一种生猪健康养殖机器人的制作方法

本发明涉及智能养殖机器技术领域，具体涉及一种生猪健康养殖机器人。

背景技术：

我国是世界上最大的猪肉产品生产大国和消费大国，猪肉作为人们日常生活必不可少的消费品和营养品，其产量和品质与人民的健康生活息息相关，而随着人民生活水平的不断提高，猪肉类食品的卫生和安全等问题已成为人民群众关注的焦点。保障猪肉类食品质量的关键在于养殖阶段。目前，现有养殖场在养殖过程中，大多采用传统的人工巡检方法对猪舍环境参数进行检测与调控，以及对猪只异常行为进行观察，由于人的时间精力限制很容易忽视养殖过程中一些异常环境参数和异常行为表现，且存在劳动强度大、工作效率低、巡视有效性比较差等缺陷。而现有养殖机器人主要以安装视频摄像头和环境检测传感器组为主，仅能实现对猪只群体行为特征和猪舍全局环境参数进行检测，很难实现对猪只个体异常行为进行细致观察、判断，以及对局部异常环境参数进行精准监测与调控，容易导致因环境调控、疫情防治、预警以及诊断治疗不及时而造成疫情发生、猪只大量死亡的现象，严重影响养殖户的经济效益。

技术实现要素：

本发明针对生猪健康养殖过程中，采用人工巡检生猪异常行为特征和养殖环境参数检测与调控所存在采集数据的准确性差、采集效率低以及劳动强度大的问题，提出一种生猪健康养殖机器人，实现对生猪异常环境及时调控、对异常行为和疫病快速判断与诊断、以及疫情预警等功能，提高了生猪养殖过程的智能化管理水平。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种生猪健康养殖机器人，包括移动终端监测平台、执行机构平台和行为监测平台，移动终端监测平台、执行机构平台和行为监测平台均设有无线传输模块，所述移动终端监测平台和执行机构平台分别通过对应的无线传输模块与行为监测平台连接；

移动终端监测平台包括移动监测装置，所述移动监测装置包括移动平台，移动平台上设有射频读卡器ⅰ、控制器和监测装置，每个猪舍均设有rfid标签，射频读卡器ⅰ与rfid标签相连接，所述射频读卡器ⅰ和监测装置均与控制器连接，控制器通过对应的无线传输模块与行为监测平台连接。

所述监测装置包括全局监测装置和∕或局部监测装置，全局监测装置和∕或局部监测装置均固定设置在移动平台上，全局监测装置和∕或局部监测装置均与控制器连接。

所述全局监测装置包括全景相机和环境检测传感器组ⅰ，全景相机和环境检测传感器组ⅰ均设置在支撑架上，支撑架固定在移动平台上，所述全景相机和环境检测传感器组ⅰ均与控制器连接。

所述局部监测装置包括行为特征监测装置、环境检测传感器组ⅱ和固定装置，环境检测传感器组ⅱ设置在固定装置上，固定装置设置在移动平台上，所述行为特征监测装置和环境检测传感器组ⅱ均与控制器连接。

所述行为特征监测装置包括高清工业相机和射频读卡器ⅱ，高清工业相机和射频读卡器ⅱ均设置在固定装置上，且高清工业相机和射频读卡器ⅱ均与控制器连接；每只生猪耳朵上固定有智能耳标，所述射频读卡器ⅱ与智能耳标相匹配。

所述固定装置包括固定座，所述固定座固定在移动平台上，固定座通过调节机构连接有安装板，所述高清工业相机和射频读卡器ⅱ均固定设置在安装板上，所述调节机构与控制器连接。

所述调节机构包括旋转臂、第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂的一端与旋转臂可转动连接、另一端与第二机械臂可转动连接，旋转臂活动设置在固定座上，第二机械臂与安装板可转动连接。

所述移动平台包括巡检轨道和移动底盘，所述巡检轨道固定设置在养猪场各猪舍的上方，移动底盘的下部设有滑动装置，所述滑动装置与巡检轨道相匹配，且滑动装置连接有驱动装置，所述驱动装置固定在移动底盘上且与控制器连接。

所述执行机构平台包括执行设备和用于控制执行设备的调控电路，执行设备与调控电路连接，调控电路连接有显示器，且调控电路通过无线传输模块与行为监测平台连接；所述调控电路还连接有报警电路，报警电路连接有报警器。

所述行为监测平台包括远程监控装置和/或移动终端，控制器和调控电路分别通过对应的无线传输模块与远程监控装置和/或移动终端连接，其中远程监控装置包括监控机，控制器和调控电路分别通过对应的无线传输模块与监控机连接；

所述监控机上设置有gprs模块，gprs模块通过对应的无线传输模块分别与控制器和调控电路连接。

本发明通过借助移动监测装置对猪舍环境、猪只个体行为特征等信息进行监测，按照行为监测平台预先设定的指令，自动且快速地依次对所选取猪舍猪群、猪只个体的生长情况、行为特征和养殖环境等信息进行全局或局部监测与自动采集，实现了对生猪异常环境及时调控、对异常行为和疫病快速判断与诊断、以及疫情预警等功能，提高了生猪养殖过程的智能化管理水平。

附图说明

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获得其他的附图。

图1为本发明的监控系统结构示意图；

图2为本发明的移动监测装置；

图3为本发明的全局监测装置；

图4为本发明的局部监测装置。

图中，1为巡检轨道，2为rfid标签，4为射频读卡器ⅰ，5为控制器，7为调控电路，8为报警电路，9为显示器，10为报警器，11为移动终端，12为监控机，13为gprs模块，14为移动底盘，18为全局监测装置，19为局部监测装置，20为全景相机，21为环境检测传感器组ⅰ，22为支撑架，24为行为特征监测装置，25为环境检测传感器组ⅱ，26为固定座，28为安装板，29为高清工业相机，30为智能耳标，31为射频读卡器ⅱ，37为旋转臂，38为第一机械臂，39为第二机械臂。

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付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所示，本发明提供了一种生猪健康养殖机器人，包括移动终端监测平台、执行机构平台和行为监测平台，移动终端监测平台、执行机构平台和行为监测平台均设有无线传输模块，所述移动终端监测平台和执行机构平台分别通过对应的无线传输模块与行为监测平台连接。具体地，移动终端监测平台用于对所选取猪舍猪群、猪只个体的生长情况、行为特征和养殖环境等信息进行全局和局部观察及自动采集，并将采集到的信息通过对应的无线传输模块传输给行为监测平台，行为监测平台可根据所接收到的信息及时对猪只的异常行为等进行判断或控制执行机构平台对猪舍环境及时进行调控。

如图2所示，移动终端监测平台包括移动监测装置，所述移动监测装置包括移动平台，移动平台上设有射频读卡器ⅰ4、控制器5和监测装置，其中射频读卡器ⅰ4的型号为rf8506em，控制器5的具体型号为mcs-51。每个猪舍均设有rfid标签2，rfid标签2可根据猪舍数量设置多个并设置在每个猪舍的上方，分别对应各个猪舍，rfid标签2用于实现移动监测装置在巡检轨道1上进行识别与定位待检测猪舍的功能。所述射频读卡器ⅰ4与rfid标签2相连接，射频读卡器ⅰ4用于识别并读取rfid标签2上的信息，可实现移动监测装置对待采集的猪舍进行准确定位；监测装置用于实现对所选取的猪舍猪群、猪只个体的生长情况、行为特征和养殖环境等信息进行全局或局部监测与自动采集。所述射频读卡器ⅰ4和监测装置均与控制器5连接，控制器5接收射频读卡器ⅰ4和监测装置所采集到的信息，并做出下一步控制指令。具体地，所述移动平台包括巡检轨道1和移动底盘14，所述巡检轨道1固定设置在养猪场各猪舍的上方，具体可为巡检轨道1固定设置在养猪场各猪舍的正上方，实现监测装置能够对各猪舍进行全面监测。所述移动底盘14的下部设有滑动装置，所述滑动装置与巡检轨道1相匹配，滑动装置连接有驱动装置，所述驱动装置固定在移动底盘14上且与控制器5连接。具体地，所述滑动装置包括主动轮和与主动轮相匹配的从动轮，主动轮和从动轮分别固定设置在移动底盘14两侧，且主动轮和从动轮均与巡检轨道1相匹配；其中主动轮连接驱动装置，所述驱动装置包括与移动底盘14相匹配的电机，电机固定设置在移动底盘14上，且电机的输出轴与主动轮连接，实现电机工作时将带动主动轮进行转动，从而实现移动底盘14在巡检轨道1内移动；所述电机与控制器5连接，控制器5可控制电机启动或关闭。优选地，所述巡检轨道1上设有限位开关，限位开关与移动底盘14相匹配，限位开关可根据猪舍数量设置多个，并分别对应各个猪舍，所述限位开关与控制器5连接，通过控制器5控制限位开关打开可实现移动底盘14的安全停靠。此结构设计的具体实施方式为控制器5接收到指令后将控制移动底盘14在巡检轨道1内移动，当监测装置监测到有某猪舍猪只有情况异常时，通过射频读卡器ⅰ4识别待监测猪舍的rfid标签2信息并对该猪舍进行定位，控制器5接收到标签信息将控制移动底盘14停在该猪舍的上方，并控制限位开关打开，实现移动底盘14的安全停靠，通过监测装置对猪舍环境、猪群和猪只行为特征进行进一步的详细监测。所述控制器5通过对应的无线传输模块与行为监测平台连接，控制器5可将监测装置采集到的信息传递给行为监测平台。所述射频读卡器ⅰ4、控制器5和监测装置均连接有电源，电源用于为射频读卡器ⅰ4、控制器5和监测装置进行供电。

所述监测装置包括全局监测装置18和∕或局部监测装置19，全局监测装置18和∕或局部监测装置19均固定设置在移动平台上，具体可为全局监测装置18设置在移动底盘14的中部，局部监测装置19设置在移动底盘14的尾部。全局监测装置18和∕或局部监测装置19均与控制器5连接。工作时，可先通过全局监测装置18对猪舍环境、猪群和猪只行为特征进行监测，若出现异常情况，控制器5将驱动局部监测装置19向异常处靠近，通过调整局部监测装置19的监测角度，从而对局部异常环境参数和猪只异常行为进行详细监测，并将监测信息传递给控制器5，控制器5通过对应的无线传输模块将信息传递给行为监测平台，行为监测平台可对异常情况进行详细分析及判断，以便技术人员及时进行后续处理。

如图3所示，所述全局监测装置18包括全景相机20和环境检测传感器组ⅰ21，全景相机20的型号为ds-2de5220iw-a，全景相机20和环境检测传感器组ⅰ21均设置在支撑架22上，支撑架22固定在移动平台上，确保全景相机20和环境检测传感器ⅰ21安装的稳定性，且实现全景相机20和环境检测传感器ⅰ21可根据移动底盘14的移动位置对猪舍环境及猪只情况等进行全局监测。所述全景相机20和环境检测传感器组ⅰ21均与控制器5连接，控制器5接收全景相机20和环境检测传感器ⅰ21所采集的信息并通过对应的无线传输模块传递给行为监测平台。优选地，所述支撑架22上设置有透明安装罩，全景相机20设置在透明安装罩内，环境检测传感器组ⅰ21固定设置在透明安装罩的外部的顶端，通过设置透明安装罩可避免工作过程中，杂物灰尘等落在全景相机的拍摄部位上，而影响拍摄效果。

如图4所示，所述局部监测装置19包括行为特征监测装置24、环境检测传感器组ⅱ25和固定装置，环境检测传感器组ⅱ25设置在固定装置上，固定装置设置在移动平台上，所述行为特征监测装置24包括高清工业相机29和射频读卡器ⅱ31，高清工业相机29的型号为mv-ca060-11gm/gc，射频读卡器ⅱ31的型号与射频读卡器ⅰ4的型号相同，高清工业相机29和射频读卡器ⅱ31均设置在固定装置上且均与控制器5连接，其中高清工业相机29用于对局部异常猪群和猪只的个体外部特征进行详细观察。所述固定装置包括固定座26，固定座26固定在移动平台上，固定座26通过调节机构连接有安装板28，高清工业相机29、射频读卡器ⅱ31和环境检测传感器组ⅱ25均固定设置在安装板28上，且高清工业相机29设置在安装板28的前端，有利于高清工业相机29对各猪舍进行监控。所述高清工业相机29、射频读卡器ⅱ31、环境检测传感器组ⅱ25和调节机构均与控制器5连接，控制器5控制调节机构工作并接收高清工业相机29、射频读卡器ⅱ31和环境检测传感器组ⅱ25所监测的信息。

具体实施方式为控制器5可通过控制调节机构移动从而实现高清工业相机29、射频读卡器ⅱ31和环境检测传感器组ⅱ25进行多个自由度的位置调整，能够从多角度对局部环境和猪只行为特征进行快速全面监测，大大提高了异常情况识别的准确率。作为进一步的优选方案，所述调节机构包括旋转臂37、第一机械臂38和第二机械臂39，所述第一机械臂38的一端与旋转臂37可转动连接、另一端与第二机械臂39可转动连接，旋转臂37活动设置在固定座26上。具体可为旋转臂37通过旋转轴与固定座26连接，旋转轴连接有驱动杆，驱动杆与控制器5连接，控制器5可通过驱动杆控制旋转轴旋转，从而实现旋转臂37的旋转，满足局部监测装置19对不同区域的猪舍进行监测。所述第二机械臂39与安装板28可转动连接，其中旋转臂37、第一机械臂38和第二机械臂39的连接方式具体可为铰接，确保调节机构工作的灵活度，且使用方便。

每只生猪耳朵上固定有智能耳标30，所述射频读卡器ⅱ31与智能耳标30相匹配，智能耳标30包括射频标签、光电透射心率传感器、红外体温传感器和运动传感器，光电透射心率传感器的型号为max30102，红外体温传感器的型号为mlx90640bab，运动传感器的型号为adxl345，光电透射心率传感器、红外体温传感器和运动传感器均与射频标签连接，通过光电透射心率传感器、红外体温传感器和运动传感器对猪只的体特征参数进行检测，并将检测信息存储在射频标签内。射频读卡器ⅱ31可通过射频技术读取射频标签内所存储的猪只体特征参数，包括猪只体温、心率和运动情况等信息，并将信息传递给控制器5。优选地，所述行为特征监测装置24还包括音频传感器，音频传感器的型号为mp34dt01tr，音频传感器用于对生猪喘气强度及咳嗽频率进行采集，通过辨识猪只发出的饥饿、饮水、进食、咳嗽等异常声音种类，以便技术人员能够对猪只声音异常情况进行及时处理，实现对呼吸道等疾病进行预警，减少疾病传播和死亡率，提高养殖企业的经济效益。

本实施例中所提及的所述环境检测传感器组ⅰ21和环境检测传感器组ⅱ25结构相同，均包括温湿度传感器、粉尘传感器和有害气体传感器，温湿度传感器的型号为dht-21，粉尘传感器的型号为pm2105，有害气体传感器包括氨气传感器和硫化氢传感器，其中氨气传感器的型号为mq-137，硫化氢传感器的型号为mq-136，温湿度传感器、粉尘传感器和有害气体传感器分别用于检测猪舍环境的温湿度、粉尘浓度和有害气体的种类与浓度，所述温湿度传感器、粉尘传感器和有害气体传感器均与控制器5连接，控制器5接收温湿度传感器、粉尘传感器和有害气体传感器所检测的信息并通过对应的无线传输模块传递给行为监测平台。

所述执行机构平台包括执行设备和用于控制执行设备的调控电路7，其中执行设备根据使用需求可设置有天窗电机、侧窗电机、遮阳幕电机、保温幕电机、降温系统、升温系统和通风换气设备，执行设备与调控电路7连接，调控电路7通过对应的无线传输模块与行为监测平台连接，实现当猪舍环境参数不在技术人员设定的范围内时，可通过行为监测平台启动调控电路7工作从而驱动执行设备工作，对猪舍环境进行改善，以便为生猪健康养殖提供最佳生长环境。所述调控电路7连接有显示器9，显示器9用于设置执行设备的工作参数以及观察执行设备的工作状态等，可通过驱动调控电路7实现该操作。所述调控电路7还连接有报警电路8，报警电路8连接有报警器10，报警器10可为声光报警器，其具体型号为tgsg-07，当出现参数超限或设备故障时可进行声光报警，及时提醒技术人员进行处理。

所述行为监测平台包括远程监控装置和/或移动终端11，控制器5和调控电路7分别通过对应的无线传输模块与远程监控装置和/或移动终端11连接。技术人员可分别通过远程监控装置或移动终端11对控制器5和调控电路7发出控制指令，实现对猪舍环境参数查询和对猪群或猪只养殖过程中生长态势、异常环境和异常行为等参数进行实时监视、预警，以及能够远程控制执行机构工作等功能，提高生猪养殖过程的智能化管理水平。其中远程监控装置包括监控机12，监控机12的型号为ds-7808nb-k2/16p，所述监控机12通过rs232串口与对应的无线传输模块连接，控制器5和调控电路7分别通过对应的无线传输模块与监控机12连接。所述监控机12上设置有gprs模块13，gprs模块13通过对应的无线传输模块分别与控制器5和调控电路7连接，从而实现监控机12接收控制器5传递的信息以及可远程控制控制器5和调控电路7工作。

工作时，技术人员可分别通过显示器9、移动终端11或监控机12对控制器5和调控电路7发出指令，控制器5接收到指令后将控制移动监测装置工作，即控制移动底盘14在巡检轨道1内移动，同时控制全景相机20和环境检测传感器组ⅰ21对猪舍环境和猪只生长情况等进行全面观察，若发现某猪舍出现异常情况，射频读卡器ⅰ4通过射频技术识别对应猪舍的rfid标签2，从而对待检测猪舍进行定位，控制器5接收到定位信息后将控制移动底盘14到达待检测猪舍，而后控制器5控制移动底盘14停止移动，同时控制限位开关打开，使移动底盘14安全停靠在待检测猪舍上方；此时控制器5将驱动调节机构转动以便调整监测位置和角度，通过特征监测装置24和环境检测传感器组ⅱ25对猪舍环境和猪只生长情况等进行详细观察，具体为通过环境检测传感器ⅱ25对待检测猪舍的环境做进一步地检测，并通过高清工业相机29、智能耳标30、射频读卡器ⅱ31和音频传感器对猪只的体特征进行信息采集，并将采集信息传递给控制器5，由控制器5通过对应的无线传输模块反馈至显示器9、移动终端11或监控机12，养殖专家和饲养技术人员通过显示器9、移动终端11或监控机12对接收到的信息进行查看并根据相关经验对异常情况进行综合分析与诊断，确定生猪健康/疫情状况变化规律，为饲养人员及早发现生猪养殖过程中的异常状况和科学决策提供科学依据。同时，技术人员可通过环境检测传感器组ⅰ21和环境检测传感器ⅱ25所检测到的信息对猪舍环境进行监测，若环境参数在设定范围内，调控电路7将维持执行设备的当前状态；若环境参数不在设定范围内，技术人员可通过显示器9、移动终端11或监控机12对调控电路7发出指令，对相应执行设备进行启/停控制，确保为生猪生长提供适宜的生活环境。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。