说 明 书

标准化鸡舍环境与养殖信息监控及管理系统

技术领域

本发明涉及一种养殖行业鸡舍的养殖信息的监控与管理，尤其是一种能够实现对大规模养鸡场的环境信息进行监测与实时控制并能够远程监管的自动化监控系统。 背景技术

近年来随着养殖规模的增大，其对养殖环境及养殖过程提出了更加严格的要求。为了适应大规模养殖的标准化、规范化，并进一步实现养殖控制的自动化、信息化和智能化，设计出了一种标准化鸡舍环境与养殖信息监控与管理系统。该系统是一种能够实现对集团式大规模养鸡场的环境信息进行监测与实时控制并能够远程监管的自动化监控系统，具有较高的学术与应用价值及市场前景。

中国专利申请201310239821.6公开了一种基于无线传感器网络的鸡舍环境智能监控系统。该系统通过采集系统中多点布局的采集节点采集鸡舍环境参数，并将数据通过ZigBee 无线网络传输至上位机监控系统。同时，本发明的采集系统还包括若干个WiFi 摄像头，WiFi 摄像头采集的视频信息通过WiFi 网络直接发送至上位机监控系统。上位机监控系统读取采集系统所发送的环境参数和视频信息，显示、分析数据并发出控制命令，该控制命令经ZigBee 网络发送至下位机控制系统，下位机控制系统根据所接收的控制信息直接控制执行机构。该专利通过ZigBee无线网络传输技术和WiFi网络能够实现对大规模养鸡场的环境信息进行监测与实时控制，实现了对温度，湿度和有害气体等的检测。其相对于标准化鸡舍环境与养殖信息监控与管理系统有以下不足：传统的ZigBee单跳、主从通信方式存在通信效率较低、时延较大以及长距离通信可靠性不是十分理想等问题。

中国专利ZL201020573986.9公开了一种基于无线传感器网络的禽舍环境监控系统，包括采集禽舍环境温度数据的传感器节点、汇聚节点和管理中心，所述汇聚节点和管理中心通过3G 网络相连，所述传感器节点和汇聚节点通过无线传感器网络相连并传送温度数据和控制命令。该专利实现了对禽舍环境温度数据的采集和管理，并使用3G网络实现汇聚节点和管理中心之间的通信，其相对于标准化鸡舍环境与养殖信息监控与管理系统有以下不足：

1. 其实现了鸡舍环境温度的监控，并没有考虑了除温度之外的湿度，有毒有害气体对养殖过程的影响，缺乏严格的标准化鸡舍建设的概念，不能形成体系。

2. 相对于标准化鸡舍环境与养殖信息监控与管理系统，其缺乏必要的养殖信息管理系统，不能实现肉鸡生长全过程的监测与控制，从而为食品安全监管的可溯源提供数据支持。 3. 由于鸡舍内传感器节点数量众多，传感器节点间相互的距离很短，环境参数的分布不

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均匀，因此采用ZigBee树状拓扑结构可靠性不是十分理想，该结构的缺点在于整个通信链路上有一个节点坏掉，通信中断，没有可选的路径。

中国专利ZL201220024968.4公开了一种养殖场综合管理系统，包括料塔称重喂料系统和养殖物成长检测系统以及与料塔称重喂料系统和养殖物成长检测系统相连的控制中心。该专利可以实现自动定时喂料以及鸡舍气候调节和监控，其主要特征是对进料量做到较为精确的统计。相对于标准化鸡舍环境与养殖信息监控与管理系统有以下不足：

1. 其可以实现对鸡舍内温湿度的监控，并没有考虑二氧化碳等气体对鸡舍内环境的影响，缺乏严格的标准化鸡舍建设的概念。

2. 其重点在于精确统计进料量，缺少养殖信息管理系统，无法对鸡舍环境信息和养殖信息进行融合和记录，从而为后续的养殖和食品安全监管提供支持。

中国专利申请201110104940.1公开了一种适用于舍饲鸡舍环境指标智能化监控决策系统及其在养殖现场的应用，该系统由环境指标数据实时采集器、中枢控制系统、显示终端及部分中继器等组成，该系统可实时监测鸡舍内温度、湿度、光照强度、二氧化碳、一氧化碳、氨气、硫化氢和空气浊度等主要影响鸡舍环境质量的8 个指标，并依据鸡舍环境指标变化提供自动或专家咨询式的决策，启动和关闭鸡舍内照明、风机( 扇)、加温和湿帘等设备。该专利实现了对鸡舍内基本环境信息（温度、湿度、光照强度、二氧化碳、一氧化碳、氨气、硫化氢和空气污浊度）的采集，并对其进行相应控制。其相对于标准化鸡舍环境与养殖信息监控与管理系统有以下不足：

1. 相对于标准化鸡舍环境与养殖信息监控与管理系统，其缺乏必要的养殖信息管理系统，只能对单一鸡舍环境信息进行采集，当鸡舍数量达到一定规模时，无法对大规模鸡舍的环境信息和养殖信息进行融合和记录，从而为后续的养殖和食品安全监管提供支持。

2. 养殖环境控制系统是一个多变量、时延、非线性的复杂系统。自动或专家咨询式的决策方式因其鲁棒性不能满足控制需求，预测控制精度较低。

中国专利申请201010238367.9公开了一种养殖管理系统，包括：信息获取模块，用于获取养殖现场信息；信息处理模块，与所述信息获取模块电性连接，用于对所述养殖现场信息与养殖参考数据进行比对，并得出数据分析结果；决策支持模块，与所述信息处理模块电性连接，用于根据所述信息处理模块所得出的所述数据分析结果生成调度控制指令，来对所述养殖现场信息进行控制。该专利实现了对鸡舍环境信息的检测与监控，并通过与参考数据进行对比，得出分析结果，从而操作执行器对养殖现场进行控制。其相对于标准化鸡舍环境与养殖信息监控与管理系统有以下不足：

1. 其缺乏必要的养殖信息管理系统，无法对大规模鸡舍的环境信息和养殖信息进行融合

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和记录，从而为后续的养殖和食品安全监管提供支持。

2. 养殖环境控制系统是一个多变量、时延、非线性的复杂系统。不能简单地通过与参考数据对比得出分析结果与控制方案。 发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种标准化鸡舍环境与养殖信息监控及管理系统。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种标准化鸡舍环境与养殖信息监控及管理系统，包括：

实时监测当前养殖环境中的环境参数及设备运行状态的养殖环境监测系统； 通过控制系统实现对养殖环境监测系统实时控制的鸡舍环境控制系统； 分别与养殖环境监测系统和鸡舍环境控制系统数据通信的养殖信息管理系统。 所述养殖环境检测系统基于Zigbee网络组建分布式传感器网络，实现对鸡舍温湿度、氨气、二氧化碳、风速和用料量的实时监测；无线传感器网络分布在鸡舍内部，负责采集鸡舍内部的环境信息与设备运行状态的采集，并通过局域网的方式接入到本地客户端。

所述无线传感器网络包括温湿度传感节点、风速传感节点、CO2传感节点、NH3传感节点、料量状态监测节点和风机状态监测节点，该无线传感器网络为基于Zigbee协议的树形网络，所有传感节点网络属性均为Endvice, 能任意挂装在整个养殖环境中，自主通过邻近的Router路由加入整个网络；Endvice将包含有传感信息的自定义数据格式的数据包经Router路由发送到Coordinator；Coordinator通过串口转以太网模块与运行监控系统的本地PC机建立局域网，通过该局域网将数据包上传至PC机上以供分析处理及上传分享；此外，这些传感节点为定时对当前环境参数及设备运行状态进行采样；在非采样期间，核心模块进入休眠模式，休眠电流为10uA级，降低了监测节点的功耗，从而保证了在40天的整个养殖周期中，蓄电池足以满足节点的电能供给。

所述鸡舍环境控制系统对养殖环境检测系统采集到的环境参数建模分析，由PLC控制系统对鸡舍湿帘、通风机，暖风机实时控制，进而改善鸡舍养殖环境。

所述养殖信息管理系统分为本地客户端和远程数据中心，在由本地PC机与协调器Coordinator所组成的局域网中，协调器通过Zigbee无线网络接收的固定数据格式的数据包，通过固定的端口上传至本地PC机并存档；本地客户端对接收到的数据包解析，生成相应的温湿度统计信息曲线，并实时显示养殖参数，存储历史数据，建立生长模型曲线，具备查询和录入功能，能实现养殖周期内某一时间段内养殖参数的查询，并能实现养殖管理人员对用药量、鸡只健康及死亡信息的录入，为智能决策提供依据；本地客户端接收的数

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