本發(fā)明屬于安全智能技術領域，特別涉及一種安全智能禽類養(yǎng)殖大棚系統(tǒng)及方法。

背景技術：

管理技術是指管理方法和管理手段的總稱。任何社會活動都存在著管理問題，而社會活動的復雜性決定了管理技術的通用性和適應性。隨著互聯(lián)網技術的飛速發(fā)展，管理技術也獲得了極大的提升。

隨著社會的發(fā)展和養(yǎng)殖技術的進步，目前的家禽類養(yǎng)殖正在向規(guī)模化、單一化的方向發(fā)展，幾萬只、十幾萬只的大型養(yǎng)殖場隨處可見。但是，隨之也出現(xiàn)了各種問題，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1、養(yǎng)殖場考慮環(huán)境因素一般都會安置在離村鎮(zhèn)、城區(qū)等人口聚集地比較遠的地方，人口密度低，生活環(huán)境差；很多養(yǎng)殖戶搬離了自己原來的家，搬到養(yǎng)殖場；購物、生活、出行都非常不方便。

2、很多養(yǎng)殖戶的文化水平不高，沒有專業(yè)的禽類養(yǎng)殖和疾病治療方面的知識，當禽類出現(xiàn)疾病時，很容易出現(xiàn)病急亂投醫(yī)或者手足無措的現(xiàn)象；錯過最佳治療時機，造成不必要的經濟損失。

3、由于禽類飼養(yǎng)的特性，在禽類育雛的時候，育雛棚內需要保持較高的溫度，育雛棚內都比較密閉，同時棚內安裝有簡易的燃煤爐進行采暖；燃煤爐在使用過程中極易出現(xiàn)煤炭燃燒不充分產生一氧化碳，養(yǎng)殖戶在里面作業(yè)時很容易出現(xiàn)一氧化碳中毒，危及生命。

4、由于禽類飼養(yǎng)的特性，禽類養(yǎng)殖棚內需要通宵開燈，電線在長期的使用過程中容易出現(xiàn)老化過熱現(xiàn)象；加之目前很多的養(yǎng)殖棚都是簡易板房搭制，一遇明火，極易燃燒；這些都是很明顯的火災隱患。

因此只有加快禽類養(yǎng)殖大棚智能化升級，提高禽類養(yǎng)殖大棚的智能化水平，才能有效的解決上述問題。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種安全智能禽類養(yǎng)殖大棚系統(tǒng)及方法，用于解決現(xiàn)有技術中存在的諸多問題。所述安全智能禽類養(yǎng)殖大棚系統(tǒng)包括：信息采集系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、遠程平臺；其中，

所述信息采集系統(tǒng)，以單片機和/或PLC為基礎，采集禽類養(yǎng)殖大棚的狀態(tài)信息；

所述操作系統(tǒng)，接收所述信息采集系統(tǒng)采集的狀態(tài)信息，經過內部邏輯處理之后，控制所述通信系統(tǒng)、所述執(zhí)行系統(tǒng)、所述數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)完成控制動作；

所述通信系統(tǒng)，用于數(shù)據(jù)傳輸，包括所述安全智能禽類養(yǎng)殖大棚內部各子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸，所述操作系統(tǒng)和所述遠程平臺之間的數(shù)據(jù)傳輸；

所述執(zhí)行系統(tǒng)，用于接收所述操作系統(tǒng)的控制指令完成控制動作；

所述數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，用于存儲數(shù)據(jù)；

所述遠程平臺系統(tǒng)，用于實時全面顯示禽類養(yǎng)殖大棚內的各類狀態(tài)信息，也可以對禽類養(yǎng)殖大棚進行遠程控制。

優(yōu)選地，所述信息采集系統(tǒng)包括信息采集單元和通信網絡；所述信息采集單元包括水量采集設備、水質采集設備、飼料余量采集設備、光照強度采集設備、天氣信息采集設備、室內溫度采集設備、室內濕度采集設備、禽類群落密度采集設備、監(jiān)控設備、室內氣體濃度采集設備；其中所述水量采集設備用于采集禽類飲用水的水量和禽類生活用水的水量；所述水質采集設備用于采集禽類飲用水的水質和生活用水的水質，包括水溫、咸度、微生物濃度、病原體濃度、病原體種類；所述飼料余量采集設備用于采集棚中飼料槽中飼料的余量；所述光照強度采集設備用于采集大棚內光照的強度；所述天氣信息采集設備用于采集大棚外部實時的天氣信息，包括：溫度、濕度、風速、雨雪；所述室內溫度采集設備用于實時采集大棚內部的溫度；所述室內濕度采集設備用于實時采集大棚內部的濕度；所述禽類群落密度采集設備用于實時采集禽類種群分布的詳細信息；所述監(jiān)控設備用于監(jiān)控大棚內部和大棚周圍的狀態(tài)，保障大棚和內部禽類的安全；所述室內氣體濃度采集設備用于采集室內有害氣體的濃度，包括一氧化碳、氨氣；所述通信網絡是所述通信系統(tǒng)的一部分，用于將所述信息采集系統(tǒng)采集的信息傳輸至所述操作系統(tǒng)；為了保證采集信息的準確性，所述信息采集系統(tǒng)使用濾波算法和容錯算法去除無效數(shù)據(jù)；為了保證采集信息封裝的一致性，所述信息采集系統(tǒng)使用固定的通信格式進行信息傳輸。

優(yōu)選地，所述操作系統(tǒng)實時接收所述信息采集系統(tǒng)上傳的狀態(tài)信息，綜合分析當前天氣信息、禽類養(yǎng)殖大棚周圍的環(huán)境信息、禽類養(yǎng)殖大棚內部的信息，根據(jù)系統(tǒng)內部邏輯控制所述執(zhí)行系統(tǒng)完成水槽加水、水槽消毒、水槽清洗、打開\關閉大棚內燈光、報警、飼料槽加料。

優(yōu)選地，所述通信系統(tǒng)用于信息的傳輸，包括所述安全智能禽類養(yǎng)殖大棚內部各子系統(tǒng)之間的信息傳輸，所述安全智能禽類養(yǎng)殖大棚和遠程平臺之間的信息和指令傳輸；所述通信系統(tǒng)是一個開放性、兼容性的系統(tǒng)，兼容多種通信協(xié)議，同時為了保證通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性，通信系統(tǒng)中使用的通信協(xié)議包含主通信協(xié)議和備用通信協(xié)議，當主通信協(xié)議因為某種原因出現(xiàn)故障時，通信系統(tǒng)自動切換使用備用通信協(xié)議；為保證通信數(shù)據(jù)的正確性，通信系統(tǒng)會使用濾波算法和校驗算法對數(shù)據(jù)進行處理。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)用于存儲數(shù)據(jù)，存儲的數(shù)據(jù)分為兩類，一類為禽類養(yǎng)殖相關信息，包含禽類每一天食用的飼料總量、禽類每一天總的飲水量、每一次預防和治療疾病時投放的藥劑名稱和用量、禽類飼養(yǎng)過程中出現(xiàn)的疾病和治療記錄、禽類飼養(yǎng)全程的視頻圖像；該類信息可以讀取、上傳，養(yǎng)殖戶和食品加工商可以實時讀取查看；一類為所述監(jiān)控設備存儲的監(jiān)控信息，包括大棚外部內部的監(jiān)控圖像和視頻，該類信息供養(yǎng)殖戶查看，該類信息可以讀取、查看、刪除、自動覆蓋。

優(yōu)選地，所述執(zhí)行系統(tǒng)由正常處理系統(tǒng)、應急處理系統(tǒng)、報警系統(tǒng)組成，其中正常處理系統(tǒng)用于在正常情況下，執(zhí)行控制指令，完成控制動作，包括：水槽加水、水槽消毒、水槽清洗、打開\關閉大棚內燈光、報警、飼料槽加料、棚內通風換氣、棚門開啟\關閉；應急處理系統(tǒng)用于禽類養(yǎng)殖大棚的應急處理，包括：大棚停電的應急處理、棚內失火的應急處理；報警系統(tǒng)用于當禽類養(yǎng)殖大棚出現(xiàn)安全隱患時進行報警，其中安全隱患包括：大棚停電、棚內失火、棚內有害氣體異常、盜竊、投毒。

優(yōu)選地，所述遠程平臺系統(tǒng)為人機交互平臺系統(tǒng)，養(yǎng)殖戶通過該遠程平臺可以實時查看養(yǎng)殖大棚內部的詳細情況，包括：養(yǎng)殖大棚內部的溫度、養(yǎng)殖大棚內部的濕度、大棚內禽類的活動情況、飲水槽的水量、飼料槽的飼料余量、大棚內有害氣體的濃度、禽類飲用水的水質和生活用水的水質及水質的變化情況；同時該遠程平臺系統(tǒng)提供遠程控制功能，用戶通過所述遠程平臺可以對所述操作系統(tǒng)進行遠程控制，包括：遠程開啟\關閉供水閥門、遠程開啟\關閉供料閥門、遠程打開\關閉大棚內燈光、遠程清洗水槽、遠程開啟通風換氣設備、遠程開啟\關閉棚門。

優(yōu)選地，所述遠程平臺提供視頻共享功能，食品加工商或者消費者可以登錄該遠程平臺實時觀察禽類的飼養(yǎng)情況，對養(yǎng)殖戶的飼養(yǎng)過程進行監(jiān)督；同時加工商或者消費者在經過授權之后可以查詢過往的所述禽類養(yǎng)殖相關信息，查詢禽類在養(yǎng)殖過程中的用料和用藥情況。

優(yōu)選地，所述遠程平臺提供遠程會診功能，該平臺可以和一些知名的科研院所、病害預防和治療機構的平臺對接；禽類在養(yǎng)殖過程中出現(xiàn)的病癥治療方法可以通過所述遠程平臺直接詢問該方面的專家，及時準確地消除禽類病癥，對癥下藥。

優(yōu)選地，所述遠程平臺提供下單購買功能，該平臺可以和物流、銀行的平臺對接，加工商或者消費者可以通過登錄該平臺實時下單，購買；并可通過所述遠程平臺系統(tǒng)監(jiān)督養(yǎng)殖戶的發(fā)貨過程。

如上所述，本發(fā)明的智慧管理系統(tǒng)及方法，具有以下有益效果：

本發(fā)明提供一種安全智能禽類養(yǎng)殖大棚系統(tǒng)包括：信息采集系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、遠程平臺。本發(fā)明所述安全智能禽類養(yǎng)殖大棚是一個智能化、信息化系統(tǒng)，采用本發(fā)明所述安全智能禽類養(yǎng)殖大棚系統(tǒng)及方法，可以實現(xiàn)對禽類養(yǎng)殖大棚的自動控制、遠程監(jiān)控、防盜報警、應急處理、網上自助下單，提高禽類養(yǎng)殖的智能化和自動化水平。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明安全智能禽類養(yǎng)殖大棚系統(tǒng)示意圖。

圖2顯示為本發(fā)明水質采集設備和水量采集設備的安裝位置。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。

具體地，所述信息采集單元中的水量采集設備為壓力傳感器，安裝在供水桶的底部和飲水水槽的底部，通過感知壓力來判斷所述飲水桶和所述飲水水槽的液位高度；所述水質采集設備為水質檢測儀，水質檢測儀分別安裝在供水桶和飲水槽，檢測供水水桶水質和飲水槽內水質，具體安裝位置參照圖2，其中①為供水水桶，②為飲水槽，③為水量采集設備安裝位置，④為水質采集設備安裝位置；所述飼料余量采集設備為攝像頭，可以實時查詢顯示飼料槽中的飼料余量；所述光照強度顯示設備為光照傳感器，分布在養(yǎng)殖棚內，主要安裝于光源處和光線較暗的角落里，用于測量養(yǎng)殖棚內的光照強度；所述天氣信息采集設備為包括風速傳感器、雨雪傳感器、空氣溫度傳感器在內的綜合氣象站，其中所述風速傳感器用于測量養(yǎng)殖棚外的實時風速，所述雨雪傳感器用于測量是否有降雨或者降雪，空氣濕度傳感器用于測量當前的空氣溫度；所述室內溫度采集設備和所述室內濕度傳感器可以使用溫濕度傳感器DHT11；禽類群落密度采集設備為紅外攝像頭，所述禽類群落密度采集設備安裝在養(yǎng)殖棚內無死角的位置，根據(jù)覆蓋整個養(yǎng)殖棚內區(qū)域的要求安裝于養(yǎng)殖棚的四個角落還有其他位置，可以實時觀察家禽群落分布情況；所述監(jiān)控設備為紅外攝像頭，安裝在養(yǎng)殖棚外、道路口和其他視野比較開闊的位置，可以實時觀察到養(yǎng)殖棚周圍的情況；室內氣體濃度采集設備為氣體濃度傳感器，對于養(yǎng)殖棚內主要的有害氣體而言，所述氣體濃度采集設備可以一般可以直接為一氧化碳傳感器MQ-7。

具體的，所述操作系統(tǒng)為嵌入式軟件系統(tǒng)，其嵌入式芯片可采用ARM系列嵌入式芯片，

該嵌入式芯片及其外圍電路經過防水、防塵處理安裝在養(yǎng)殖棚內，該芯片使用專用的接口和各個信息采集單元連接，芯片可以兼容多種通信協(xié)議，如IIC、SPI、ModBus、MBUS等，可以滿足不同信息采集單元的通信需求。

具體的，所述通信系統(tǒng)連接所有的信息采集單元，所述通信系統(tǒng)是一個兼容性和開放性的系統(tǒng)，可兼容包括IIC、SPI、ModBus、MBUS在內的多種通信協(xié)議。為了保證數(shù)據(jù)的可靠性，通信系統(tǒng)采用CRC16校驗算法和卡爾曼濾波算法濾除錯誤數(shù)據(jù)。所有信息采集單元采集的數(shù)據(jù)都會按照統(tǒng)一的格式封裝傳輸，格式可以為：采集單元ID+采集時間+數(shù)據(jù)長度+采集數(shù)據(jù)+校驗值。其中采集單元ID為系統(tǒng)給各個信息采集單元設置的序列號；采集數(shù)據(jù)為各個信息采集單元采集的信息；數(shù)據(jù)長度為采集數(shù)據(jù)的長度，以字節(jié)為單位；CRC校驗值為CRC16校驗算法計算出來的校驗值。

具體的，所述數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)為數(shù)據(jù)存儲芯片和電腦硬盤，其中數(shù)據(jù)存儲芯片可采用EEPROM存儲芯片或者使用所述操作系統(tǒng)的ARM系列嵌入式芯片的存儲空間，主要用來存儲所述安全智慧無人禽類養(yǎng)殖大棚系統(tǒng)的設定閾值，主要包括：風速報警閾值、室內溫度報警閾值、一氧化碳濃度報警閾值、飲水槽供水設定值、開燈光照閾值等；所述電腦硬盤主要用來存儲養(yǎng)殖棚內實時的禽類養(yǎng)殖視頻信息和所述監(jiān)控設備的監(jiān)控視頻記錄，其中所述監(jiān)控視頻記錄可以自動覆蓋，節(jié)約存儲空間；所述禽類養(yǎng)殖視頻信息可以手動復制、刪除、剪切，該類視頻信息通過所述控制平臺上傳和查詢，消費者或者食品加工商在獲取相關權限之后，可以實時查看這些視頻信息。

具體的，所述執(zhí)行系統(tǒng)中的所述正常處理系統(tǒng)由水泵電動開關、電動供水閥門、消毒設備、清洗設備、棚內燈的繼電器開關、排氣扇、電動供料閥門、電動推拉棚門等；其中水泵電動開關接入在水泵供電電路上，當供水水桶內水位過低時，開啟供水水泵供水；電動供水閥門安裝在向飲水槽供水的管路上，當飲水槽內水位過低時，電動供水閥門打開盡心供水；

消毒設備安裝在供水水桶處和飲水槽處，供水水桶處的消毒設備用于對抽取的禽類飲用水進行消毒，飲水槽處的消毒設備用于對飲水槽內的禽類飲用水進行消毒，保證禽類飲用水的清潔，同時該設備也可用于對禽類水溶藥物的投放；清洗設備安裝于飲水槽處，當發(fā)現(xiàn)飲水槽過臟時，對飲水槽進行清理；所述棚內燈的繼電器開關用于開啟或者關閉棚內的電燈；所述排氣扇用于當室內溫度過高或者一氧化碳濃度超過設定值時，開啟排風，更新棚內空氣；所述電動供料閥門用于當飼料槽內飼料不夠時，自動添加飼料；所述電動推拉棚門用于家禽放風時打開棚門，家禽放風結束時關閉棚門。

具體的，所述執(zhí)行系統(tǒng)中的應急梳理系統(tǒng)由備用蓄電池、備用柴油發(fā)電機、泡沫滅火器等組成，其中備用蓄電池和備用柴油發(fā)電機主要用于當大棚停電時，緊急供電，防止棚內家禽因為黑暗扎堆造成死亡；備用滅火器用于當棚內失火時，緊急滅火。

具體的，所述執(zhí)行系統(tǒng)中的所述報警系統(tǒng)由語音報警器、LED報警顯示屏、報警指示燈組成；當出現(xiàn)異常情況如大棚停電、風速過大、棚內失火、棚內有害氣體異常、盜竊、投毒時進行實時報警。

具體的，所述遠程平臺為人工交互式軟件，安裝于電腦上?？墒褂肣T或者VB進行編程。其主要功能有以下三個：

第一、顯示功能：所述遠程平臺所在的電腦通過網線和所述操作系統(tǒng)所在的嵌入式芯片連接，實時顯示所述操作系統(tǒng)解析出來的當前的室內溫濕度信息、有害氣體濃度信息、供水水桶液位信息、室外風速、雨雪信息、水質信息等，所述遠程平臺采用多種方式顯示信息，如圖表、曲線圖、視頻、圖像等。

第二、設置功能：為方便養(yǎng)殖戶，所述遠程平臺提供設置功能，通過所述遠程平臺可以修改所述報警系統(tǒng)的一些報警閾值，如：一氧化碳氣體濃度報警閾值、室外風速報警閾值等也可以修改所述安全智能無人禽類養(yǎng)殖大棚的運行配置信息，如：供水桶供水液位、飼料槽供料位置、室內燈開啟的光照強度閾值等。

第三、擴展功能：所述遠程平臺具有很好的可擴展性，可以方便的和銀行、物流的平臺進行對接，當加工商或者消費者通過該平臺了解了棚內禽類所有的飼養(yǎng)資料和視頻信息有購買意向，可以通過該平臺直接鏈接進入網上銀行系統(tǒng)和物流快遞系統(tǒng)，自助下單。同時，所述遠程平臺也提供了交互性很強的交流平臺，買賣雙方可以通過該交流平臺方便的進行文字、語音和視頻交流。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權利要求所涵蓋。