养鸡场智能养殖喂食系统的制作方法

本发明涉及禽类智能养殖技术领域，尤其是一种养鸡场智能养殖喂食系统。

背景技术：

目前，养鸡场内喂食量的多少、温湿度的调节和光照的调节均通过人工控制，智能化程度低，不能实时监控。另一方面由于养殖人员的养殖水平有限，养殖员有时不能正确调节喂食量的多少、温湿度的值和光照的强弱等。喂食车均需要人工操作，有的需要人力推动，有些能够自动移动的喂食车多需要事先在地面上铺设轨道，对喂食车进行导向，不但浪费成本，凸出的轨道也成为了养鸡场内的障碍物。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中养鸡场自动化程度低、由于养殖员缺乏经验对养殖场内的设备调节不当而影响鸡的生长的问题，而研究设计一种能够实施监控养鸡场内的环境，且根据环境信号智能调节环境和喂食量的养鸡场智能养殖喂食系统。

本发明采用的技术方案是：

一种养鸡场智能养殖喂食系统，其特征在于，包括喂食车、沿鸡舍画出的导引轨迹线、分布在鸡舍内的无线传感网络节点和执行机构；所述喂食车上具有用来寻迹导航的红外传感器、无线传感网络中心节点和控制器；所述无线传感网络节点包括温度传感器、湿度传感器和光照传感器；所述执行机构包括调节温度的温控设备、调节湿度的湿度调节设备、调节光线强弱的调光灯和遮光帘；所述控制器包括专家系统，所述专家系统内具有养殖专家的知识经验、养殖方面的相关案例和网络相关养殖知识的知识库，所述喂食车通过红外传感器寻迹导引轨迹线移动，并给鸡舍供食，无线传感网络中心节点接收无线传感网络节点的检测到的温度、湿度、光照强度、噪音强度和排气扇电机转动速度的实时信号，并将采集到的实时信号送至专家系统中，专家系统经过推理机推理，提取专家系统知识库中的相关解决方案，并通过专家系统的翻译器翻译处理，得出智能决策结果，控制器根据决策结果控制执行机构完成现场环境信息的闭环调节。

进一步地，所述喂食车还包括车体底盘，设置在车体底盘上部的储料槽、设置在储料槽下部的输料绞龙、与输料绞龙输入端同轴连接的步进电机、设置在输料绞龙的输出端部的出料斗和设置在喂食车前部的超声波传感模块；所述超声波传感模块包括超声波发射器和超声波接收器。

进一步地，所述喂食车包括设置在喂食车前部的两个驱动轮和设置在喂食车后部的万向轮，每个所述驱动轮均同轴连接有一个减速电机，控制两个减速电机的转动速度不等，即实现喂食车的转弯。

进一步地，所述红外传感器为三个，左中右并列设置在喂食车的前部。

进一步地，所述专家系统包括人机交互界面，所述人机交互界面包括液晶显示屏和键盘，所述专家系统根据养鸡场内的温度、湿度、噪音、光照条件给出需要向鸡舍内添加饲料多少的信号给控制器，控制器根据此信号控制步进电机的转速以控制出喂食车的出料速度。

进一步地，所述无线传感网络节点还包括噪音检测传感器和用来检测排气扇电机转动速度的编码器；所述执行机构还包括降温除湿的排气扇。

更进一步地，所述控制器无线控制执行机构，所述执行机构通过无线传输将执行结果反馈给控制器的专家系统。

与现有技术相比，本发明显而易见地具有以下有益效果：

1、通过将养鸡场内的温度、湿度、噪音和光照强度信息无线传输给喂食车，喂食车上的专家系统根据这些信息给出智能决策，控制执行机构调节温度、湿度、光照强度和喂食车的出料速度，完全实现的养鸡场内的智能化、无人养殖，且避免了由于养殖员经验不足导致喂养或调节方法错误而影响鸡的成长。

2、通过红外传感器扫描画在地面上导引轨迹线对喂食车的运动轨迹进行导航，不需要事先在地面上铺设固定轨道，大大节省了成本，且减少了鸡舍内的障碍。

3、通过超声波传感模块检测障碍物，能够避免喂食车碰到障碍物而对喂食车造成损坏。

4、在每个驱动轮上分别安装一个减速电机，通过控制两个减速机的转速不同即可实现喂食车的自动转弯。

附图说明

图1是专家系统结构图；

图2是本发明实施例主视图；

图3是本发明实施例俯视图；

图4是本发明实施例仰视图；

图5是图1中A-A剖视图；

图6是养鸡场平面布置图；

图7是智能养殖系统的闭环调节示意图；

图8是基于无线网络的智能控制系统结构图。

图中，1、鸡舍，2、导引轨迹线，3、喂食车，31、车体底盘，32、储料槽，33、输料绞龙，34、步进电机，35、出料斗，36、驱动轮，37、减速电机，38、万向轮，4、无线传感网络节点，5、执行机构，51、温控设备，52、湿度调节设备，53、调光灯，54、遮光帘，55、排气扇，6、控制器，61、专家系统，62、液晶显示屏，63、键盘，7、无线传感网络中心节点，8、红外传感器，9、超声波传感模块，91、超声波发射器，92、超声波接收器，10、车载电池。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

首先对专家系统进行解释说明：专家系统(Expert System)是一种在特定领域内具有专家水平解决问题能力的程序系统。它能够有效地运用专家多年积累的有效经验和专门知识，通过模拟专家的思维过程，解决需要专家才能解决的问题。也就是说，专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题，简而言之，专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。

专家系统的基本工作流程是，用户通过人机界面回答系统的提问，推理机将用户输入的信息与知识库中各个规则的条件进行匹配，并把被匹配规则的结论存放到综合知识库中。最后，专家系统将得出最终结论呈现给用户。

专家系统的基本结构如图1所示，其中箭头方向为数据流动的方向。专家系统通常由人机交互界面、知识库、推理机、解释器、综合知识库、知识获取等6个部分构成。知识库用来存放专家提供的知识。专家系统的问题求解过程是通过知识库中的知识来模拟专家的思维方式的，因此，知识库是专家系统质量是否优越的关键所在，即知识库中知识的质量和数量决定着专家系统的质量水平。一般来说，专家系统中的知识库与专家系统程序是相互独立的，用户可以通过改变、完善知识库中的知识内容来提高专家系统的性能。

推理机针对当前问题的条件或已知信息，反复匹配知识库中的规则，获得新的结论，以得到问题求解结果。在这里，推理方式可以有正向和反向推理两种。正向推理是从前件匹配到结论，反向推理则先假设一个结论成立，看它的条件有没有得到满足。由此可见，推理机就如同专家解决问题的思维方式，知识库就是通过推理机来实现其价值的。

人机界面是系统与用户进行交流时的界面。通过该界面，用户输入基本信息、回答系统提出的相关问题，并输出推理结果及相关的解释等。

综合知识库专门用于存储推理过程中所需的原始数据、中间结果和最终结论，往往是作为暂时的存储区。解释器能够根据用户的提问，对结论、求解过程做出说明，因而使专家系统更具有人情味。

如图2-图8所示养鸡场智能养殖喂食系统，包括喂食车3、沿鸡舍1画出的导引轨迹线2、分布在鸡舍1内的无线传感网络节点4和执行机构5。

如图3-图6所示，喂食车3包括车体底盘31，设置在车体底盘31上部的储料槽32、设置在储料槽32下部的输料绞龙33、与输料绞龙33输入端同轴连接的步进电机34、设置在输料绞龙33的输出端部的出料斗35、设置在喂食车3前部下侧的红外传感器8、设置在喂食车3前部的超声波传感模块9、无线传感网络中心节点7、控制器6和车载电池10，所述红外传感器8为三个，左中右并列设置在车架的下侧，超声波传感模块9包括超声波发射器91和超声波接收器92。

喂食车3还包括设置在喂食车3前部的两个驱动轮36和设置在喂食车3后部的万向轮38，每个驱动轮36均同轴连接有一个减速电机37，控制两个减速电机37的转动速度不等，即实现喂食车3的转弯。

参见图2，无线传感网络节点4包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、噪音检测传感器和用来检测排气扇55转速的编码器；执行机构5包括调节温度的温控设备51、调节湿度的湿度调节设备52、降温除湿的排气扇55以及调节光线强弱的调光灯53和遮光帘54。

控制器6包括专家系统61，专家系统61内具有养殖专家的知识经验、养殖方面的相关案例和网络相关养殖知识的知识库，喂食车3通过红外传感器8寻迹黑色的导引轨迹线2移动，并给鸡舍1供食，无线传感网络中心节点7接收无线传感网络节点4的检测到的温度、湿度、光照强度、噪音强度和排气扇55电机转动速度的实时信号，并将采集到的实时信号送至专家系统61中，专家系统61经过推理机推理，提取专家系统61知识库中的相关解决方案，并通过专家系统61的翻译器翻译处理，得出智能决策结果，控制器6根据决策结果控制执行机构5完成现场环境信息的闭环调节。

控制器6无线控制执行机构5，执行机构5通过无线传输将执行结果反馈给控制器6的专家系统61。

具体地，温度传感器检测的养鸡场内的温度、湿度传感器检测的湿度、噪音检测传感器检测到的噪音、光照传感器检测到的光照强度以及编码器检测到的排气扇55的工作状况通过无线网络传送给位于喂食车3上的无线传感网络中心节点7，无线网络中心节点将这些信息发送给专家系统61，专家系统61经过推理机推理，提取专家系统61知识库中的相关解决方案，并通过专家系统61的翻译器翻译处理，得出智能决策结果，控制器6根据决策结果控制执行机构5完成现场环境信息的闭环调节。

专家系统61得出的决策结果还包括需要给鸡舍1添加的饲料量，专家系统61根据养鸡场内的温度、湿度、噪音、光照条件给出需要向鸡舍1内添加饲料多少的信号给控制器6，控制器6根据此信号控制步进电机34的转速以控制出喂食车3的出料速度。

专家系统61包括人机交互界面，人机交互界面包括液晶显示屏62和键盘63，喂食车3出料速度、养鸡场内的温度、湿度、噪声强度、光照强度等信息通过液晶显示屏62实时显示出来。键盘63包含系统的启动与停止按键、打料模式选择按键、翻页按键、复位按键、数字按键等。用户可通过键盘63自行设定三种打料模式：手动打料、自动打料、连续打料。手动打料模式：用户按下键盘63中的手动打料按键，装置开始打料，松开按键，系统停止打料。连续打料模式：用户按下键盘63中的连续打料按键，装置开始打料，要想停止打料，需再次按下按键。自动打料模式：在控制器6的控制下，小车按照预定喂食轨迹前进，边行进边打料，打料装置由步进电机34驱动。

智能喂食车3具有自主循迹避障功能，采用超声波避障算法和红外传感器8循迹算法进行实现，超声波传感器模块包括超声波发器、超声波接收器92，测距精度可达3mm。发射器发出超声波，如果前方有物体，则将声波反射回接收器中，从而判断前方有障碍物。可自动检测行进路线上的障碍物，并发出报警信号。养鸡场中布置有黑色的导引轨迹线2，喂食车3前部分别布置有左、中、右三个红外传感器8，通过循迹算法自动检测黑色的导引轨迹线2，智能喂食车3可按照养鸡场中布置的导引轨迹线2自动完成整个养鸡场的喂食任务。

上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。