本發(fā)明涉及禽舍環(huán)境監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能巡回監(jiān)測(cè)禽舍各處環(huán)境并能針對(duì)性改善禽舍環(huán)境的禽舍環(huán)境巡檢及調(diào)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科技水平的提高，家禽養(yǎng)殖業(yè)的自動(dòng)化程度也越來越高。對(duì)禽舍環(huán)境的檢測(cè)也由原來的人工檢測(cè)替代為機(jī)器檢測(cè)，有效降低了養(yǎng)殖人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，也避免了禽舍內(nèi)的有害氣體對(duì)人體造成的傷害?，F(xiàn)有的禽舍環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所采用的檢測(cè)方式有兩種，一種是將溫度、濕度、氣體等傳感器集成在一個(gè)裝置中，該裝置固定放置在禽舍的某一點(diǎn)，這種方式檢測(cè)覆蓋范圍有限，當(dāng)禽舍空間較大時(shí)，檢測(cè)數(shù)據(jù)不能準(zhǔn)確體現(xiàn)禽舍整體的環(huán)境狀況；另一種方式為克服上述問題，在大型禽舍的多個(gè)區(qū)域設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置，這大大增加了禽舍的建造成本，而且禽舍翻新或改建時(shí)還需要將整個(gè)系統(tǒng)拆掉重裝，也增加了時(shí)間成本。

另外，現(xiàn)有的禽舍環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)只涉及環(huán)境數(shù)據(jù)的采集處理，當(dāng)溫濕度或有害氣體濃度超標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)只起到報(bào)警提示作用，不能自行啟動(dòng)環(huán)境調(diào)控設(shè)備，還需要輔助人工操作才能進(jìn)行，系統(tǒng)自動(dòng)化程度不夠高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種禽舍環(huán)境巡檢及調(diào)控系統(tǒng)，摒棄固定檢測(cè)裝置，采用移動(dòng)式檢測(cè)裝置，對(duì)禽舍環(huán)境進(jìn)行巡回檢測(cè)，節(jié)省了系統(tǒng)成本，提高了檢測(cè)準(zhǔn)確性，同時(shí)還能自動(dòng)啟動(dòng)調(diào)控設(shè)備對(duì)環(huán)境進(jìn)行改善，有效提高了禽類養(yǎng)殖的智能化管理和養(yǎng)殖效益。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種禽舍環(huán)境巡檢及調(diào)控系統(tǒng)，包括環(huán)境數(shù)據(jù)檢測(cè)終端、數(shù)據(jù)處理控制中心、顯示終端和環(huán)境調(diào)控設(shè)備；

所述的環(huán)境數(shù)據(jù)檢測(cè)終端采用移動(dòng)式巡檢機(jī)器人，巡檢機(jī)器人包括底座、升降機(jī)構(gòu)和固定在升降機(jī)構(gòu)頂部的檢測(cè)單元和攝像單元，底座內(nèi)設(shè)有定位單元和中央處理單元，底座底部設(shè)有行走機(jī)構(gòu)，檢測(cè)單元和攝像單元用于檢測(cè)不同高度位置的環(huán)境數(shù)據(jù)和拍攝不同高度位置的禽類動(dòng)物并將數(shù)據(jù)和圖片發(fā)送給中央處理單元；定位單元用于隨時(shí)定位巡檢機(jī)器人的位置并將位置信息發(fā)送給中央處理單元，中央處理單元通過無線通訊模塊與數(shù)據(jù)處理控制中心無線連接，將各處的環(huán)境數(shù)據(jù)、禽類圖像與位置信息成組發(fā)送到數(shù)據(jù)處理控制中心并從中心接收控制指令，用于控制升降機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)的動(dòng)作；

所述的數(shù)據(jù)處理控制中心用于實(shí)時(shí)接收并分析中央處理單元發(fā)來的數(shù)據(jù)，并在環(huán)境數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)范圍時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)環(huán)境調(diào)控設(shè)備，調(diào)整環(huán)境參數(shù)；同時(shí)用于向巡檢機(jī)器人發(fā)送控制指令；

所述的顯示終端與數(shù)據(jù)處理控制中心連接，用于顯示檢測(cè)的環(huán)境數(shù)據(jù)和位置信息以及禽類動(dòng)物的影像；

所述的環(huán)境調(diào)控設(shè)備包括分布在禽舍各處的若干換氣扇、暖風(fēng)機(jī)和噴霧器，換氣扇用于排出有害氣體和水汽，降低禽舍內(nèi)有害氣體濃度和禽舍濕度，暖風(fēng)機(jī)用于提高禽舍溫度，噴霧器用于降低禽舍溫度和提高禽舍濕度，換氣扇、暖風(fēng)機(jī)和噴霧器均與數(shù)據(jù)處理控制中心連接，數(shù)據(jù)處理控制中心根據(jù)巡檢機(jī)器人采集的禽舍各處的環(huán)境參數(shù)判斷分析，并在某處環(huán)境參數(shù)超出預(yù)設(shè)范圍時(shí)控制距離較近的環(huán)境調(diào)控設(shè)備啟動(dòng)，改善環(huán)境參數(shù)。

本發(fā)明采用移動(dòng)式檢測(cè)終端在禽舍內(nèi)巡回行走，采集禽舍各處的環(huán)境數(shù)據(jù)，并將環(huán)境數(shù)據(jù)與采集位置信息一一對(duì)應(yīng)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理控制中心，由數(shù)據(jù)處理控制中心實(shí)時(shí)分析接收到的數(shù)據(jù)。本發(fā)明還將各個(gè)環(huán)境調(diào)控設(shè)備與數(shù)據(jù)處理控制中心通訊連接，當(dāng)禽舍某處的環(huán)境參數(shù)超出預(yù)設(shè)范圍時(shí)，可就近啟動(dòng)相應(yīng)的環(huán)境調(diào)控設(shè)備，針對(duì)局部區(qū)域進(jìn)行通風(fēng)換氣、加熱加濕等操作，能起到更好的改善效果，同時(shí)無需啟動(dòng)全部調(diào)控設(shè)備，能節(jié)省運(yùn)行成本。

進(jìn)一步，所述的巡檢機(jī)器人的檢測(cè)單元包括溫度傳感器、濕度傳感器、氨氣濃度傳感器、粉塵濃度傳感器、CO₂濃度傳感器。巡檢機(jī)器人設(shè)置上述傳感器，重點(diǎn)檢測(cè)溫度、濕度、粉塵、有害氣體濃度數(shù)據(jù)，其中，溫度傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)禽舍內(nèi)的溫度，濕度傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)禽舍內(nèi)的濕度，以保證禽舍處于適宜動(dòng)物生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的溫度和濕度范圍內(nèi)；各類氣體濃度傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)有害氣體濃度，以便及時(shí)通風(fēng)換氣，排出有害氣體，減少禽舍內(nèi)空氣中的病原體，輸入新鮮空氣，保證禽類動(dòng)物生命活動(dòng)所需的氧氣。

進(jìn)一步，所述的定位單元包括GPS定位模塊、超聲測(cè)距模塊和實(shí)時(shí)位置計(jì)算模塊，GPS定位模塊用于獲取巡檢機(jī)器人初始位置信息，超聲測(cè)距模塊用于測(cè)量移動(dòng)中的機(jī)器人距離前方禽舍墻壁的距離變化進(jìn)而得出機(jī)器人的移動(dòng)距離，實(shí)時(shí)位置計(jì)算模塊用于根據(jù)GPS定位模塊和超聲測(cè)距模塊給出的數(shù)據(jù)生成機(jī)器人的實(shí)時(shí)位置信息。

進(jìn)一步，所述的顯示終端為臺(tái)式電腦、筆記本電腦、平板電腦、智能手機(jī)中的一種或幾種。若采用移動(dòng)終端，可利用無線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理控制中心通信，隨時(shí)隨地查看禽舍的環(huán)境數(shù)據(jù)和禽類動(dòng)物影像，以便及時(shí)應(yīng)對(duì)。

進(jìn)一步，所述的巡檢機(jī)器人底座前側(cè)設(shè)有紅外避障傳感器，紅外避障傳感器與中央處理單元連接，用于在檢測(cè)到巡檢機(jī)器人前方有障礙物時(shí)及時(shí)控制機(jī)器人調(diào)整行進(jìn)方向。

進(jìn)一步，所述的行走機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于底座底部四個(gè)角處的全向輪及對(duì)應(yīng)每個(gè)全向輪設(shè)置用于帶動(dòng)全向輪轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與中央處理單元連接。通過中央處理單元可控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)和全向輪的動(dòng)作，進(jìn)而控制機(jī)器人的行走及轉(zhuǎn)向。

進(jìn)一步，所述的升降機(jī)構(gòu)包括升降氣缸、升降平臺(tái)及用于為升降平臺(tái)導(dǎo)向的兩根導(dǎo)向桿，升降氣缸缸體底部固定在底座頂部，升降氣缸缸桿頂端連接升降平臺(tái)底部，兩根導(dǎo)向桿底端固定在底座頂部，頂端從升降平臺(tái)兩側(cè)穿出并與其滑動(dòng)連接；升降平臺(tái)底部固定有回轉(zhuǎn)氣缸，回轉(zhuǎn)氣缸缸桿從升降平臺(tái)頂部穿出后安裝攝像單元，升降氣缸和回轉(zhuǎn)氣缸均與中央處理單元連接。通過升降機(jī)構(gòu)可調(diào)節(jié)檢測(cè)單元和攝像單元的高度，實(shí)現(xiàn)對(duì)某位置不同高度點(diǎn)的環(huán)境檢測(cè)和禽類影像拍攝，同時(shí)通過旋轉(zhuǎn)攝像單元，可分別對(duì)準(zhǔn)過道兩側(cè)的籠子進(jìn)行拍攝，提高拍攝精度。

本發(fā)明所述的禽舍環(huán)境巡檢及調(diào)控系統(tǒng)利用巡檢機(jī)器人代替現(xiàn)有的固定點(diǎn)檢測(cè)方式，不需要鋪設(shè)電纜，可大大減小布線難度。同時(shí)，巡檢機(jī)器人可根據(jù)設(shè)定邊行走邊檢測(cè)，可增加環(huán)境檢測(cè)的樣本數(shù)量，提高了環(huán)境檢測(cè)的精度。本發(fā)明還利用數(shù)據(jù)處理控制中心對(duì)獲得的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，以便在數(shù)據(jù)不達(dá)標(biāo)時(shí)及時(shí)啟動(dòng)環(huán)境調(diào)控設(shè)備，改善禽舍環(huán)境。本發(fā)明將環(huán)境檢測(cè)和環(huán)境調(diào)控過程集成在一個(gè)系統(tǒng)中，有效提高了禽舍環(huán)境監(jiān)控的自動(dòng)化程度，更利于家禽養(yǎng)殖業(yè)的智能化、現(xiàn)代化的發(fā)展。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體系統(tǒng)模塊圖；

圖2是巡檢機(jī)器人的外部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是巡檢機(jī)器人的控制原理圖；

圖4是巡檢機(jī)器人定位單元的組成結(jié)構(gòu)圖；

圖中，1、數(shù)據(jù)處理控制中心，2、巡檢機(jī)器人，3、臺(tái)式電腦，4、智能手機(jī)，5、換氣扇、6、暖風(fēng)機(jī)，7、噴霧器，201、導(dǎo)向桿，202、溫度傳感器，203、氨氣濃度傳感器，204、升降平臺(tái)，205、粉塵濃度傳感器，206、CO₂濃度傳感器，207、升降氣缸，208、底座，209、全向輪，210、驅(qū)動(dòng)電機(jī)，211、紅外避障傳感器，212、回轉(zhuǎn)氣缸，213、攝像機(jī)，214、濕度傳感器，215、中央處理單元，216、無線通訊模塊，217、定位單元，218、GPS定位模塊，219、超聲測(cè)距模塊，220、實(shí)時(shí)位置計(jì)算模塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施進(jìn)行詳細(xì)說明。

一種禽舍環(huán)境巡檢及調(diào)控系統(tǒng)，如圖1所示，包括數(shù)據(jù)處理控制中心1、巡檢機(jī)器人2、臺(tái)式電腦3、智能手機(jī)4以及6臺(tái)換氣扇5、8臺(tái)暖風(fēng)機(jī)6、10臺(tái)噴霧器7。巡檢機(jī)器人2、智能手機(jī)4通過無線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理控制中心1連接，根據(jù)禽舍布局預(yù)先設(shè)定好巡檢機(jī)器人的行走路線，巡檢機(jī)器人在禽舍內(nèi)巡回檢測(cè)各處的溫濕度、有害氣體濃度等環(huán)境數(shù)據(jù)，通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳給數(shù)據(jù)處理控制中心。檢測(cè)到的數(shù)據(jù)通過與數(shù)據(jù)處理控制中心連接的臺(tái)式電腦顯示，同時(shí)用戶也可通過智能手機(jī)隨時(shí)隨地查看檢測(cè)結(jié)果。換氣扇、暖風(fēng)機(jī)和噴霧器根據(jù)禽舍的面積合理布置，各換氣扇、暖風(fēng)機(jī)和噴霧器均通過電纜連接到數(shù)據(jù)處理控制中心，由其根據(jù)巡檢機(jī)器人檢測(cè)的數(shù)據(jù)判斷是否需啟動(dòng)某個(gè)調(diào)控設(shè)備，并在需要啟動(dòng)時(shí)選擇最近的設(shè)備工作。

如圖2所示，巡檢機(jī)器人包括底座208及位于底座頂部且與其垂直的升降氣缸207和兩個(gè)導(dǎo)向桿201，升降氣缸207缸桿頂端安裝一個(gè)升降平臺(tái)204，導(dǎo)向桿201頂端從升降平臺(tái)中穿出并與其滑動(dòng)連接。升降平臺(tái)204上設(shè)有溫度傳感器202、濕度傳感器214、氨氣濃度傳感器203、粉塵濃度傳感器205、CO₂濃度傳感器206，升降平臺(tái)204，底部固定有一回轉(zhuǎn)氣缸212，回轉(zhuǎn)氣缸212的缸桿穿出升降平臺(tái)后安裝有一個(gè)攝像機(jī)213。底座208前側(cè)設(shè)有一紅外避障傳感器211和無線通訊模塊216。底座底部四個(gè)角上各設(shè)有一組全向輪209和驅(qū)動(dòng)電機(jī)210，驅(qū)動(dòng)電機(jī)用來帶動(dòng)全向輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

如圖3所示為巡檢機(jī)器人的內(nèi)部模塊及控制原理圖。底座內(nèi)設(shè)有中央處理單元215和定位單元217，攝像機(jī)213、溫度傳感器202、濕度傳感器214、氨氣濃度傳感器203、粉塵濃度傳感器205、CO₂濃度傳感器206、定位單元217與中央處理單元215的輸入端連接，將采集的數(shù)據(jù)、圖片以及對(duì)應(yīng)的位置信息發(fā)送到中央處理單元，中央處理單元將環(huán)境數(shù)據(jù)、禽類動(dòng)物影像連同采集到該數(shù)據(jù)的位置形成對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)流，通過無線通訊模塊216發(fā)送到數(shù)據(jù)處理控制中心。如圖4所示，定位單元217包括GPS定位模塊218、超聲測(cè)距模塊219和實(shí)時(shí)位置計(jì)算模塊220，GPS定位模塊在巡檢機(jī)器人啟動(dòng)工作時(shí)確定其所處的初始位置，超聲測(cè)距模塊在巡檢機(jī)器人移動(dòng)過程中隨時(shí)測(cè)量機(jī)器人距前方墻壁的距離從而計(jì)算機(jī)器人行走的距離，實(shí)時(shí)位置計(jì)算模塊利用初始位置和行走距離計(jì)算機(jī)器人的實(shí)時(shí)位置，發(fā)送給中央處理單元。底座前側(cè)設(shè)置的紅外避障傳感器與中央處理單元輸入端連接，可探測(cè)機(jī)器人前方是否有障礙物，在探測(cè)到障礙物時(shí)向中央處理單元發(fā)送信號(hào)，中央處理單元控制全向輪轉(zhuǎn)向，調(diào)整機(jī)器人的行進(jìn)方向，以便避開障礙物。中央處理單元215的輸出端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)210、升降氣缸207、回轉(zhuǎn)氣缸212連接，根據(jù)從數(shù)據(jù)處理控制中心接收的指令控制全向輪的轉(zhuǎn)動(dòng)和轉(zhuǎn)向，調(diào)整升降平臺(tái)的高度以及攝像機(jī)的鏡頭方向，以控制機(jī)器人的移動(dòng)路線，采集不同高度位置的環(huán)境數(shù)據(jù)，拍攝不同高度籠子中的家禽影像。