标（61），通过物联网电子耳标识别端（6）标识家畜身份，随后将家畜身份信息通过物联网电子耳标识别端（6）直接传送至云端服务器平台（1）上或通过第三方数据库（3）或物联网智能网关转（4）送到云端服务器平台（1）上；
步骤2：随后利用操作端（2）和物联网电子耳标识别端（6），将已在云端服务器中已经注册管理的各电子饲喂器主机（5）和电子饲喂器子机的设备ID与已经录入的每只家畜的身份ID进行绑定，将电子饲喂器主机（5）和电子饲喂器子机进行分组，组成1个电子饲喂器主机管理若干个电子饲喂器子机的控制模式；
步骤3：饲喂专家根据定位栏中每只在栏家畜的生物指标制定饲喂计划，通过操作端（2）将生物指标、饲喂计划和步骤2中电子饲喂器主机（5）设备ID、电子饲喂器子机设备ID以及定位栏中在栏家畜的身份ID的对应绑定，将绑定关系输入云端服务器平台（1）中；
步骤4：云端服务器平台（1）根据步骤3中云端服务器平台中存储的每只在栏家畜的饲喂计划和饲喂设备ID与定位栏在栏家畜的身份ID绑定关系，将每只在栏家畜的饲喂计划映射到对应的各电子饲喂器主机（5）和电子饲喂器子机，通过无线信号将上述映射内容传送至物联网智能网关（4），并存储在物联网智能网关（4）内；
步骤5：物联网智能网关（4）与***中各个电子饲喂器主机（5）在主机信道下进行无线组网，并将下发各个电子饲喂器主机（5）和对应的电子饲喂器子机的每只在栏家畜的饲喂计划，存储在各电子饲喂器主机（5）内储存单元（54）内；
步骤6：各个电子饲喂器主机（5）智能分配管理对应的个电子饲喂器子机的无线通信信道并建立通信，电子饲喂器主机（5）将每个饲喂器对应的每只在栏家畜的饲喂计划下发给各个电子饲喂器子机，饲喂计划存储在电子饲喂器子机内储存单元（54）内；
步骤7：根据步骤S6中对各电子饲喂器主机（5）、电子饲喂器子机制定的对应每只在栏家畜的饲喂计划，形成控制命令，各个电子饲喂器根据控制命令控制饲喂设备进行下料执行饲喂计划，通过各传感器检测饲喂状态和设备状态，并反馈给各电子饲喂器子机，电子饲喂器子机将反馈信息传送至对应的电子饲喂器主机（5）；
步骤8：各个电子饲喂器主机（5）将本机及其管理的各电子饲喂器子机所管理的饲喂器的饲喂状态、设备状态传送至物联网智能网关（4）；
步骤9：物联网智能网关（4）将整个物联网饲喂***中各个饲喂器的饲喂状态、设备状态上传至云端服务器平台（1）并存储在云端服务器平台（1）内；
步骤10：云端服务器平台（1）根据步骤3、步骤9中存储的数据，得到每只在栏家畜的历史饲喂参数，通过云端服务器平台（1）中植入的人工智能算法学习训练上述参数，得到每只在栏家畜的最有饲喂计划参数，并重回到步骤3中，更新制定的饲喂计划，循环往复执行。
5.根据权利要求4所述的基于物联网的智能家畜电子饲喂***的工作方法，其特征在于，所述步骤10中饲喂参数包括饲喂时间、饲喂曲线、饲喂量最大值、饲喂量最小值、饲喂状态、实际采食量和饲料剩余量，云端服务器平台和操作端设定各个电子饲喂器主机和对应的电子饲喂器子机的饲喂时间、饲喂曲线、喂量最大值和饲喂量最小值，通过操作端查看当前饲喂状态和设备状态。
6.根据权利要求4或5所述的基于物联网的智能家畜电子饲喂***的工作方法，其特征在于，所述云端服务器平台（1）包括数据服务器、Web服务器和Socket服务器，操作端（2）包括PC端和移动端，PC端和移动端通过云端服务器平台标准API与数据服务器建立数据连接，数据服务器通过开放数据接口与第三方数据库（3）建立数据连接。
7.根据权利要求4所述的基于物联网的智能家畜电子饲喂***的工作方法，其特征在于，所述人机交互***（53）包括触摸显示屏，通过触摸显示屏设定各电子饲喂器主机（5）和对应的电子饲喂器子机的饲喂时间、饲喂曲线、喂量最大值和饲喂量最小值，通过触摸显示屏查看当前饲喂状态和设备状态。
8.根据权利要求4所述的基于物联网的智能家畜电子饲喂***的工作方法，其特征在于，所述步骤1中各电子饲喂器主机（5）与物联网智能网关（4）之间共用一个主机信道，建立无线通信，物联网智能网关（4）和各电子饲喂器主机（5）联合调度、分配各电子饲喂器主机对应管理的各电子饲喂器子机之间无线通信信道。
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