一种畜禽养殖场多功能移动平台的制作方法

本发明属于自动化养殖技术领域，具体涉及一种一种畜禽养殖场多功能移动平台。

背景技术：

在猪、鸡、牛等畜禽的养殖场中，养殖场内环境因子分布不均匀，而畜禽的呼吸与排便会不断产生有害的环境因子，有害气体会对畜禽的生长造成有害影响，因此需要对畜禽养殖场不同水平位置和不同高度位置的环境因子进行全区域检测。近年来，口蹄疫与非洲猪瘟等疾病较为频发，造成养殖业的较大损失，而畜禽发病前后通常会有体温、体表和行为状态的异常，因此可以通过移动平台随时监控畜禽体温、体表和行为状态来及时发现畜禽染病和发病情况。同时，畜禽养殖场内物料及病死畜禽单纯依赖人力搬运、转移不方便，养殖场内也需要配置运物小车。

现有技术中常采用在养殖场内部固定点设置传感器、摄像头装置来监控养殖场内的空气、温湿度、畜禽的行为等情况，如授权公告号为cn207424611u的中国专利公开了一种养殖场智能监控系统，它包括云服务器、智能终端、路由模块、控制终端、摄像头、数据采集器、温湿度传感器、co2传感器、氨气浓度传感器、硫化氢浓度传感器、风机、湿帘、加热器、除氨泵、风机驱动模块、湿帘驱动模块、加热器驱动模块、除氨泵驱动模块，它提供的现场环境信息有利于使用户随时随地对现场进行检测控制，采取相应措施使养殖场环境达到利于牲畜生长的条件，以避免因环境不良、细菌滋生而造成的牲畜家禽生病死亡，从而进一步减少了经济上的损失。

授权公告号为cn207456503u的中国专利公开了一种畜禽养殖环境监测系统，它的m×n个传感器组设置在畜禽养殖舍内的进风口和所述出风口之间，这样在不影响畜禽养殖正常工作的前提下自动不间断记录养殖舍内的温湿度、气流速度、二氧化碳浓度、氨气浓度、硫化氢浓度等环境参数。通过4g移动通信网络将采集的数据实时远程传输到后台云服务器，供生产人员浏览，使他们能够更加及时准确的掌握畜禽养殖的环境状况，同时降低监测成本。

以上现有技术在布置上比较死板，不能根据现实的情况灵活的改变位置以及传感器监测的高度，也不能监控动物健康状态，更不能应用于搬运。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种能全方位的对养殖场内任何三维坐标点的环境因子进行实时检测的移动平台，并对养殖场内畜禽健康状态进行监控，移动平台连接载物板后还可用于物料搬运和禽畜转移。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种畜禽养殖场多功能移动平台，包括移动平台，在移动平台上设有折叠伸缩装置，在折叠伸缩装置上设有集成环境因子传感器，折叠伸缩装置通过伸、缩运动可调整集成环境因子传感器的高度位置。

结合移动平台的移动，使集成环境因子传感器可以运动到养殖场范围内任何三维坐标点，进而实现全区域环境因子的机动检测。

上述折叠伸缩装置包括第一步进电机、随第一步进电机转动的轴、与轴相连的电机板、固定在电机板前端的第二步进电机、第二步进电机通过安装在其上的齿轮带动的齿条、齿条与导轨连接、导轨在滑块上运动。

上述粉尘传感器包括pm2.5和/或pm10粉尘传感器，气体浓度传感器包括co2气体浓度传感器、nh3气体浓度传感器、h2s气体浓度传感器、温度传感器以及湿度传感器其中的一种或多种。

还包括禽畜健康监测装置，禽畜健康监测装置包括第一舵机、随第一舵机转动的舵机云台、安装在舵机云台上的第二舵机、随第二舵机转动的舵机架、以及固定在舵机架顶部的图像传输模块与非接触式红外测温模块。

在移动平台上设有型材支架，型材支架与载物板为可拆卸式连接，载物板包括拖物斜板，以及与拖物斜板通过一定范围角码连接的载物平板和安装在载物平板前部的电动绞盘。

上述在移动平台下端设有轮，轮包括从动轮和驱动轮，通过主控制器控制轮的前进、后退、转向；移动平台上设有电池层，电池层安放有蓄电池，电池层上方设有传感器层，传感器层上放置有电源开关、折叠伸缩装置、禽畜健康监测装置、主控制器、通信模块与uwb定位传感器。

上述通信模块为wifi模块，主控制器通过wifi模块将数据传送给用户端，用户端可将数据上传至云端服务器，副控制器用于接收集各传感器数据，wifi模块可将副控制器的数据上传至用户端。

上述集成环境因子传感器还包括uwb定位基站，以及为副控制器和上述传感器供电的电池，uwb定位基站与uwb定位传感器构成uwb定位系统。

上述uwb定位系统和超声波模块3通过串口与主控制器10通信，图像传输模块通过自身wifi模块与接收装置通信，接收装置通过usb与用户端通信，用户端可实时监控养殖场内畜禽状况，用户端可将视频传送至云端服务器。

本发明的有益效果是：

1、本发明可以根据远端遥控或者根据给定路径在养殖场内自动巡检，节省了人力资源。

2、本发明采用在重点监测节点固定安装集成环境因子传感器与利用移动平台上的集成环境因子传感器进行巡检相结合的方法来对养殖场环境因子进行全区域检测，移动平台上的uwb定位传感器获取与在重点监测节点固定安装的集成环境因子传感器上的uwb定位基站相对位置后，主控制器即可获得移动平台的精确水平位置，折叠伸缩装置通过控制步进电机步数确定集成环境因子传感器高度，系统可实时获取三维坐标点上的环境因子动态信息，与传统的采用设点安装传感器的方法相比大大减少了传感器数量，降低了成本，并且可全范围内任意位置和高度采集环境因子数据。

3、本发明通过wifi模块将非接触式红外测温模块测得的禽畜体温信息与禽畜体表状况和运动状况图像数据实时上传给用户端，便于用户实时远程监测畜禽体温、体表与行为状态，可用于及时发现畜禽状况异常或感染疾病情况，减少养殖业损失。

4、本发明设计了易于装卸的载物板，安装载物板后，可以利用载物板上的电动绞盘将物体或禽畜通过拖物斜板拉上载物平板，实现物资搬运与畜禽转移，搬运重量可达250kg。

附图说明

图1为移动平台整体图；

图2为移动平台电池层的俯视图；

图3为移动平台传感器层的俯视图；

图4为集成环境因子传感器的俯视图；

图5为集成环境因子传感器的正视图；

图6为折叠伸缩装置的正视图；

图7为禽畜健康监测装置的正视图；

图8为集成环境因子传感器工作时的正视图；

图9为禽畜健康监测装置工作时的正视图；

图10为载物板的斜视图。

具体实施方式

如图1至图10所示，一种畜禽养殖场多功能移动平台，包括移动平台1、设置在移动平台1四周的超声波模块3以及载物板14，还包括集成环境因子传感器2，集成环境因子传感器2与副控制器34输入端连接，副控制器34通信端与通信模块连接，通信模块与服务器交互连接。

它还包括折叠伸缩装置8，在折叠伸缩装置8上设有集成环境因子传感器，折叠伸缩装置8通过伸、缩运动可调整集成环境因子传感器的高度位置。

所述折叠伸缩装置8包括第一步进电机21、随第一步进电机21转动的轴22、与轴22相连的电机板23、固定在电机板23前端的第二步进电机24、第二步进电机24通过安装在其上的齿轮带动的齿条25、齿条25与导轨26连接、导轨26在滑块27上运动。

集成环境因子传感器包括粉尘传感器15、co2气体浓度传感器16、nh3气体浓度传感器17、h2s气体浓度传感器18、温度传感器19以及湿度传感器20中的一种或多种，所有传感器均设计为可拔插式，方便取舍和更换。

它还包括禽畜健康监测装置9，禽畜健康监测装置9包括第一舵机28、随第一舵机28转动的舵机云台29、安装在舵机云台29上的第二舵机30、随第二舵机30转动的舵机架31、以及固定在舵机架31顶部的图像传输模块32与非接触式红外测温模块33。

在移动平台1上设有型材支架13，型材支架13与载物板14为可拆卸式连接，载物板14包括拖物斜板38，以及与拖物斜板38通过一定范围角码连接的载物平板39和安装在载物平板39前部的电动绞盘40。

所述在移动平台1下端设有轮，轮包括从动轮5和驱动轮4，通过主控制器10控制轮的前进、后退、转向；移动平台1上设有电池层，电池层安放有蓄电池6，电池层上方设有传感器层，传感器层上放置有电源开关7、折叠伸缩装置8、禽畜健康监测装置9、主控制器10、wifi模块11与uwb定位传感器12。

所述通信模块为wifi模块11，主控制器10通过wifi模块11将数据传送给用户端，用户端可将数据上传至云端服务器，副控制器34用于接收集成环境因子传感器2数据，wifi模块11可将副控制器34的数据上传至用户端。

所述集成环境因子传感器2还包括uwb定位基站35，以及为副控制器34和上述传感器供电的电池36,uwb定位基站35与uwb定位传感器12构成uwb定位系统。

所述uwb定位系统和超声波模块3以及非接触式红外测温模块33通过串口与主控制器10通信，主控制器10通过wifi模块11将数据传送给用户端，图像传输模块32通过自身wifi模块与接收装置通信，接收装置通过usb与用户端通信，用户端可实时监控养殖场内畜禽状况，用户端可将各传感器采集的数据和图像信息传送至云端服务器。

可选的，超声波模块3可选型号为hc-sr04us-100us-015的超声波模块，主控制器或副控制器可选型号为stm32f103t8u6的微型控制器，通信模块可选型号为tc35的远距离传输通信芯片，服务器可选型号为thinksystemst558的服务器，第一步进电机以及第二步进电机可选型号为42bygh34的步进电机，粉尘传感器可选型号为gp2y1014au的粉尘传感器，co2气体浓度传感器16可选的型号为二氧化碳气体浓度传感器，nh3气体浓度传感器可选型号为modbus-rs485输出氨气浓度气敏度为4-20ma的nh3气体浓度传感器，h2s气体浓度传感器可选的型号为mq-135，温度传感器可选的型号为ds18b20，湿度传感器可选的型号为cws13；图像传输模块32包括摄像头，红外测温模块33可选型号为mq1000a的4-20ma-rs485的红外温度传感器；wifi模块包括型号为esp8266的wifi无线收发模块，uwb定位传感器12可选型号为dw1000uwb定位芯片。

采用上述结构，具体使用时，其过程如下。

1)移动平台1自主循迹过程如下：

用户实现给移动平台规划路径后，移动平台通过uwb定位系统获取当前坐标及循迹方向，在循迹过程中若超声波检测到障碍物则自行避障，重新规划路径。在循迹过程中，折叠伸缩装置的第一步进电机转动，使电机板随轴转动至与传感器层垂直，而后第二步进电机带动齿轮转动使齿条和导轨上升至指定高度。

2)遥控移动平台1行走过程如下：

用户通过wifi发送信号给wifi模块11，wifi模块11将信号传递给主控制器10，主控制器10输出pwm波控制电机，使移动平台1移动到指定位置；第一步进电机21转动，电机板23随轴22转动到与传感器层垂直，第二步进电机24带动齿轮转动使齿条25和导轨26上升至指定高度。

3)集成环境因子传感器2气体监测过程如下：

pm2.5和/或pm10粉尘传感器15、co2气体浓度传感器16、nh3气体浓度传感器17、h2s气体浓度传感器18、温度传感器19与湿度传感器20轮流通过串口传输数据给副控制器34，副控制器34通过wifi模块11将数据传送给用户端，用户端与可将数据上传至云端服务器。实现了用户端的实时监控与数据云端的存储。

4)移动平台1监控养殖场内畜禽状况过程如下：

当使用禽畜健康监测装置9时，第二舵机30转动带着舵机架31升高至与传感器层垂直，若要改变监测角度，用户发送信号给wifi模块11，wifi模块11收到数据后传输给主控制器10，主控制器10输出pwm波驱使第一舵机28转动，舵机云台29随第一舵机28转动使禽畜健康监测装置33改变监测角度。非接触式红外测温模块33通过串口与主控制器10通信，主控制器10通过wifi模块11将数据传送给用户端，图像传输模块32通过自身wifi模块与接收装置通信，接收装置通过usb与用户端通信，用户端可实时监控养殖场内畜禽状况，用户端可将视频传送至云端服务器。

5)移动平台1搬运病禽或死禽过程如下：

将载物平板39安装在移动平台1的型材支架13上，将拖物斜板38固定在载物平板39后端，电动绞盘40安装在载物平板39前部。将电动绞盘40的钩子钩在物料或病死禽畜身上，电动绞盘40转动，物料或病死禽畜经过拖物斜板38移动至载物平板39上并固定好，移动平台根据指令运动到指定位置。