一种节能环保智能牲畜养殖系统的制作方法

本发明涉及养殖技术领域，具体涉及一种节能环保智能牲畜养殖系统。

背景技术：

目前，随着人民物质文化生活水平的日益提高，人民群众对食品的需求也越来越高，现有的养殖系统大部分依靠人工进行添加水、饲料，并且工人得时刻关注牲畜的健康情况，人工成本太高，自动化程度太低。

此外，随着国际能源危机和环境保护意识的加强，风能和太阳能光伏发电得到了广泛的推广。太阳能光伏发电由于需要的场地面积较大，常常会占用大量的土地面积，使得土地资源得不到充分的利用。但目前将光伏发电应用在养殖系统上还不够完善，有较大的改进空间。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种节能环保智能牲畜养殖系统，该智能牲畜养殖系统电力来源为光伏发电技术与市电相结合，将光能转化的电能为各模块提供所需电能，缓解了能源压力，达到了节能环保的效果，同时在电力发生异常时能提供备用电源，增加了系统的抗风险性；系统能够实时监控养殖场所的环境信息和饲料水草信息，且能自动调控相关参数，减少了人工劳动，系统结构简单、易于实施、自动化程度高、绿色环保，具有智能化的特点，具有较高的实用价值和广泛的应用前景。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明提供了一种节能环保智能牲畜养殖系统，包括：

主控模块、光伏发电与市电输出模块、环境数据采集模块、饲料水草数据采集模块、电参数采集模块、环境调控模块、饲料水草调控模块、显示报警模块、存储模块、无线通信模块和移动接收控制终端；

所述主控模块用于处理环境数据采集模块、饲料水草数据采集模块、电参数采集模块采集到的数据以及无线通信模块接收的移动接收控制终端发出的控制信号，并根据分析处理后的结果或者移动接收控制终端发出信号对环境调控模块、饲料水草调控模块、显示报警模块发出相应的指令信号；

所述光伏发电与市电输出模块包括光伏发电输出模块、市电输出模块、输出切换管控模块、安全保护模块；所述光伏发电输出模块、市电输出模块用于给其他模块提供必要的稳定直流电源或交流电源；所述输出切换管控模块用于根据负载功率的变化或主控模块的指令信号，在光伏发电输出、市电输出间进行合理切换，用以保证在满足负载需求的情况下，尽可能提高光伏发电利用效率；所述安全保护模块用于根据主控模块发出的指令或者负载数据发生异常超过阈值时，及时断开系统的电流输出，达到了保护各模块不受损害以及防止人身安全事故的作用；

所述环境数据采集模块包括温度传感器、湿度传感器、光亮度传感器、雨水感应器、风力传感器、可旋转视频模块；所述环境数据采集模块将数据实时送入主控模块或者存储模块等待数据处理；

所述饲料水草数据采集模块包括设置在水槽中水位传感器、设置在饲料槽的饲料数量采集器，所述饲料水草数据采集模块用于采集水位、饲料信息传送给主控模块或者存储模块等待数据处理；

所述电参数采集模块包括蓄电池数据采集模块、负荷数据采集模块和光伏发电数据采集模块；所述蓄电池数据采集模块用于采集蓄电池组的电压、温度、电量以及充电状态数据；所述负荷数据采集模块用于采集系统各模块的消耗电能数据；所述光伏发电数据采集模块用于采集光伏组件的输出功率、输出电压、输出电流以及太阳光辐照度数据；

所述环境调控模块包括伺服电机模块、光照模块、通风调节模块、所述温湿度调节模块；

所述伺服电机模块控制养殖厂顶棚的开闭、遮阳网的升降；

所述光照模块为安装在各个养殖单元顶端的补光灯；

所述通风调节模块包括安装在温室大棚外侧的进风口与出风口、与进出风口连接的通风管道、设置在通风管道上的通风扇、以及与通风管道连接的干燥过滤室；

所述温湿度调节模块包括制冷空调设备、加热设备以及安装在各养殖单元顶端的喷洒设备；

所述饲料水草调控模块包括与各水槽连接的水泵模块、皮带运输模块、饲草投递模块，所述饲料水草调控模块用于根据主控模块的指令信号调节养殖所需的饲料水草的量；

所述存储模块用来存储环境数据采集模块、饲料水草数据采集模块、电参数采集模块采集的数据以及预先设置的控制程序，以供主控模块调用；

所述显示报警模块用来实时显示环境数据采集模块、饲料水草数据采集模块、电参数采集模块采集的数据信息，并可以根据情况分为不同的危险等级，并发出相应报警信号；

所述无线通信模块用于向移动接收控制终端发送采集处理的数据、电参数数据或者接收移动接收控制终端的指令信息送入主控模块以供调用；

所述移动接收控制终端用于实时接收数据采集模块采集参数和电参数数据，并根据需要人为远程设定控制参数以供主控模块调用。

优选地，所述主控模块为fpga、arm、dsp微处理器中的一种。

优选地，所述光伏发电输出模块包括光伏组件模块、光伏控制模块、逆变器模块、蓄电池模块、充放电控制模块；

所述光伏组件模块包括安装于屋顶的多个光伏发电子单元，用于接收太阳光中的光辐射能量并转化为电能，通过光伏控制模块一路经过充放电控制模块送入蓄电池模块存储，另一路通过逆变器模块转换成交流电输出供其他模块使用；

所述光伏控制模块根据主控模块发出的指令信号一方面调节光伏组件模块中每个光伏发电子单元的电流通断，从而调节光伏组件的发电输出功率；另一方面对输出功率在送入蓄电池存储和直接转化为交流电使用两路间进行合理分配；

所述逆变器模块为正弦波逆变器用于将光伏组件或者蓄电池模块输入的直流电转化为交流电输出，以供其他模块使用；

所述蓄电池模块包括蓄电池组和充电保护电路，所述充电保护电路与蓄电池组连接，用于保护电池且对电池实行智能充电，避免了过电流和过电压现象，有效提高了电池的使用寿命；

所述充放电控制模块根据主控模块发出的指令信号，一方面控制蓄电池模块合理的在充电和放电间进行切换，另一方面控制输出的电流在直接供给负载使用和通过逆变器转换为交流电使用两路间进行和例分配。

优选地，所述各传感器中均设有无线通信发射器，用于与无线通信模块进行数据传递。

优选地，所述存储模块包括随机存储器模块、sd卡模块、usb接口模块，所述随机存储器模块用于与主控模块的配合使用以增加内存和数据处理的速度，所述sd卡模块用于长时间存储采集的各种数据，所述usb接口模块方便导出复制数据。

优选地，所述显示报警模块包括led电子显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器。

优选地，所述移动接收控制终端包括移动接收设备和安装在设备上的app；所述移动接收设备为智能手环、智能手机、平板电脑中的一种。

优选地，所述无线通信模块为wifi通信模块。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的一种节能环保智能牲畜养殖系统通过将太阳能板发的电存储进蓄电池，并通过逆变器的转换，给系统供电，配合电网，解决了电网突然停电时系统不能正常使用的问题；蓄电池可以稳定逆变器输入电压，即便是在阳光较弱时或者夜间，通过蓄电池储存的电能也可以维持给系统供电，有效地节约用电成本，合理利用能源;同时采用的安全保护模块能够在负载发生异常或者人为需要时及时自动断开电流输出，最大程度的保护了人身财产安全。

（2）本发明的一种节能环保智能牲畜养殖系统的环境数据采集模块能够实时地监控养殖场所的温度、湿度、光亮度、雨水、风力、视频数据，并通过环境调控模块自动调节各养殖单元的温湿度、光亮度，及时打开或关闭顶棚，减少了人工成本。

（3）本发明的一种节能环保智能牲畜养殖系统中的光伏组件模块使用多个光伏发电子单元，将光伏组件的电流进行汇流，通过光伏控制模块控制汇流电流的流向，汇流电流一方面通过逆变器转换为交流电为系统各模块提供工作电流，另一方面光伏发电产生的多余电能通过充放电控制模块装置存储在蓄电池中，在无光照的条件下，充放电控制模块控制蓄电池放电，提供给系统各模块使用；另一方面系统采用的光伏控制模块，能够根据主控模块发出的指令信号调节光伏组件模块中每个光伏发电子单元的电流通断，从而调节光伏组件的发电输出功率，能够最大程度的提高光伏发电的效率，同时保护了系统电流的稳定持续性。

（4）本发明的一种节能环保智能牲畜养殖系统采用饲料水草数据采集模块实时采集水槽中的水位以及饲料槽中的饲料量，并通过饲料水草调控模块自动进行添水加草的动作，大大减少了人工的干预，提高了养殖效率。

（5）本发明的一种节能环保智能牲畜养殖系统中主控模块采用了fpga、arm、dsp中的一种微处理器，其功耗较小、可靠性性较高、编程简单、效率较高、价格较低、数据处理速度较快，能够有效提高管控系统的灵敏度和可靠性，降低的能耗，节约了资源。

（6）本发明的一种节能环保智能牲畜养殖系统采用了wifi通信模块和移动接收控制终端，一方面减少了施工难度，另一方面能够实时的与移动接收控制终端进行通信，将养殖系统的相关信息传送给人们的同时还能够接收控制终端的人为的控制信号，大大提高了发明的养殖系统的管控效果和功能。

（7）本发明的一种节能环保智能牲畜养殖系统采用了充电保护电路与蓄电池组连接，当蓄电池模块电压较低时，在设定的最大电流下充电，随着蓄电池模块电压的不断增加，充电电流随之减小，最终将蓄电池模块恒定在一个设定的电压值上，进行浮充，避免超出蓄电池模块的容量或出现虚满，避免了过电流和过电压现象，能够最大程度的保护电池，节约了资源，减少了能耗、延长了电池的使用寿命。

（8）本发明的一种节能环保智能牲畜养殖系统的电力来源为光伏发电技术与市电相结合，将光能转化的电能为各模块提供所需电能，缓解了能源压力，达到了节能环保的效果，同时在电力发生异常时能提供备用电源，增加了系统的抗风险性；系统能够实时监控养殖场所的环境信息和饲料水草信息，且能自动调控相关参数，减少了人工劳动，系统结构简单、易于实施、自动化程度高、绿色环保，具有智能化的特点，具有较高的实用价值和广泛的应用前景。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的一种节能环保智能牲畜养殖系统意图；

图2为本发明的一种节能环保智能牲畜养殖系统的光伏发电与市电输出模块示意图；

图3为本发明的一种节能环保智能牲畜养殖系统的环境数据采集模块示意图。

具体实施方式

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做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。

如图1-3所示，本实施例的一种节能环保智能牲畜养殖系统，包括：

主控模块1、光伏发电与市电输出模块2、环境数据采集模块3、饲料水草数据采集模块4、电参数采集模块5、环境调控模块6、饲料水草调控模块7、显示报警模块8、存储模块9、无线通信模块10和移动接收控制终端11；

所述主控模块1用于处理环境数据采集模块3、饲料水草数据采集模块4、电参数采集模块5采集到的数据以及无线通信模块10接收的移动接收控制终端11发出的控制信号，并根据分析处理后的结果或者移动接收控制终端11发出信号对环境调控模块6、饲料水草调控模块7、显示报警模块8发出相应的指令信号；

所述光伏发电与市电输出模块2包括光伏发电输出模块21、市电输出模块22、输出切换管控模块23、安全保护模块24；所述光伏发电输出模块21、市电输出模块22用于给其他模块提供必要的稳定直流电源或交流电源；所述输出切换管控模块23用于根据负载功率的变化或主控模块1的指令信号，在光伏发电输出、市电输出间进行合理切换，用以保证在满足负载需求的情况下，尽可能提高光伏发电利用效率；所述安全保护模块24用于根据主控模块1发出的指令或者负载数据发生异常超过阈值时，及时断开系统的电流输出，达到了保护各模块不受损害以及防止人身安全事故的作用；

所述环境数据采集模块3包括温度传感器31、湿度传感器32、光亮度传感器33、雨水感应器34、风力传感器35、可旋转视频模块36；所述环境数据采集模块3将数据实时送入主控模块1或者存储模块9等待数据处理；

所述饲料水草数据采集模块4包括设置在水槽中水位传感器、设置在饲料槽的饲料数量采集器，所述饲料水草数据采集模块用于采集水位、饲料信息传送给主控模块1或者存储模块9等待数据处理；

所述电参数采集模块5包括蓄电池数据采集模块、负荷数据采集模块和光伏发电数据采集模块；所述蓄电池数据采集模块用于采集蓄电池组的电压、温度、电量以及充电状态数据；所述负荷数据采集模块用于采集系统各模块的消耗电能数据；所述光伏发电数据采集模块用于采集光伏组件的输出功率、输出电压、输出电流以及太阳光辐照度数据；

所述环境调控模块6包括伺服电机模块、光照模块、通风调节模块、所述温湿度调节模块；

所述伺服电机模块控制养殖厂顶棚的开闭、遮阳网的升降；

所述光照模块为安装在各个养殖单元顶端的补光灯；

所述通风调节模块包括安装在温室大棚外侧的进风口与出风口、与进出风口连接的通风管道、设置在通风管道上的通风扇、以及与通风管道连接的干燥过滤室；

所述温湿度调节模块包括制冷空调设备、加热设备以及安装在各养殖单元顶端的喷洒设备；

所述饲料水草调控模块7包括与各水槽连接的水泵模块、皮带运输模块、饲草投递模块，所述饲料水草调控模块用于根据主控模块的指令信号调节养殖所需的饲料水草的量；

所述存储模块9用来存储环境数据采集模块3、饲料水草数据采集模块4、电参数采集模块5采集的数据以及预先设置的控制程序，以供主控模块1调用；

所述显示报警模块8用来实时显示环境数据采集模块3、饲料水草数据采集模块4、电参数采集模块5采集的数据信息，并可以根据情况分为不同的危险等级，并发出相应报警信号；

所述无线通信模块10用于向移动接收控制终端11发送采集处理的数据、电参数数据或者接收移动接收控制终端11的指令信息送入主控模块1以供调用；

所述移动接收控制终端11用于实时接收数据采集模块采集参数和电参数数据，并根据需要人为远程设定控制参数以供主控模块1调用。

本实施例中的主控模块1为fpga微处理器。

本实施例中的光伏发电输出模块21包括光伏组件模块211、光伏控制模块212、逆变器模块213、蓄电池模块214、充放电控制模块215；

所述光伏组件模块211包括安装于屋顶的多个光伏发电子单元，用于接收太阳光中的光辐射能量并转化为电能，通过光伏控制模块一路经过充放电控制模块215送入蓄电池模块214存储，另一路通过逆变器模块213转换成交流电输出供其他模块使用；

所述光伏控制模块212根据主控模块1发出的指令信号一方面调节光伏组件模块211中每个光伏发电子单元的电流通断，从而调节光伏组件的发电输出功率；另一方面对输出功率在送入蓄电池存储和直接转化为交流电使用两路间进行合理分配；

所述逆变器模块213为正弦波逆变器用于将光伏组件或者蓄电池模块214输入的直流电转化为交流电输出，以供其他模块使用；

所述蓄电池模块214包括蓄电池组2142和充电保护电路2141，所述充电保护电路2141与蓄电池组2142连接，用于保护电池且对电池实行智能充电，避免了过电流和过电压现象，有效提高了电池的使用寿命；

所述充放电控制模块215根据主控模块1发出的指令信号，一方面控制蓄电池模块214合理的在充电和放电间进行切换，另一方面控制输出的电流在直接供给负载使用和通过逆变器转换为交流电使用两路间进行和例分配。

本实施例中的各传感器中均设有无线通信发射器，用于与无线通信模块进行数据传递。

本实施例中的存储模块包括随机存储器模块、sd卡模块、usb接口模块，所述随机存储器模块用于与主控模块的配合使用以增加内存和数据处理的速度，所述sd卡模块用于长时间存储采集的各种数据，所述usb接口模块方便导出复制数据。

本实施例中的显示报警模块8包括led电子显示屏、语音播报模块、报警灯以及报警呼叫器。

本实施例中的移动接收控制终端11包括移动接收设备和安装在设备上的app；所述移动接收设备为平板电脑。

本实施例中的无线通信模块10为wifi通信模块。

本发明的一种节能环保智能牲畜养殖系统电力来源为光伏发电技术与市电相结合，将光能转化的电能为各模块提供所需电能，缓解了能源压力，达到了节能环保的效果，同时在电力发生异常时能提供备用电源，增加了系统的抗风险性；系统能够实时监控养殖场所的环境信息和饲料水草信息，且能自动调控相关参数，减少了人工劳动，系统结构简单、易于实施、自动化程度高、绿色环保，具有智能化的特点，具有较高的实用价值和广泛的应用前景。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。