基于人工智能的水禽健康养殖环境智能控制系统的制作方法

文档序号:15406446发布日期:2018-09-11 19:57阅读:153来源:国知局

本实用新型涉及农业养殖领域,具体涉及一种基于人工智能的水禽健康养殖环境智能控制系统。



背景技术:

现在社会由于生产技术的发展,水禽都采用大规模化养殖,但是,我国水禽养殖业总体堪忧,养殖者污染防治意识模糊。

首先,规模化、集约化是水禽养殖产业结构调整的重要手段,但由于产业规模大,分布区域集中,水禽养殖污染物排放集中,排放量增大,这些污染物不经处理直接排放到环境中,对水域、土壤和大气造成严重的污染,破坏生态平衡,据调查,我国水禽养殖场一般分布在人口相对集中的大城市近郊,另外,为养殖工作方便,养殖场一般都距离水源地很近,这对水源环境和居民用水安全构成了威胁,其次养殖场环境管理水平低下,水禽养殖者环境保护意识薄弱,据统计,目前大部分养殖工作人员都没有为养殖场做环境影响评价意识,全国90%以上的规模化养殖场缺乏必要的固体废物处理和污水处理设施,再次,政府大力发展畜禽养殖业,以规模化、集约化作为结构调整和实现产业增长的重途径,重经济发展的同时,却忽视了环境问题,始终未将养殖污染防治细则纳入政府的规划之中。

水禽养殖过程中所产生的污染物主要是水禽粪便、尿液、饲料残余物,青贮饲料的流失以及水禽动物的死尸等,其中对环境影响最大的是水禽排泄物,通过一定的加工处理,可以将水禽排泄物作为沼气池的原料或投入到农田中提高土壤中有机质含量,农田的产物又可以用于喂养水禽。

现有技术中的水禽养殖的缺陷是:缺少调节水禽养殖池环境的智能控制系统,水禽养殖对水体、土壤和大气污染严重,不符合低碳经济内涵,养殖过程中产生的污染对水禽自身健康也构成危害。

现有技术中的水禽养殖池靠人工进行更换,自动化程度差。



技术实现要素:

有鉴于现有技术的至少一个缺陷,本实用新型的目的是提供一种基于人工智能的水禽健康养殖环境智能控制系统,能自动更换水禽养殖池中的污水,将污水分离后分别用于养殖水草和产生沼气,减少对河流、大气的污染,自动化程度高。

为了达到上述目的,本实用新型采取如下技术方案,一种基于人工智能的水禽健康养殖环境智能控制系统,包括水禽养殖池、分离池,沼气池以及水草养殖池;

水禽养殖池内设置有浮球开关,水禽养殖池的进水管设置有电磁进水阀,水禽养殖池的底部设置第一出水口,第一出水口经第一出水管连通分离池的顶部,该第一出水管上设置有电磁出水阀,所述第一出水口高于分离池;

所述分离池的侧壁设置有第二出水口,第二出水口经第二出水管连通水草养殖池的顶部,所述第二出水管上设置有过滤器,第二出水口高于水草养殖池,水草养殖池设置有溢流口;

所述分离池的底部设置有锥状的漏斗,分离池的下面设置有沼气池,漏斗与沼气池的进料口相连;漏斗设有闸板,闸板连接有驱动机构,驱动机构连接有电机,电机经驱动机构带动闸板左右滑动,闸板左右滑动打开或关闭漏斗;

还包括定时器和设置于水禽养殖池内的PH值传感器,所述定时器、PH值传感器、电磁进水阀、浮球开关、电磁出水阀、电机连接有控制电路;

控制电路根据定时器或PH值传感器的信号开关电磁出水阀排出水禽养殖池内的废水;控制电路还延时控制电磁进水阀打开为水禽养殖池补入新水,控制电路还根据浮球开关的信号关闭电磁进水阀;控制电路还延时控制电机正反转开闭闸板将固体废物投入沼气池。

本实用新型水禽养殖池位置高于分离池,分离池位置高于水草养殖池,打开电磁出水阀后,污水通过自流动的方式流经分离池和水草养殖池,得到分离和净化。不需要水泵。节约设备和能源。

分离池用于分离污水中的固体废物与液体废物。

分离池的漏斗高于沼气池,漏斗与进料口密封连接,打开闸板后固体废物直接掉入沼气池用于产生沼气。

污水中液体废物经分离池的过滤器流入水草养殖池得到净化和吸收,最后经溢流口流出。

本实用新型采用PH值检测和定时检测两种方式检测污水水质;PH值传感器用于检测水禽养殖池污水的PH值,当水禽养殖池内的水禽粪便、尿液增多时,其PH发生变化;发送信号给控制电路,当超过控制电路的设定阈值时,控制电路控制电磁出水阀开闭换水。

定时器用于定时更换水禽养殖池的污水;当设定时间到达时,发送开关信号给控制电路,控制电路控制电磁出水阀开闭换水。

上述两种检测控制方式用户可以根据需要选用。

换完污水后,控制电路控制电磁出水阀关闭,再控制电磁进水阀打开为水禽养殖池补入新水,当水面上升到达浮球开关的位置时,浮球开关发出信号,控制电路还根据浮球开关的信号关闭电磁进水阀。

换完污水是通过时间控制的,比如半小时能换完,则控制电路延时至45分钟再打开电磁进水阀。

水禽粪便、尿液、饲料残余物流经分离池时,由于过滤器的过滤,其液体废物流入水草养殖池,水草养殖池用于养殖水草、鱼虾,液体废物经水草养殖池净化后再排出,水草、鱼虾可用于养殖水禽。

其固体废物留在分离池,控制电路控制电机正反转,通过驱动机构带动闸板左右滑动,闸板左右滑动打开或关闭分离池的底部排放固体废物,将固体废物投入沼气池用于产生沼气。

控制电路可以是模拟电路,比如比较器和多个时间继电器,比较器用于采集定时器或PH值传感器控制信号,第一个时间继电器控制电磁进水阀打开关闭,第二个时间继电器控制电磁进水阀打开,浮球开关与电磁进水阀串联控制其自动关闭,第三个时间继电器控制电机正反转,第二个时间继电器、第三个时间继电器的延时时间均高于第一个时间继电器,但是其结构复杂,智能化程度较低。

本实用新型优先采用微处理器进行控制。

所述控制电路包括微处理器,所述定时器、PH值传感器、浮球开关、电磁进水阀以及电磁出水阀均与微处理器相连,微处理器经电机驱动电路与电机相连;

微处理器连接有手动切换开关SB,微处理器根据手动切换开关SB的指令选择接收定时器或PH值传感器的信号。

通过上述电路结构设置,微处理器接收手动切换开关SB的指令,根据用户的需要,或者获取定时器的信号,或者获取PH值传感器的信号,定时器给微处理器开关信号,PH值传感器给微处理器模拟信号,微处理器设置有PH值控制阈值;两种控制方式可以由用户选择。

微处理器先控制电磁出水阀打开排放污水,延时一段时间后,关闭电磁出水阀,再打开电磁进水阀补入新水,当新水到达设定位置时,浮球开关给微处理器信号,微处理器控制电磁进水阀关闭;微处理器再经过电机驱动电路控制电机正转,打开闸板排放固体废物,延时控制电机反转,关闭闸板。

所述微处理器还连接有WIFI模块和摄像头,微处理器通过摄像头获取水禽养殖池的视频抓拍图片通过WIFI模块发送给监控电脑。监控电脑设有与WIFI模块配对的WIFI装置。

通过上述结构设置,微处理器通过摄像头抓拍监控图片通过WIFI模块发送给监控电脑,便于位于室内的用户通过监控电脑实时监控水禽养殖池。摄像头可通过支架安装在水禽养殖池上。

所述微处理器还连接有人工智能控制模块,所述人工智能控制模块为语音识别模块,语音识别模块用于接收用户的语音开关指令;微处理器接收人工智能控制模块的指令控制电磁出水阀的开关、电磁进水阀的打开、闸板的开关。

室内的用户还设置有人工智能控制模块,所述人工智能控制模块为语音识别模块,用户通过发送语音指令,比如“开启排水阀”、“关闭排水阀”、“开启进水阀”、“开启闸板”、“关闭闸板”等语音指令控制电磁出水阀开关、电磁进水阀打开、闸板的开关。

其中语音指令优先于定时器和PH值传感器的指令。

微处理器也可以连接语音切换开关用于控制微处理器是接收语音指令,还是接收定时器和PH值传感器的指令。

所述水草养殖池内设置有至少一块分隔板,分隔板将水草养殖池分隔成“S”形的流道,第二出水管连通流道的入口,流道的出口设置所述溢流口。

通过上述结构设置,液体废物流经“S”形的流道,被逐渐净化后,从溢流口流出。

所述溢流口设置有滤网。

滤网防止鱼虾从溢流口流走。

所述驱动机构为齿轮齿条机构,齿轮齿条机构的齿条与闸板固连,所述电机经皮带驱动齿轮齿条机构的齿轮转动。

上述驱动机构结构简单,电机和齿轮齿条机构经机架安装在地上。

有益效果:本实用新型提供了一种基于人工智能的水禽健康养殖环境智能控制系统,能自动更换水禽养殖池中的污水,将污水分离后分别用于养殖水草和产生沼气,减少对河流、大气的污染,自动化程度高。

附图说明

图1为本实用新型的结构图。

图2为水草养殖池的俯视图;

图3为本实用新型的电路模块图;

图4为微处理器的电路图;

图5为电机驱动模块的电路图;

图6为WIFI模块的电路图;

图7为语音识别模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-图7所示,本实用新型提供了一种基于人工智能的水禽健康养殖环境智能控制系统,包括水禽养殖池1、分离池2,沼气池3以及水草养殖池4;

水禽养殖池1内设置有浮球开关12,水禽养殖池1的进水管11设置有电磁进水阀13,水禽养殖池1的底部设置第一出水口1a,第一出水口1a经第一出水管15连通分离池2的顶部,该第一出水管15上设置有电磁出水阀14,所述第一出水口1a高于分离池2;

所述分离池2的侧壁设置有第二出水口2a,第二出水口2a经第二出水管27连通水草养殖池4的顶部,所述第二出水管27上设置有过滤器21,第二出水口2a高于水草养殖池4,水草养殖池4设置有溢流口4a;

所述分离池2的底部设置有锥状的漏斗2b,分离池2的下面设置有沼气池3,漏斗2b与沼气池3的进料口31相连;漏斗2b设有闸板22,闸板22连接有驱动机构24,驱动机构24连接有电机23,电机23经驱动机构24带动闸板22左右滑动,闸板22左右滑动打开或关闭漏斗2b;

还包括定时器5和设置于水禽养殖池1内的PH值传感器6,所述定时器5、PH值传感器6、电磁进水阀13、浮球开关12、电磁出水阀14、电机23连接有控制电路;

控制电路根据定时器5或PH值传感器6的信号开关电磁出水阀14排出水禽养殖池1内的废水;控制电路还延时控制电磁进水阀13打开为水禽养殖池1补入新水,控制电路还根据浮球开关12的信号关闭电磁进水阀13;控制电路还延时控制电机23正反转开闭闸板22将固体废物投入沼气池3。

本实用新型水禽养殖池1位置高于分离池2,分离池2位置高于水草养殖池4,打开电磁出水阀14后,污水通过自流动的方式流经分离池2和水草养殖池4,得到分离和净化。不需要水泵。节约设备和能源。

分离池2用于分离污水中的固体废物与液体废物。

分离池2的漏斗2b高于沼气池3,漏斗2b与进料口31密封连接,打开闸板22后固体废物直接掉入沼气池3用于产生沼气。

污水中液体废物经分离池2的过滤器21流入水草养殖池4得到净化和吸收,最后经溢流口4a流出。

本实用新型采用PH值检测和定时检测两种方式检测污水水质;PH值传感器6用于检测水禽养殖池1污水的PH值,当水禽养殖池1内的水禽粪便、尿液增多时,其PH增高;发送信号给控制电路,当超过控制电路的设定阈值时,控制电路控制电磁出水阀14开闭换水。

定时器5用于定时更换水禽养殖池1的污水;当设定时间到达时,发送开关信号给控制电路,控制电路控制电磁出水阀14开闭换水。

上述两种检测控制方式用户可以根据需要选用。

换完污水后,控制电路控制电磁出水阀14关闭,再控制电磁进水阀13打开为水禽养殖池1补入新水,当水面上升到达浮球开关12的位置时,浮球开关12发出信号,控制电路还根据浮球开关12的信号关闭电磁进水阀13。

换完污水是通过时间控制的,比如半小时能换完,则控制电路延时至45分钟再打开电磁进水阀13。

水禽粪便、尿液、饲料残余物流经分离池2时,由于过滤器21的过滤,其液体废物流入水草养殖池4,水草养殖池4用于养殖水草、鱼虾,液体废物经水草养殖池4净化后再排出,水草、鱼虾可用于养殖水禽。

其固体废物留在分离池2,控制电路控制电机23正反转,通过驱动机构24带动闸板22左右滑动,漏斗2b左右滑动打开或关闭分离池2的底部排放固体废物,将固体废物投入沼气池3用于产生沼气。

如图1所示,为了保证漏斗2b和闸板22之间不泄漏,在漏斗2b的侧壁内还设置有“O”形密封圈25,密封圈25与漏斗2b固连;为了防止闸板22从左侧滑出漏斗2b,在闸板22上还设置有限位销26,限位销26与闸板22螺纹连接。

控制电路可以是模拟电路,比如比较器和多个时间继电器,比较器用于采集定时器5或PH值传感器6控制信号,第一个时间继电器控制电磁进水阀13打开关闭,第二个时间继电器控制电磁进水阀13打开,浮球开关12与电磁进水阀13串联控制其自动关闭,第三个时间继电器控制电机23正反转,第二个时间继电器、第三个时间继电器的延时时间均高于第一个时间继电器,但是其结构复杂,智能化程度较低。

本实用新型优先采用微处理器7进行控制。

所述控制电路包括微处理器7,所述定时器5、PH值传感器6、浮球开关12、电磁进水阀13以及电磁出水阀14均与微处理器7相连,微处理器7经电机驱动电路8与电机23相连;

微处理器7连接有手动切换开关SB,微处理器7根据手动切换开关SB的指令选择接收定时器5或PH值传感器6的信号。

通过上述电路结构设置,微处理器7接收手动切换开关SB的指令,根据用户的需要,或者获取定时器5的信号,或者获取PH值传感器6的信号,定时器5给微处理器7开关信号,PH值传感器6给微处理器7模拟信号,微处理器7设置有PH值控制阈值;两种控制方式可以由用户选择。

微处理器7先控制电磁出水阀14打开排放污水,延时一段时间后,关闭电磁出水阀14,再打开电磁进水阀13补入新水,当新水到达设定位置时,浮球开关12给微处理器7信号,微处理器7控制电磁进水阀13关闭;微处理器7再经过电机驱动电路8控制电机23正转,打开闸板22排放固体废物,延时控制电机23反转,关闭闸板22。

所述微处理器7还连接有WIFI模块9和摄像头10,微处理器7通过摄像头10获取水禽养殖池1的视频抓拍图片通过WIFI模块9发送给监控电脑。监控电脑设有与WIFI模块9配对的WIFI装置。

通过上述结构设置,微处理器7通过摄像头10抓拍监控图片通过WIFI模块9发送给监控电脑,便于位于室内的用户通过监控电脑实时监控水禽养殖池1。摄像头10可通过支架安装在水禽养殖池1上。

所述摄像头10为USB摄像头,所述微处理器7采用STM32F103单片机,所述电机驱动电路8采用L293D电机驱动电路,所述WIFI模块9采用ESP-07WIFI模块,所述语音识别模块为LD3320语音识别模块。

PH值传感器6采用模拟接口或RS485接口与微处理器7连接。

所述微处理器7还连接有人工智能控制模块50,所述人工智能控制模块50为语音识别模块,语音识别模块用于接收用户的语音开关指令;微处理器7接收人工智能控制模块50的指令控制电磁出水阀14的开关、电磁进水阀13的打开、闸板22的开关。

室内的用户还设置有人工智能控制模块50,所述人工智能控制模块50为语音识别模块,用户通过发送语音指令,比如“开启排水阀”、“关闭排水阀”、“开启进水阀”、“开启闸板”、“关闭闸板”等语音指令控制电磁出水阀14开关、电磁进水阀13打开、闸板22的开关。

其中语音指令优先于定时器5和PH值传感器6的指令。

微处理器7也可以连接语音切换开关用于控制微处理器7是接收语音指令,还是接收定时器5和PH值传感器6的指令。

所述水草养殖池4内设置有至少一块分隔板41,分隔板41将水草养殖池4分隔成“S”形的流道,第二出水管27连通流道的入口,流道的出口设置所述溢流口4a。

通过上述结构设置,液体废物流经“S”形的流道,被逐渐净化后,从溢流口4a流出。

所述溢流口4a设置有滤网。

滤网防止鱼虾从溢流口4a流走。

所述驱动机构24为齿轮齿条机构,齿轮齿条机构的齿条与闸板22固连,所述电机23经皮带驱动齿轮齿条机构的齿轮转动。

上述驱动机构结构简单,电机23和齿轮齿条机构经机架安装在地上。

最后,需要注意的是:以上列举的仅是本实用新型的具体实施例子,当然本领域的技术人员可以对本实用新型进行改动和变型,倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,均应认为是本实用新型的保护范围。

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