无线智能控温系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及生猪养殖环境控制技术领域，尤其涉及无线智能控温系统及其控制方法。


背景技术：

2.随着生猪养殖技术的发展，生猪养猪已经成为了畜牧行业中的支柱产业。为使得生猪养殖能够满足市场的供给需求，需要保证生猪养殖场内的养殖环境适宜猪的生产，而其中，环境温度时关系生猪健康的重要因素之一。猪是恒温动物，正常的体温是38.7～39.8℃之间，对外界温度的要求比较严格，温度过高或过低，超过猪的适宜温度范围，就会影响猪的生长发育，造成饲料消耗增加，饲养成本增加，严重的还会引起猪发病甚至死亡。
3.对于保育室中的仔猪而言，低温是导致仔猪发病率高和死亡率高的主要因素。为改善仔猪的养殖条件，提高仔猪的存活率，传统的仔猪保温系统一般多直接采用保温灯进行加热作为保温措施。通常，哺乳仔猪的适宜温度为 23℃～35℃，育成猪的适宜温度为20℃～23℃，成年猪的适宜温度为15℃～ 18℃。猪性别不同，日龄不同，其最适宜的温度也不尽相同。目前使用的温度控制方式在使用时依然存在着问题，具体原因在于：一是空调耗费电量较大，费用成本高；二是燃烧煤炭、焦炭污染较大，并需要特别注意室内通风；三是仅靠风机降温，降温效果不明显；四是现有调控技术必须根据人为判断进行操作，在一定程度上温度调控存在偏差。
4.鉴于此，有必要提出无线智能控温系统及其控制方法以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供无线智能控温系统及其控制方法，本发明旨在解决目前所采用温度调控方式存在的能耗过大、污染环境、调控效率和质量不佳的技术问题，设计一种成本较低、环保无污染、降温效果好的自动化仔猪舍控温系统，提高温度调控效率和质量，实现准确自动的智能控温系统。
6.为了实现上述目的，本发明提供一种无线智能控温系统，包括总控制器和多个子控制器，所述总控制器包括第一电源模块、主控模块、存储模块以及第一信号收发模块，所述第一电源模块、所述存储模块和所述第一信号收发模块均与所述主控模块电连接，所述存储模块中存储有仔猪出生天数所需温度以及不同室温下所述保温灯对应输出功率的数据信息；所述总控制器外接有温度传感器，所述温度传感器与所述主控模块电连接，所述温度传感器用于对环境温度进行实时监测并将监测数据传输给所述主控模块；所述子控制器包括第二电源模块、控制模块、第二信号收发模块，所述第二电源模块和所述第二信号收发模块分别与所述控制模块电连接；每个所述子控制器外接至少一盏保温灯，所述主控模块根据监测数据计算出温差并将其转换成保温灯工作功率，并将工作功率以第一控制指令传输给第一信号收发模块，所述第二信号收发模块接收所述第一信号收发模块的第一控制指令并将该指令传输给所述控制模块，控制模块根据第一控制指令调节所述保温灯的工作功
率。
7.优选地，所述总控制器还包括时钟模块，所述时钟模块与所述主控模块电连接。
8.优选地，所述总控制器外接报警器和至少一盏第一指示灯，所述第一指示灯用于显示所述保温灯的工作状态信息，所述报警器用于进行报警提示。
9.优选地，所述总控制器还包括显示模块，所述显示模块用于展示所述温度传感器的检测数据、所述子控制器的连接状态、所述保温灯的工作功率、所述时钟模块的计时天数和所述报警器的报警指令。
10.优选地，所述总控制器还包括按键模块，所述按键模块包括若干硅胶按键、按键固定板和按键控制板，所述按键控制板与所述主控模块电连接，当所述按键按下时，所述按键控制板根据按键操作识别对应的按键功能并将信号传输给所述主控模块进行对应操作。
11.优选地，所述总控制器还包括第一外壳，所述第一电源模块、主控模块、存储模块、第一信号收发模块和所述时钟模块均设置于所述第一外壳内，所述第一外壳包括第一前盖、与所述第一前盖相嵌合的第一后盖，所述按键模块和所述显示模块设置于所述第一前盖上，所述第一外壳上开设有第一安装孔，所述第一安装孔内设置有第一防水接头，电源线穿过所述第一防水接头与所述第一电源模块连接。
12.优选地，所述保温灯的功率为175w、275w和500w中的一种或多种。
13.优选地，每个所述子控制器外接至少一盏第二指示灯。
14.优选地，所述子控制器还包括定时模块，所述定时模块与所述控制模块电连接，所述定时模块设置定时任务用于定时开启和关闭保温灯。
15.优选地，所述子控制器还包括第二外壳，所述第二电源模块、所述控制模块和所述第二信号收发模块均设置于所述第二外壳内，所述第二外壳包括第二前盖、与所述第二前盖相嵌合的第二后盖，所述第二前盖上设置有开关按键和导光片，所述开关按键与所述控制模块电连接，所述第二指示灯设置于所述导光片处，所述第二前盖与所述第二后盖之间设置有散热片，所述第二外壳上开设有第二安装孔，所述第二安装孔内设置有第二防水接头，电源线穿过所述第二防水接头与所述第二电源模块连接。
16.优选地，所述第一信号收发模块和所述第二信号收发模块均为2.4g信号收发模块。
17.本发明还提供一种上述无线智能控温系统的控制方法，包括如下步骤：
18.s01：总控制器和子控制器分别接通电源，总控制器与子控制器一一进行配对；
19.s02：主控模块在存储模块中分别读取或写入各子控制器所对应的时间信息；
20.s03：主控模块判断自定义模式下是否有数据写入存储模块，若有执行 s04，若无执行s05；
21.s04：主控模块根据各子控制器的时间信息读取存储模块中自定义模式下设置的仔猪所需温度数据；
22.s05：主控模块根据各子控制器所对应的时间信息读取存储模块中自带的仔猪所需温度数据；
23.s06：主控模块接收温度传感器传输的实时监测数据传输，并根据实时监测数据与仔猪所需温度进行判断，若实时监测数据小于仔猪所需温度，则执行s07，若实时监测数据大于或等于仔猪所需温度，则执行s08；
24.s07：主控模块通过第一信息收发模块将数据传输给第二信息收发模块并调节保温灯的工作功率；
25.s08：主控模块通过第一信息收发模块将数据传输给第二信息收发模块并控制保温灯的停止工作；
26.s09：主控模块接收时钟模块的计时数据，并将计时数据累计于存储模块中子控制器所对应的时间信息上，并重复s06至s09。
27.本技术的方案中，无线智能控温系统包括总控制器和多个子控制器，其中，总控制器包括主控模块以及与主控模块电连接的第一电源模块、存储模块、第一信号收发模块；子控制器包括控制模块以及与控制模块电连接的第二电源模块、第二信号收发模块。此外，总控制器外接有温度传感器，温度传感器可以对环境温度进行实时监测并监测数据传输给主控模块，主控模块根据监测数据计算出温差并将其转换成保温灯工作功率，并将工作功率一第一控制指令传输给第一信号收发模块，第一信号收发模块将其传输给第二信号收发模块，第二信号收发模块接收第一信号收发模块的第一控制指令并将该指令传输给控制模块，控制模块根据第一控制指令调节保温灯的工作功率以保证猪舍内的温度保持在合适的范围内。本发明通过通过总控制器、子控制器、温度传感器以及保温灯的设计有效解决了目前所采用温度调控方式存在的能耗过大、污染环境、调控效率和质量不佳的技术问题，设计一种成本较低、环保无污染、降温效果好的自动化仔猪舍控温系统，提高温度调控效率和质量，实现准确自动的智能控温系统。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
29.图1为本发明实施例的无线智能控温系统的场景应用图；
30.图2为本发明实施例的总控制器的结构示意；
31.图3为本发明实施例的总控制器的结构分解图；
32.图4为本发明实施例的总控制器的工作原理图；
33.图5为本发明实施例的子控制器的结构示意图；
34.图6为本发明实施例的子控制器的结构分解图；
35.图7为本发明实施例的子控制器的工作原理图；
36.图8为本发明实施例的无线智能控温系统的控制方法的逻辑流程图；
37.图9为本发明实施例的无线智能控温系统的控制方法的步骤流程图；
38.图10为本发明实施例的500w保温灯在不同室温下的工作功率表；
39.图11为本发明实施例的275w保温灯在不同室温下的工作功率表；
40.图12为本发明实施例的175w保温灯在不同室温下的工作功率表。
41.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
42.附图标号说明：
43.100-总控制器、101-第一电源模块、102-主控模块、103-存储模块、104
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第一信号
收发模块、105-时钟模块、106-显示模块、107-按键模块、108-硅胶按键、109-按键固定板、110-按键控制板、111-第一外壳、112-第一前盖、113
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第一后盖、114-第一防水接头、200-子控制器、201-第二电源模块、202-控制模块、203-第二信号收发模块、204-定时模块、205-第二指示灯、206-第二外壳、207-第二前盖、208-第二后盖、209-开关按键、210-导光片、211-散热片、 212-第二安装孔、213-第二防水接头、300-温度传感器、400-保温灯、500-第一指示灯、600-报警器。
具体实施方式
44.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
45.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
47.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
48.请参照附图1至附图12。本发明提供一种无线智能控温系统，包括总控制器100和多个子控制器200，总控制器100包括第一电源模块101、主控模块102、存储模块103以及第一信号收发模块104，第一电源模块101、存储模块103和第一信号收发模块104均与主控模块102电连接，存储模块103 中存储有仔猪出生天数所需温度以及不同室温下保温灯400对应输出功率的数据信息；总控制器100外接有温度传感器300，温度传感器300与主控模块 102电连接，温度传感器300用于对环境温度进行实时监测并将监测数据传输给主控模块102；子控制器200包括第二电源模块201、控制模块202、第二信号收发模块203，第二电源模块201和第二信号收发模块203分别与控制模块202电连接；每个子控制器200外接至少一盏保温灯400，主控模块102根据监测数据计算出温差并将其转换成保温灯400工作功率，并将工作功率以第一控制指令传输给第一信号收发模块104，第二信号收发模块203接收第一信号收发模块104的第一控制指令并将该指令传输给控制模块202，控制模块 202根据第一控制指令调节保温灯400的工作功率。在本实施例中，总控制器 100设置在猪舍内，而子控制器200和与之相接的保温灯400则设置在每个仔猪所在的猪栏中。具体地，在本实施例中，子控制器200的数量为19个，即一个猪舍内的19个猪栏均放置一个子控制器200和保温灯400。其中，存储模块103中存储的仔猪出生天数所需温度以及不同室温下保温灯400对应输出功率的数据信息可以参考附图10至附图12。
49.其中，保温灯400的功率为175w、275w和500w中的一种或多种。175w 的保温灯400
可以使环境的温度提高到8-9度，275w的保温灯400可以使环境的温度提高到13-14度，500w的保温灯400可以使环境温度提高到24-25度。具体地，在本实施例中，保温灯400的功率为175w、275w和500w三种以提高本系统的兼容性。可以理解的是，保温灯400的功率亦可以为175w、275w和500w 中的某一种，具体而言，受环境的影响，在北方气温普遍偏低采用275w的保温灯400，在南方普遍偏高采用175w的保温灯400。总控制器100与子控制器 200之间通过第一信号收发模块104与第二信号收发模块203进行数据传输，通过无线方式实现数据传输，可以免去布线的麻烦，可以节约线材的成本，避免改造线路，可以兼顾原来线路使用，节省人工。其中，第一信号收发模块 104和第二信号收发模块203均为2.4g信号收发模块，具体地，该2.4g信号收发模块为蓝牙收发模块。此外，由于每个猪栏中的仔猪的出生天数不同，所需的温度也有所不同，在本实施例中，总控制器100可以与子控制器200通过 2.4g信号收发模块进行一一配对，且总控制器100在和子控制器200进行配对是能对其进行识别，以实现每个子控制器200对应的猪栏均能实现对应关系，避免猪栏号对应不了相应的子控制器200。具体地，总控制器100和子控制器 200共用一套通信协议，并通过对不同的子控制器200设置不同的发射接收地址实现总控制器100对各子控制器200的识别。
50.此外，总控制器100还包括时钟模块105，时钟模块105与主控模块102电连接。在总控制器100与子控制器200进行配对后，主控模块102便会在存储模块103中写入每个子控制器200的时间信息即各子控制器200所在猪栏内仔猪的生长天数，时钟模块105可以进行计时，并将计时累加于存储模块103中，以记录每个子控制器200所代表的猪栏的仔猪的生长天数，以便于主控模块 102从存储模块103中读取不同天数的仔猪所需的温度数据。优选地，总控制器100外接报警器600和至少一盏第一指示灯500，第一指示灯500用于显示保温灯400的工作状态信息，报警器600用于进行报警提示。具体地，在本实施例中，报警器600为蜂鸣器，第一指示灯500为发光二极管，第一指示灯500包括绿灯和红灯，其中，绿灯常亮表示总控制器100正常工作状态；绿灯闪烁表示总控制器100处于配对状态；红灯闪烁表示总控制器100处于离线状态，此时蜂鸣器发出警报声；红绿灯相互闪烁表示总控制器100与某一子控制器200 配对成功。进一步地，总控制器100还包括显示模块106，显示模块106用于展示温度传感器300的检测数据、子控制器200的连接状态、保温灯400的工作功率、时钟模块105的计时天数和报警器600的报警指令。
51.作为本实施例优选的实施方式，总控制器100还包括按键模块107，按键模块107包括若干硅胶按键108、按键固定板109和按键控制板110，按键控制板110与主控模块102电连接，当按键按下时，按键控制板110根据按键操作识别对应的按键功能并将信号传输给主控模块102进行对应操作。
52.作为本实施例一种具体的实施方式，总控制器100还包括第一外壳111，第一电源模块101、主控模块102、存储模块103、第一信号收发模块104和时钟模块105均设置于第一外壳111内，第一外壳111包括第一前盖112、与第一前盖112相嵌合的第一后盖113，按键模块107和显示模块106设置于第一前盖112 上，第一外壳111上开设有第一安装孔，第一安装孔内设置有第一防水接头114，电源线穿过第一防水接头114与第一电源模块101连接。
53.优选地，子控制器200还包括定时模块204，定时模块204与控制模块202 电连接，定时模块204设置定时任务用于定时开启和关闭保温灯400。当子控制器200与总控制器100处于离线状态时，为保证猪舍温度，控制模块202控制定时模块204进行定时，以保证保温灯
400持续工作。值得一提的是，保温灯400的工作功率为控制模块202最后一次接收的第一控制指令。在本实施例中，定时模块204的定时时间为24小时。进一步地，每个子控制器200外接至少一盏第二指示灯205。具体地，第二指示灯205为led灯，第二指示灯205包括红灯、绿灯和白灯，其中，白灯常亮表示子控制器200控制板通电成功；绿灯表示子控制器200正常工作；绿灯闪烁表示子控制器200处于配对状态；红灯闪烁表示子控制器200处于离线状态；红绿灯相互闪烁表示总控制器100与某一子控制器200配对成功。
54.作为本实施例一种具体的实施方式，子控制器200还包括第二外壳206，第二电源模块201、控制模块202和第二信号收发模块203均设置于第二外壳 206内，第二外壳206包括第二前盖207、与第二前盖207相嵌合的第二后盖208，第二前盖207上设置有开关按键209和导光片210，开关按键209与控制模块202 电连接，第二指示灯205设置于导光片210处，第二前盖207与第二后盖208之间设置有散热片211，第二外壳206上开设有第二安装孔212，第二安装孔212 内设置有第二防水接头213，电源线穿过第二防水接头213与第二电源模块201 连接。其中，控制模块202上设置有可控硅用以整流与开关电流，散热片211 设置在可控硅处对可控硅进行散热，避免可控硅因温度过高导致电子元件失效。此外，第二防水接头213可以起到防水的作用。
55.本发明还提供一种上述无线智能控温系统的控制方法，包括如下步骤：
56.s01：总控制器100和子控制器200分别接通电源，总控制器100与子控制器200一一进行配对。具体地，总控制器100和子控制器200共用一套通信协议，并通过对不同的子控制器200设置不同的发射接收地址实现总控制器100对各子控制器200的识别。
57.s02：主控模块102在存储模块103中分别读取或写入各子控制器200所对应的时间信息。其中，各子控制器200所对应的时间信息是指各子控制器200 所在的猪栏的仔猪的生长天数。此步骤由用户通过总控制器100上的按键模块107写入，若存储模块103中已经存有子控制器200所对应的时间信息且无需修改时，主控模块102可以直接读取之前已经写入的时间信息。
58.s03：主控模块102判断自定义模式下是否有数据写入存储模块103，若有执行s04，若无执行s05。总控制器100内还提供自定义模式，用户可以根据自身的养殖经验和当地的气候特点，通过总控制器100上的按键模块107选择自定义模式，并在自定义模式下自行写入仔猪所需的生长温度，总控制器100在自定义模式下将数据存入存储模块103中。
59.s04：主控模块102根据各子控制器200所对应的时间信息读取存储模块 103中自定义模式下设置的仔猪所需温度数据。
60.s05：主控模块102根据各子控制器200的时间信息读取存储模块103中自带的仔猪所需温度数据。
61.s06：主控模块102接收温度传感器300传输的实时监测数据传输，并根据实时监测数据与仔猪所需温度进行判断，若实时监测数据小于仔猪所需温度，则执行s07，若实时监测数据大于或等于仔猪所需温度，则执行s08。存储模块103中存储有仔猪出生天数所需温度以及不同室温下保温灯400对应输出功率的数据信息，主控模块102根据各子控制器200的时间信息从而读取存储模块103中仔猪所需温度数据，并通过判断温度传感器300传输的实时监测数据是否小于仔猪所需温度从而生成第一控制指令并将该指令传输给第一信息收发模块。
62.s07：主控模块102通过第一信息收发模块将数据传输给第二信息收发模块并调节保温灯400的工作功率。此步骤中，主控模块102根据各子控制器200 的时间信息和温度传感器300传输的实时监测数据在存储模块103中找到保温灯400对应的工作功率，并将该工作功率以第一控制指令传输给控制模块202，然后由控制模块202调节保温灯400的工作功率。
63.s08：主控模块102通过第一信息收发模块将数据传输给第二信息收发模块并控制保温灯400的停止工作。
64.s09：主控模块102接收时钟模块105的计时数据，并将计时数据累计于存储模块103中子控制器200所对应的时间信息上，并重复s06至s09。
65.本技术的方案中，无线智能控温系统包括总控制器100和多个子控制器 200，其中，总控制器100包括主控模块102以及与主控模块102电连接的第一电源模块101、存储模块103、第一信号收发模块104；子控制器200包括控制模块202以及与控制模块202电连接的第二电源模块201、第二信号收发模块203。此外，总控制器100外接有温度传感器300，温度传感器300可以对环境温度进行实时监测并监测数据传输给主控模块102，主控模块102根据监测数据计算出温差并将其转换成保温灯400工作功率，并将工作功率一第一控制指令传输给第一信号收发模块104，第一信号收发模块104将其传输给第二信号收发模块203，第二信号收发模块203接收第一信号收发模块104的第一控制指令并将该指令传输给控制模块202，控制模块202根据第一控制指令调节保温灯400的工作功率以保证猪舍内的温度保持在合适的范围内。本发明通过通过总控制器100、子控制器200、温度传感器300以及保温灯400 的设计有效解决了目前所采用温度调控方式存在的能耗过大、污染环境、调控效率和质量不佳的技术问题，设计一种成本较低、环保无污染、降温效果好的自动化仔猪舍控温系统，提高温度调控效率和质量，实现准确自动的智能控温系统。
66.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。