一种智能监控环境的养猪系统及其监控方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能监控技术领域，具体为一种智能监控环境的养猪系统及其监控方法。
【背景技术】
[0002]我国的畜牧养殖业生产快速发展，其中养猪业保持了稳定的增长。我国养猪生产已经逐步摆脱传统一家一户的小型饲养模式，向规模化、集成化方向发展。但是目前我国的养猪业还相对落后，现有的养猪方式主要有三种:一是传统的农户养猪方式，养猪作为农户家庭的副业，饲养规模小，一般每户只有I至3头猪，人工消耗大，并且没有科学的技术管理，生产效率低，成本高；二是专业养猪户，饲养规模一般为十几头到上百头猪，也有些达到上千头的规模。专业养猪户具有一定的专业性，并有一定的投入，建造有专门的养猪场，专人负责管理，利用混合饲料或者配合饲料饲养，饲养品种也有专门化的选择，如瘦肉型猪品种或其二元、三元杂交种；三是工业化养猪方式，要求管理技术水平高，管理人员要具有很强的专业性，此方式的生产率最高。
[0003]但是我国猪肉供给目前还是以第一种生产率最低的农户养猪方式为主。只有提高一家一户的养猪规模，改变落后的养猪管理模式，依靠规模饲养才能降低成本提高生产率。这就需要一种统一的监控系统和监控方法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是设计一种智能监控环境的养猪系统包括连接时钟模块的微控制器，微控制器连接监控猪舍环境的温湿度传感器、氨气、硫化氢和二氧化碳浓度检测传感器，微控制器还连接抽风机控制继电器、清洗阀控制继电器、红外灯控制继电器以及饲料投放控制继电器、饮水阀继电器。各继电器连接抽风机的开关、猪舍冲洗设施的进水管阀、红外灯开关及饲料投放装置的出料阀和饮水器水管的饮水阀，控制相关设施的运行。
[0005]本发明的另一目的是设计一种智能监控环境的养猪系统的监控方法，微控制器存储有氨气含量设定值、硫化氢含量设定值、二氧化碳含量设定值、温度设定值、湿度设定值、清洗时间、喂食和供水时间，按设定参数启动相关继电器进行清洗、抽风、加热、加湿以及供食供水等操作。
[0006]本发明设计的一种智能监控环境的养猪系统，包括微控制器，还包括与微控制器控制端连接的抽风机控制继电器、清洗阀控制继电器和红外灯控制继电器，还包括与微控制器信号端连接的时钟模块、温度检测传感器以及氨气浓度检测传感器、硫化氢浓度检测传感器和二氧化碳浓度检测传感器。所述抽风机控制继电器连接控制安装于猪舍、与大气相通的抽风机的开关，所述清洗阀控制继电器连接控制猪舍冲洗设施的进水管阀，所述红外灯控制继电器连接安装于猪舍的红外灯开关。
[0007]所述微控制器连接饲料投放控制继电器和饮水阀继电器，所述饲料投放控制继电器连接饲料投放装置的出料阀，所述饮水阀继电器连接饮水器水管的饮水阀。
[0008]所述饲料投放装置包括饲料筒、出料管和出料阀，饲料筒上部为圆柱形下接倒圆锥，倒圆锥的底部为出料口，出料阀安装于出料口。圆柱形饲料筒可容纳较多的饲料，倒圆锥的底部利于饲料下滑进入下方的出料管，出料阀打开时，饲料由出料口流出。出料步进电机连接出料阀，步进电机转动的角度确定出料阀口开口的大小，步进电机正反向转动的时间的间隔决定出料阀开启的时间。
[0009]所述微控制器连接湿度检测传感器和水雾水阀控制继电器，水雾水阀控制继电器连接猪舍水雾喷嘴所接水管阀。
[0010]所述微控制器还连接灭蚊灯控制继电器。所述灭蚊灯控制继电器连接安装于猪舍的灭蚊灯开关。
[0011]所述微控制器还连接紫外灯控制继电器。所述紫外灯控制继电器连接安装于猪舍的紫外灯开关。
[0012]所述微控制器配有通用接口，以连接键盘，显示器，或者外接设施，以对微控制器进行参数设置、参数修改以及相关设施的调试。
[0013]所述微控制器配有无线通信模块。一个或多个养猪系统的微控制器分别经各自的无线通信模块与上位机连接。上位机含有上位无线通信模块和串口传输模块，连接有人机界面，所述人机界面包括显示器、鼠标和键盘，上位机经串口传输模块连接上位无线通信模块，上位无线通信模块与多个智能监控环境的养猪系统的微控制器的无线通信模块连接，进行双向数据传输。各微控制器将其所控制的猪舍的环境监控数据上传至上位机，上位机智能监控各猪舍，且可通过人机界面输入指令及时进行人工干预，设置或修改各微控制器的相关设定参数。
[0014]所述上位无线通信模块和无线通信模块为相配的GPRS通信模块、3G通信模块、WiFi通信模块、ZigBee通信模块和4G通信模块中的任一种。GPRS网络覆盖面最广，且远距离通信时信号最稳定，成本也不高，因此最佳方案为GPRS通信模块。
[0015]本发明提供的一种智能监控环境的养猪系统的监控方法如下:
[0016]系统的微控制器存储有相应氨气、硫化氢和二氧化碳含量设定值，当微控制器接收的硫化氢传感器、二氧化碳传感器和氨气传感器的检测信号为猪舍内某一种相关气体的含量超过设定值，微控制器发出指令，所述抽风机控制继电器动作，接通抽风机工作，通风以减少猪舍内的有害气体。
[0017]猪舍清洁才能保证猪的健康生长。人工清洗工作量大成本高，而自动清洗，清洗的不够干净切地。本系统采用自动清洗与人工清洗结合的方式，清洗干净的同时降低人工成本并节水。猪舍内的氨气过高往往是猪的排泄物太多，猪舍不够干净引起的。养猪系统的微控制器存储有相应氨气含量设定值，当微控制器接收的氨气传感器的检测信号为猪舍内氨气含量超过设定值，且猪舍内的温湿度处于适宜清洗的范围内，微控制器指令清洗阀控制继电器动作，猪舍冲洗设施的进水管阀开启，冲洗设施自动清洗猪舍。自动清洗后工作人员对边角处进一步清洗。如果微控制器接收的氨气传感器的检测信号为猪舍内氨气含量超过设定值，但猪舍内的湿度过高或者温度过低，不进行自动清洗。或者微控制器设置为一天一次的定时清洗，清洗时间以午间温度较高的时段为宜，微控制器根据时钟模块，当到达清洗时间即指令清洗阀控制继电器动作，猪舍冲洗设施的进水管阀开启，冲洗设施自动清洗猪舍。
[0018]养猪系统的微控制器存储有猪舍内适宜猪生长的温度设定值，当微控制器接收到温度传感器的检测信号高于设定值，微控制器指令所述抽风机控制继电器动作，接通抽风机工作，通风以降低猪舍内温度。当有多组抽风机时，微控制器根据温度超标情况选择开启抽风机的数量。在夏季高温时，湿度传感器检测信号低于设定值，微控制器在开启抽风机的同时指令水雾水阀控制继电器动作，开启猪舍水雾喷嘴所接水管阀，水雾喷嘴向猪舍内喷出水雾降温。当微控制器接收到温度传感器的检测信号为猪舍内的温度低于设定值，微控制器指令红外灯控制继电器动作，红外灯开启为猪舍加温。
[0019]养猪系统的微控制器存储有猪舍内适宜猪生长的湿度设定值，当微控制器接收到湿度传感器的检测信号为猪舍内的湿度高于设定值，微控制器指令所述抽风机控制继电器动作，接通抽风机工作，通风以降低猪舍内湿度。当微控制器接收到湿度传感器的检测信号为猪舍内的湿度低于设定值，微控制器指令水雾水阀控制继电器动作，开启猪舍水雾喷嘴所接水管阀，水雾喷嘴向猪舍内喷出水雾增加湿度。
[0020]养猪系统的微控制器设置有喂食和供水时间，微控制器根据时钟模块，当到达喂食时间，指令饲料投放控制继电器动作，使出料步进电机按设定的角度和正反向转动的时间间隔运转，出料阀在设定时间内以设定量提供的饲料。饮水阀继电器同步动作，饮水器水管的饮水阀开启，饮用水流到饮水槽内，其供水量保证饮水槽不会溢出且有充足的水存放在饮水槽内。
[0021]养猪系统的微控制器设置有消毒灭菌时间，微控制器根据时钟模块信号，当到达消毒灭菌时间，指令紫外灯控制继电器动作，接通紫外灯开关，紫外灯照射猪舍，对猪舍进行消毒灭菌。
[0022]蚊子会将病毒和疾病传给猪，影响到猪的健康成长，甚至会引起猪瘟。微控制器设置有灭蚊时间，灭蚊时间设置于傍晚蚊子大量出现的时间段，养猪系统的微控制器根据时钟模块信号，当到达灭蚊时间，指令灭蚊灯控制继电器动作，接通灭蚊灯开关，灭蚊灯照射猪舍，杀灭猪舍内的蚊虫。
[0023]所述氨气含量设定值、硫化氢含量设定值、二氧化碳含量设定值、温度设定值、湿度设定值、清洗时间、喂食和供水时间、消毒灭菌时间和灭蚊时间的参数均可通过养猪系统的微控制器的通用接口连