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CN104954475B - 一种畜禽舍环境监控系统及方法 - Google Patents

一种畜禽舍环境监控系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种畜禽舍环境监控系统及方法，其中系统包括：服务器，用于存储包括各类报文、环境参数的系统信息；客户端，用于向服务器发送控制报文、接收服务器存储的环境参数、查询服务器存储的环境参数及接收服务器发送的报警报文；下位机，包括所属的环境控制设备；所述下位机用于接收服务器发送的控制报文，根据控制报文中的控制参数启动对应的环境控制设备，对环境参数进行调整；所述服务器、客户端和下位机之间通过互联网、移动公网等有线和/或无线网络进行通信。本发明提供的一种畜禽舍环境监控系统及方法适用于多种场合，尤其适用于对环境参数要求较高的畜牧养殖行业，具备较高的实用性。

Description

一种畜禽舍环境监控系统及方法
技术领域
本发明涉及畜牧养殖及自动控制领域，特别是指一种畜禽舍环境监控系统及方法。
背景技术
畜牧养殖业一直在农业生产中占有很重要的比重，但国内的畜牧养殖行业往往受养殖品种、饲料种类和质量、疫病、生长环境和管理水平等因素的影响，和国际先进水平存在差距，所以科学养殖显得尤为重要。特别的，随着近几年物联网技术蓬勃发展，若将物联网技术与养殖业结合起来，能让养殖户在第一时间感知到养殖环境及牲畜生长变化，从而及时做出补救措施，则能够避免大量的经济损失。同时，结合物联网技术的环境控制系统，对饲养场所的环境进行监测及自动控制，一方面使牲畜的生长环境一直保持在最佳状态，保证牲畜身体健康生长速度；另一方面，利用远程监控、自动化控制，大大降低人工成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种能够实现远程监测、自动控制的畜禽舍环境监控系统及方法。
基于上述目的本发明提供的一种畜禽舍环境监控系统，包括：
服务器，用于存储包括各类报文、环境参数的系统信息；
客户端，用于向服务器发送控制报文、接收服务器存储的环境参数、查询服务器存储的环境参数及接收服务器发送的报警报文；
下位机，其下属包括环境控制设备；所述下位机用于接收服务器发送的控制报文，根据控制报文中的控制参数启动对应的环境控制设备，对环境参数进行调整；
所述服务器、客户端和下位机之间通过包括互联网和/或移动公网的有线和/或无线网络进行通信。
进一步，所述下位机还包括传感器组；所述传感器组分布于所述下位机所属的环境控制设备范围内；所述传感器组用于获取环境参数，向所述下位机发送包含环境参数的反馈报文；所述下位机根据传感器组的反馈报文，调整其下属的环境控制设备，使环境数据处于预设的范围参数内。
进一步，若启动用于调节某一环境参数的环境控制设备达到预设的阈值时间后，下位机获取的该环境参数仍然超出范围参数，则生成包括该环境参数，用于调节该环境参数的环境控制设备的启动时间的报警报文，向服务器发送报警报文；服务器接收报警报文，向客户端发送报警报文；服务器记录报警报文。
进一步，所述客户端包括固定端和移动端；所述固定端包括PC；所述移动端包括智能手机、平板电脑等具备通信功能的移动智能设备。
进一步，所述传感器组包括温度传感器组、湿度传感器组、光照传感器组、特殊气体传感器组；所述环境控制设备包括空调、风机、电控窗帘、电控水帘。
本发明还提供一种畜禽舍环境监控方法，包括以下步骤：
客户端获取控制参数，生成包括控制参数、下位机地址及环境控制设备类型的控制报文；
客户端发送控制报文至服务器；
服务器记录该控制报文，根据下位机地址，查找对应的下位机，向其转发控制报文；
下位机接收控制报文，获取控制报文中的控制参数及环境控制设备类型；
若控制参数处于预设的安全阈值内，下位机按照控制参数，根据环境控制设备类型，启动对应的环境控制设备，启动成功后，向服务器发送确认报文；
服务器接收确认报文，向客户端转发确认报文，记录此次操作过程。
进一步，还包括以下步骤：
下位机根据传感器组的反馈报文，调整其下属的环境控制设备，使环境数据处于预设的范围参数内。
进一步，下位机根据反馈调整环境控制设备，包括以下步骤：
传感器组检测环境参数，生成包括环境参数的反馈报文；
传感器组向下位机发送反馈报文；
下位机接收反馈报文，获取反馈报文中的环境参数；
下位机将环境参数与预设的范围参数比对，若某一项环境参数超出范围参数，启动用于调节该环境参数的环境控制设备；
当传感器组的反馈报文中的环境参数均处于范围参数内时，下位机关闭环境控制设备。
进一步，包括发现异常环境信息后发送报警信息的步骤，包括以下步骤：
若启动用于调节某一环境参数的环境控制设备达到预设的阈值时间后，下位机获取的该环境参数仍然超出范围参数，则生成包括该环境参数、环境控制设备启动时间的报警报文；
下位机向服务器发送报警报文；
服务器接收报警报文，向客户端发送报警报文；
服务器记录报警报文。
进一步，包括服务器记录环境参数的步骤，包括以下步骤：
下位机将传感器组发送的反馈报文发送至服务器；
服务器获取反馈报文中的环境参数；
服务器记录环境参数；
客户端获取服务器的环境参数，绘制环境参数变化曲线。
从上面所述可以看出，本发明提供的一种畜禽舍环境监控系统及方法，不但提供了用户通过无线网络远程控制环境控制设备、查询环境参数的功能，还提供了用户预设范围参数，由下位机自动控制环境控制设备进行环境参数控制的功能；同时，还具备异常情况报警功能。可见，本发明提供的一种畜禽舍环境监控系统及方法兼备监测和自动控制功能，适用于场合，尤其适用于对环境参数要求较高的畜牧养殖行业，具备较高的实用性。
附图说明
图1为本发明提供的一种畜禽舍环境监控系统的实施例的模块示意图；
图2为本发明提供的一种畜禽舍环境监控系统的实施例中下位机的模块示意图；
图3为本发明提供的一种畜禽舍环境监控方法的实施例的整体流程示意图；
图4为本发明提供的一种畜禽舍环境监控方法的实施例中下位机根据传感器组的反馈报文控制环境控制设备的方法的流程示意图；
图5为本发明提供的一种畜禽舍环境监控方法的实施例中发现异常环境信息后发送报警信息的方法的流程示意图；
图6为本发明提供的一种畜禽舍环境监控方法的实施例中服务器记录环境参数的方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
首先参照附图对本发明提供的一种畜禽舍环境监控系统进行介绍。
图1为本发明提供的一种畜禽舍环境监控系统的实施例的模块示意图。如图所示，本实施例中的一种畜禽舍环境监控系统，包括：
服务器2，用于存储包括各类报文、环境参数的系统信息。
客户端1，用于向服务器2发送控制报文、接收服务器2存储的环境参数、查询服务器2存储的环境参数及接收服务器2发送的报警报文。
下位机3，其下属包括环境控制设备4；所述下位机用于接收服务器2发送的控制报文，根据控制报文中的控制参数启动对应的环境控制设备4，对环境参数进行调整。
所述服务器2、客户端1和下位机3之间通过包括互联网和/或移动公网的有线和/或无线网络进行通信。
进一步，所述下位机3还包括传感器组5；所述传感器组5分布于所述下位机3所属的环境控制设备4范围内；所述传感器组5用于获取环境参数，向所述下位机3发送包含环境参数的反馈报文；所述下位机3根据传感器组的反馈报文，调整其下属的环境控制设备4，使环境数据处于预设的范围参数内。
进一步，若启动用于调节某一环境参数的环境控制设备4达到预设的阈值时间后，下位机3获取的该环境参数仍然超出范围参数，则生成包括该环境参数、用于调节该环境参数的环境控制设备4的启动时间的报警报文，向服务器2发送报警报文；服务器2接收报警报文，向客户端1发送报警报文；服务器2记录报警报文。
进一步，所述客户端1包括固定端和移动端；所述固定端包括PC；所述移动端包括智能手机、平板电脑等具备通信功能的移动智能设备。
进一步，所述传感器组5包括温度传感器组、湿度传感器组、光照传感器组、特殊气体传感器组；所述环境控制设备包括空调、风机、电控窗帘。
图2为本发明提供的一种畜禽舍环境监控系统的实施例中下位机的模块示意图。如图所示，可选的，所述下位机3包括单片机31、控制面板32、通信模块33、继电器34；所述单片机31用于处理往来报文，同时完成对环境控制设备4的自动控制；所述单片机31通过继电器34连接至环境控制设备4，所述继电器34用于驱动外置交流接触器，控制外围环境控制设备4的开关；所述通信模块33连接至所述单片机31，用于与服务器2进行通信；所述控制面板32还包括显示屏321，所述控制面板32上设置有用于改变环境控制设备4操作方式的开关，提供包括手动控制、自动控制、关闭在内的功能选项。
可选的，所述单片机31设置有看门狗311电路，防止长时间工作后单片机31出现内存错误，陷入死循环。在看门口311生效后，所述单片机31通过通信模块33向服务器2发送错误恢复报文。
可选的，所述通信模块为SIM卡模块，不但可以通过GPRS等移动公网与服务器2进行通信，还可以直接向移动设备发送报警短信。
下面参照附图对本发明提供的一种畜禽舍环境监控方法进行介绍。
图3为本发明提供的一种畜禽舍环境监控方法的实施例的整体流程示意图。如图所示，本实施例中的一种畜禽舍环境监控方法基于上述一种畜禽舍环境监控系统，包括以下步骤：
S1，客户端获取控制参数，生成包括控制参数、下位机地址及环境控制设备类型的控制报文。
S2客户端发送控制报文至服务器。
S3服务器记录该控制报文，根据下位机地址，查找对应的下位机，向其转发控制报文。
S4下位机接收控制报文，获取控制报文中的控制参数及环境控制设备类型。
S5若控制参数处于预设的安全阈值内，下位机按照控制参数，根据环境控制设备类型，启动对应的环境控制设备，启动成功后，向服务器发送确认报文。所述安全阈值的设置是为了防止用户误发错误的控制信息后，导致系统工作异常，环境参数变化极端而造成意外损失。
S6服务器接收确认报文，向客户端转发确认报文，记录此次操作过程。
步骤S1-S6为本实施例的基本工作流程，用户在客户端输入控制参数，通过服务器和下位机，远程控制各环境控制设备运作，进而完成环境控制。
进一步，还包括以下步骤：
S7，下位机根据传感器组的反馈报文，调整其下属的环境控制设备，使环境数据处于预设的范围参数内。
图4为本发明提供的一种畜禽舍环境监控方法的实施例中下位机根据传感器组的反馈报文控制环境控制设备的方法的流程示意图。如图所示，具体的，步骤S7包括以下子步骤：
S71，传感器组检测环境参数，生成包括环境参数的反馈报文。
S72，传感器组向下位机发送反馈报文。
S73，下位机接收反馈报文，获取反馈报文中的环境参数。
S74，下位机将环境参数与预设的范围参数比对，若某一项环境参数超出范围参数，启动用于调节该环境参数的环境控制设备。
S75，当传感器组的反馈报文中的环境参数均处于范围参数内时，下位机关闭环境控制设备。
步骤S7及其包含的子步骤，利用传感器组，对环境参数进行实时监测，并反馈至下位机，而下位机利用参照用于预设的范围参数，自发地判断是否启用或启用哪些环境控制设备，从而将环境参数控制在范围参数内，进而实现环境自动控制。
进一步，所述范围参数并非固定的，而是关于用户预设的环境参数曲线对称的范围参数带，随时间变化。例如，6:00-14:00的室内温度预设值为26℃，14:00-20:00为25℃，20:00-6:00则为24℃；环境温度偏移值为0.5℃；则下位机会参照传感器组反馈的环境数据，通过环境控制设备(此处为空调)，在对应时间段将环境温度分别控制在相应范围内。这样的设计对于需要精确管理温度的场所，例如农业科研、畜牧养殖、体育场馆等，尤其适用，同时，无需使用者实时更改范围参数，方便省事。
进一步，还包括以下步骤：
S8，发现异常环境信息后发送报警信息。
图5为本发明提供的一种畜禽舍环境监控方法的实施例中发现异常环境信息后发送报警信息的方法的流程示意图。如图所示，具体的，步骤S8包括以下子步骤：
S81，若启动用于调节某一环境参数的环境控制设备达到预设的阈值时间后，下位机获取的该环境参数仍然超出范围参数，则生成包括该环境参数，用于调节该环境参数的环境控制设备的启动时间的报警报文。
S82，下位机向服务器发送报警报文。
S83，服务器接收报警报文，向客户端发送报警报文。
S84，服务器记录报警报文。
步骤S8及其子步骤提供了报警功能。如果以为一些意外情况(例如起火、漏水、空调损坏等)，经过一定时长后(即上述阈值时间)，环境参数仍然没有恢复至范围参数内，则本系统向用户发送报警报文，提醒用户及时处理异常情况。
进一步，还包括以下步骤：
S9，服务器记录环境参数。
图6为本发明提供的一种畜禽舍环境监控方法的实施例中服务器记录环境参数的方法的流程示意图。如图所示，具体的，步骤S9包括以下子步骤：
S91，下位机将传感器组发送的反馈报文发送至服务器。
S92，服务器获取反馈报文中的环境参数。
S93，服务器记录环境参数。
S94，客户端获取服务器的环境参数，绘制环境参数变化曲线。
上述步骤S9及其子步骤提供了记录环境参数及其变化情况的方法。进一步，客户端可以获取实时的环境参数。
综上可见，本发明提供的一种畜禽舍环境监控系统及方法，不但提供了用户通过无线网络远程控制环境控制设备的功能，还提供了用户预设范围参数，由下位机自动控制环境控制设备进行环境参数控制的功能；同时，还具备异常情况报警功能。可见，本发明提供的一种畜禽舍环境监控系统及方法适用于场合，尤其适用于对环境参数要求较高的畜牧养殖行业，满足智能养殖的要求，具备较高的实用性。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于畜禽舍环境监控系统监控畜禽舍环境的方法，其特征在于：所述畜禽舍环境监控系统包括：服务器，用于存储包括各类报文、环境参数的系统信息；
客户端，用于向服务器发送控制报文、接收服务器存储的环境参数、查询服务器存储的环境参数及接收服务器发送的报警报文；
下位机，其下属包括环境控制设备；所述下位机用于接收服务器发送的控制报文，根据控制报文中的控制参数启动对应的环境控制设备，对环境参数进行调整；所述下位机还包括传感器组；所述传感器组分布于所述下位机所属的环境控制设备范围内；所述传感器组用于获取环境参数，向所述下位机发送包含环境参数的反馈报文；所述下位机根据传感器组的反馈报文，调整其下属的环境控制设备，使环境数据处于预设的范围参数内；若启动用于调节某一环境参数的环境控制设备达到预设的阈值时间后，下位机获取的该环境参数仍然超出范围参数，则生成包括该环境参数，用于调节该环境参数的环境控制设备的启动时间的报警报文，向服务器发送报警报文；服务器接收报警报文，向客户端发送报警报文；服务器记录报警报文；
所述服务器、客户端和下位机之间通过包括互联网和/或移动公网的有线和/或无线网络进行通信；
其中，所述客户端包括固定端和移动端；所述固定端包括PC；所述移动端包括智能手机、平板电脑；
所述传感器组包括温度传感器组、湿度传感器组、光照传感器组、特殊气体传感器组；所述环境控制设备包括空调、风机、电控窗帘、电控水帘；
监控畜禽舍环境的方法包括如下步骤：
S1、客户端获取控制参数，生成包括控制参数、下位机地址及环境控制设备类型的控制报文；
S2、客户端发送控制报文至服务器；
S3、服务器记录该控制报文，根据下位机地址，查找对应的下位机，向其转发控制报文；
S4、下位机接收控制报文，获取控制报文中的控制参数及环境控制设备类型；
S5、若控制参数处于预设的安全阈值内，下位机按照控制参数，根据环境控制设备类型，启动对应的环境控制设备，启动成功后，向服务器发送确认报文；
S6、服务器接收确认报文，向客户端转发确认报文，记录此次操作过程；
S7、下位机根据传感器组的反馈报文，调整其下属的环境控制设备，使环境数据处于预设的范围参数内；下位机根据反馈调整环境控制设备，包括以下步骤：
S71、传感器组检测环境参数，生成包括环境参数的反馈报文；
S72、传感器组向下位机发送反馈报文；
S73、下位机接收反馈报文，获取反馈报文中的环境参数；
S74、下位机将环境参数与预设的范围参数比对，若某一项环境参数超出范围参数，启动用于调节该环境参数的环境控制设备；
S75、当传感器组的反馈报文中的环境参数均处于范围参数内时，下位机关闭环境控制设备；
S8、发现异常环境信息后发送报警信息的步骤，包括以下步骤：
S81、若启动用于调节某一环境参数的环境控制设备达到预设的阈值时间后，下位机获取的该环境参数仍然超出范围参数，则生成包括该环境参数、环境控制设备启动时间的报警报文；
S82、下位机向服务器发送报警报文；
S83、服务器接收报警报文，向客户端发送报警报文；
S84、服务器记录报警报文；
S9、服务器记录环境参数的步骤，包括以下步骤：
S91下位机将传感器组发送的反馈报文发送至服务器；
S92、服务器获取反馈报文中的环境参数；
S94、服务器记录环境参数；
S95、客户端获取服务器的环境参数，绘制环境参数变化曲线。
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