一种智能化鸡舍环境浓度监测系统的制作方法

专利2025-10-08  1


本发明涉及鸡舍环境浓度监测,尤其涉及一种智能化鸡舍环境浓度监测系统。


背景技术:

1、鸡舍环境浓度监测系统是一种用于监测鸡舍内空气质量的设备,鸡舍环境浓度监测系统通过传感器和数据采集设备,能够实时监测鸡舍内污染物的浓度,并将数据传输到中央控制系统进行分析和记录。当污染物浓度超过设定的安全范围时,系统会自动发出警报,提醒养殖人员及时采取措施,保障鸡舍内空气质量。这种监测系统的出现,有效帮助养殖户监控鸡舍内空气质量,减少了鸡舍内污染物对鸡的危害,提高了鸡的生长效率和健康水平。同时,也为养殖户提供了科学的数据支持,帮助他们更好地管理鸡的生长环境,提高养殖效益。

2、经检索,中国专利申请号为cn2017109607193的专利,公开了一种鸡舍环境监测系统,包括:微控制器、电源模块、摄像头、温度传感器、湿度传感器、光强传感器、语音报警模块和液晶显示模块;所述电源模块用于为各用电模块进行供电,所述摄像头、温度传感器、湿度传感器和所述光强传感器均与所述微控制器的输入端连接,所述语音报警模块和所述液晶显示模块均与所述微控制器的输出端连接;还包括设置在所述鸡舍棚上的卷帘以及电机驱动模块,所述电机驱动模块的输入端与所述微控制器的输出端连接。上述专利中的一种鸡舍环境监测系统存在以下不足:

3、整体系统虽然可通过微控制器将鸡舍接收到的温度值、湿度值和光照强度值传输到液晶显示模块上进行展示,以便工作人员进行现场观察和分析,但是在不同季节,鸡舍内的环境条件是有所不同的,而监测到环境参数值也是有变化的,上述系统中并未分析阐述变化的环境参数值对养鸡的影响。


技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种智能化鸡舍环境浓度监测系统。

2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

3、一种智能化鸡舍环境浓度监测系统,包括传感器模块、数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和远程监控模块,所述传感器模块采集鸡舍内的各种环境参数,并将采集到的数据传输给数据采集模块,数据采集模块接收到传感器模块传来的数据,对数据进行预处理,预处理后的数据通过数据传输模块上传至数据处理模块中,数据处理模块对数据进行分析处理,将采集到的原始数据转化为饲养员理解的有用信息,分析处理后的数据通过远程监控模块向饲养员进行环境参数的实时展示。

4、优选地:所述传感器模块包括温度传感器、湿度传感器、氨气传感器和光照传感器,其具体工作步骤如下:

5、a1:将温度传感器、湿度传感器、氨气传感器和光照传感器安装到鸡舍的指定位置;

6、a2:对各种传感器进行调试,设定各种传感器的阈值,规定各项环境参数的极限值;

7、a3:将各种传感器与数据采集模块进行无线连接,各种传感器将鸡舍内的温度、湿度、氨气浓度和光照强度参数传输到数据模块中。

8、进一步地:所述数据传输模块,其具体工作步骤如下:

9、b1:各种传感器将采集到的环境浓度参数的数据发送给lora模块;

10、b2:lora模块将收集到的数据进行封装,并选择合适的信道和频率进行数据传输,根据通信距离和信道条件自动调整数据传输速率和功率;

11、b3:接收端的数据采集模块对封装的数据进行解码和解密处理,将数据还原为原始的数据参数;

12、b4:数据采集模块对接收到的数据进行校验、去重和存储处理。

13、在前述方案的基础上:所述b2步骤中,数据传输速率通过自适应扩频因子实现的,当自适应扩频因子较小时,拥有较快的数据传输速率,当自适应扩频因子较大时,拥有更远的数据传输距离,数据传输的功率通过自适应功率调节实现的,根据当前的通信距离和信道条件自动调整发送功率,以使数据传输能够在不同距离和环境条件下实现最佳的传输性能。

14、在前述方案中更佳的方案是:所述数据采集模块,其具体的工作步骤如下:

15、c1:根据季节的变化,对各种传感器的阈值进行自适应调整,并采集不同季节下鸡舍环境参数数据;

16、c2:建立不同季节的环境浓度参数的数据库,对不同季节的环境参数进行分析,以及时发现异常情况;

17、c3:根据不同季节收集到的环境浓度参数,在对应的数据库内建立分析模型,针对在不同的季节中,鸡舍内环境参数的变化对养鸡的影响。

18、作为本发明进一步的方案:所述c3步骤中,分析模型的公式如下:

19、y(t)=c+φ1y(t-1)+φ2y(t-2)+...+φpy(t-p)+θ1e(t-1)+θ2e(t-2)+...+θqe(t-q)+ε(t)+φ1y(t-m)+φ2y(t-2m)+...+φp*y(t-pm);

20、其中,y(t)表示时间t的观测值,c是常数项,φ1,φ2,...,φp是自回归项系数,θ1,θ2,...,θq是移动平均项系数,ε(t)是白噪声误差项,m表示季节性周期,φ1,φ2,...,φp是季节性自回归项系数。

21、同时,所述数据处理模块,其具体工作步骤如下:

22、d1:根据传感器模块采集到的各项环境参数数据进行分析,实际测得的数据与各传感器预设的预制进行比较,超过阈值的定义为异常情况;

23、d2:当环境参数检测到异常情况时,数据处理模块触发预警机制;

24、d3:通过可视化工具和预警通知工具向饲养员进行预警展示;

25、d4:数据处理模块记录异常情况发生的时间和具体的环境参数变化情况,并将记录的历史数据进行整合,形成异常情况发生的预测原始数据;

26、d5:将发生的异常情况的原始数据带入到机器学习模型中进行训练,提取异常情况发生的问题特点和数据的属性,包括环境参数的统计特征和时间序列特征;

27、d6:根据分析得出的数据特征对鸡舍环境参数监测过程中可能出现异常进行预测。

28、作为本发明的一种优选的:所述d6步骤中,预测的公式如下:

29、y=w0+w1x1+w2x2+...+wnxn;

30、其中,y表示预测的结果,(x1、x2、x3,...,xn)表示输入的特征变量,包括温度、湿度、氨气浓度和光照强度参数、发生时间和发生位置,(w0、w1、w2、w3,...,wn)表示模型的系数,包括各个环境参数、发生时间和发生位置。

31、同时,所述远程监控模块,其具体工作步骤如下:

32、e1:建立云端服务器,通过无线通信将传感器测得的各项环境参数上传至云端服务器;

33、e2:用户可以通过云端平台的网页或app进行远程监控,实时查看鸡舍的环境参数;

34、e3:在监控系统中设置异常报警规则,可自动发送报警信息给饲养员;

35、e4:通过数据的可视化工具以图表和曲线的形式将监测到的环境参数进行直观展示;

36、e5:通过云端平台对鸡舍内的设备进行控制,包括开启通风设备和调节加热设备。

37、本发明的有益效果为:

38、1.该一种智能化鸡舍环境浓度监测系统,传感器模块可以实现对多个环境参数的同时采集,及时发现环境异常,并采取相应的措施,以保证鸡舍内环境的质量;传感器模块采集的数据通常具有较高的准确性和精度,可以提供客观、可靠的环境参数信息,帮助饲养员更好地了解鸡舍内的环境情况。

39、2.该一种智能化鸡舍环境浓度监测系统,根据实际的通信环境和需求,动态地调整数据传输速率和功率,以实现最佳的数据传输性,且自适应性能使得lora技术在不同的通信距离和环境条件下都能够实现长距离、低功耗的无线数据传输,适用于各种物联网和远距通信应用场景,且根据当前的通信距离和信道条件自动选择合适的自适应扩频因子以实现最佳的数据传输速率和传输距离,同时自适应功率控制可以最大限度地减少能量消耗,并确保数据传输的稳定性和可靠性。

40、3.该一种智能化鸡舍环境浓度监测系统,根据不同季节收集到的环境浓度参数,在对应的数据库内建立分析模型,针对在不同的季节中,鸡舍内环境参数的变化对养鸡的影响,通过拟合模型到历史数据中,可以得到模型的参数,用来预测未来不同季节中鸡舍内环境参数的变化对养鸡的影响,如此可以帮助养鸡人员更好的管理鸡舍环境,提高养鸡的生产效率和健康水平。

41、4.该一种智能化鸡舍环境浓度监测系统,通过训练机器学习模型使用实际发生的异常数据,可以更好地捕捉异常情况的特点和模式,从而提高对异常的预测准确性;且通过提取异常数据的特征和属性,可以根据具体的鸡舍环境情况定制个性化的异常预测模型,更加贴合实际情况;基于训练好的机器学习模型,可以实时监测环境参数数据,并在发现异常情况时及时触发预警,帮助养鸡人员快速做出反应;减少了人工分析的工作量,提高了处理效率;通过对异常数据的分析和特征提取,可以综合考虑多个因素对异常情况的影响,提高了预测的综合性和全面。

42、5.该一种智能化鸡舍环境浓度监测系统,通过远程监控鸡舍的环境参数变化,帮助养鸡人员及时了解鸡舍内的情况;且通过互联网远程访问监控系统,随时随地查看鸡舍内的环境参数,方便管理和监控;监测系统可以设置异常报警规则,一旦环境参数超出预设范围,系统可以自动发送报警信息给相关人员,帮助及时处理异常情况;同时通过云端平台对传感器数据进行存储、分析和展示,可以帮助用户更好地理解鸡舍内的环境参数变化情况,为决策提供数据支持。


技术特征:

1.一种智能化鸡舍环境浓度监测系统,包括传感器模块、数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和远程监控模块,其特征在于,所述传感器模块采集鸡舍内的各种环境参数,并将采集到的数据传输给数据采集模块,数据采集模块接收到传感器模块传来的数据,对数据进行预处理,预处理后的数据通过数据传输模块上传至数据处理模块中,数据处理模块对数据进行分析处理,将采集到的原始数据转化为饲养员理解的有用信息,分析处理后的数据通过远程监控模块向饲养员进行环境参数的实时展示。

2.根据权利要求1所述的一种智能化鸡舍环境浓度监测系统,其特征在于,所述传感器模块包括温度传感器、湿度传感器、氨气传感器和光照传感器,其具体工作步骤如下:

3.根据权利要求1所述的一种智能化鸡舍环境浓度监测系统,其特征在于,所述数据传输模块,其具体工作步骤如下:

4.根据权利要求3所述的一种智能化鸡舍环境浓度监测系统,其特征在于,所述b2步骤中,数据传输速率通过自适应扩频因子实现的,当自适应扩频因子较小时,拥有较快的数据传输速率,当自适应扩频因子较大时,拥有更远的数据传输距离,数据传输的功率通过自适应功率调节实现的,根据当前的通信距离和信道条件自动调整发送功率,以使数据传输能够在不同距离和环境条件下实现最佳的传输性能。

5.根据权利要求1所述的一种智能化鸡舍环境浓度监测系统,其特征在于,所述数据采集模块,其具体的工作步骤如下:

6.根据权利要求5所述的一种智能化鸡舍环境浓度监测系统,其特征在于,所述c3步骤中,分析模型的公式如下:

7.根据权利要求1所述的一种智能化鸡舍环境浓度监测系统,其特征在于,所述数据处理模块,其具体工作步骤如下:

8.根据权利要求7所述的一种智能化鸡舍环境浓度监测系统,其特征在于,所述d6步骤中,预测的公式如下:

9.根据权利要求1所述的一种智能化鸡舍环境浓度监测系统,其特征在于,所述远程监控模块,其具体工作步骤如下:


技术总结
本发明公开了一种智能化鸡舍环境浓度监测系统,涉及鸡舍环境浓度监测技术领域;为了解决不同季节中鸡舍内环境参数的变化对养鸡的影响;具体传感器模块、数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和远程监控模块,所述传感器模块采集鸡舍内的各种环境参数,并将采集到的数据传输给数据采集模块,数据采集模块接收到传感器模块传来的数据,对数据进行预处理,预处理后的数据通过数据传输模块上传至数据处理模块中,数据处理模块对数据进行分析处理,将采集到的原始数据转化为饲养员理解的有用信息。本发明通过拟合模型到历史数据中,可以得到模型的参数,用来预测未来不同季节中鸡舍内环境参数的变化对养鸡的影响。

技术研发人员:王元新,李光明,王海艳,张永芳,房全正
受保护的技术使用者:兰陵县芦柞畜牧兽医服务站
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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