一种智慧养猪监控系统的制作方法

1.本发明涉及养殖技术领域，尤其涉及一种智慧养猪监控系统。


背景技术：

2.养猪业是我国农业中的重要产业，对保障肉食品安全供应有重要作用，我国养猪业正由传统养猪业向现代养猪业转变，无论是养殖模式、区域布局还是生产方式、生产能力都在发生显著变化。未来的养猪发展方向主要在“适度规模养殖”、“智能猪业”、“动物福利”、“低碳排放”等4个方面。
3.猪舍是开展养猪生产必要的物质基础条件。猪舍环境的科学合理性直接影响猪群的正常生长和生产，与猪群疾病控制、污染防治等密切相关，直接关系到养猪生产的经济效益。
4.目前，现有的猪舍环境监控系统普遍采用空气和温湿度检测的方式进行猪舍环境的监控，而传感器的布置方式均为固定的，普遍存在功能单一、监测范围固定、后期维护困难等缺陷。现有养猪场管理不规范，不能简化养殖人员的操作。


技术实现要素：

5.本发明旨在利用先进的数字化技术，实现猪场养殖的规范化、透明化、信息化管理。
6.本发明提供了如下技术方案：
7.一种智慧养猪监控系统，包括：数据采集与监控系统，云平台；所述数据采集与监控系统包括数据采集模块、通讯模块和人机界面；
8.所述数据采集模块用于采集猪场的视频监控数据、环境数据、能耗数据以及设备状态信息数据的信息，并触发所述数据解析模块进行相应的操作；
9.所述人机界面用于显示所述云平台处理后的信息；
10.所述通讯模块用于与猪场设备以及云平台通讯；
11.所述云平台用于接收所述通讯模块发送的信息，对其进行处理，并将处理后的信息发送至所述人机界面进行显示。
12.优选地，所述云平台包括数据解析模块和数据处理模块；
13.所述数据解析模块用于对所述猪场信息的具体内容进行解析和分类操作；
14.所述数据处理模块用于响应所述数据解析模块的操作，进行所述猪场信息的更新与预警；所述数据处理模块包括数据监测模块、预警模块和界面更新模块，所述数据监测模块用于对所述数据解析模块分类好的猪场信息进行监测，当所述猪场消息发生改变或出现异常时，触发所述预警模块进行相应的操作；所述预警模块响应于所述数据监测模块的监测消息，触发所述界面更新模块进行相对应的操作；所述界面更新模块用于进行界面更新操作和界面跳转操作，并将处理后的消息发送至所述人机界面进行显示。
15.优选地，所述界面更新模块的操作方法包括：对所述猪场消息进行处理，将设备状
态信息数据转换为gis地图数据，形成猪场分布态势图，并根据实时数据进行更新；将所述环境数据和能耗数据进行统计转换为图表数据，并根据实时数据进行更新；将预警信息和消息提示以消息列表显示，并根据实时数据进行更新。
16.优选地，所述人机界面将采集到的设备状态、环境数据、能耗数据以及视频监控信息按照工作单元进行显示；
17.优选地，所述人机界面通过颜色变化和文字说明反映实时的设备状态；
18.优选地，所述人机界面设有报警模块，用于根据实时的环境数据、能耗数据及报警规则进行报警提醒。
19.优选地，所述数据采集模块采集的信息包括以下设备的信息：环境控制仪，和/或，液态料控系统，和/或，洗消设备，和/或，刮粪机，和/或，智能水表，和/或，智能电表，和/或，监控摄像头，和/或，通风设备。
20.优选地，所述人机界面按照所述设备的现场布局和网络连接，展示设备的布局和设备连接图，并实时显示设备状态和视频监控信息。
21.优选地，所述环境数据包括温度，和/或，湿度，和/或，氨气浓度，和/或，二氧化碳浓度，和/或，风机转速，和/或，通风柱开度；
22.优选地，所述能耗数据包括用电量，和/或，用水量，和/或，饲料消耗量，和/或，三相电压，和/或，三相电流，和/或，功率因数和流量数据；
23.优选地，所述设备状态包括设备位置信息、设备工作、设备停止、设备故障和设备维护的状态。
24.优选地，所述数据采集与监控系统和猪场设备、云平台之间通过有线网络或无线网络进行通信；所述无线网络包括nb
‑
iot技术、zigbee技术、z
‑
wave技术、wibree技术或enocean技术。
25.优选地，所述人机界面包括智慧屏，和/或，计算机，和/或，手机，和/或，平板电脑；用户可通过所述人机界面实时查看采集到的设备状态、环境数据、能耗数据以及视频监控信息。
26.优选地，所述人机界面设有总控平台模块、设备管理模块、设备巡检管理模块和用户登录模块；
27.所述总控平台模块用于对系统工作状态进行实时监控；
28.所述设备管理模块用于对猪场设备的使用数据进行实时监控；
29.所述设备巡检管理模块用于对猪场设备状态消息进行实时监控；
30.所述用户登录模块用于进行人机交互。
31.优选地，本发明的一种智慧养猪监控系统，还包括云平台app，用户通过所述云平台app查询储存在mindsphere云平台的数据。
32.本发明可至少取得如下有益效果之一：
33.1、本发明利用数据采集与监控系统，完成猪场关键设备关键数据的自动采集和处理，实现示范猪场的透明化、信息化管理；同时实现对猪舍环境的视频监控信息采集，实现猪舍信息的可视化；最终建立一个全面集成、先进稳定的数据采集与监控系统，实现上层管理和猪场现场的信息贯通，形成规范化和统一的企业生产过程数据。
34.2、本发明实现了主要控制设备的可视化监控，显示设备位置布局图，反映设备的
实时状态，通过人机界面可随时掌握猪场信息，可以及时的发现猪场的异常，节约了产品/设备的后期维护、巡检和运维成本，从而减少损失。
35.3、本发明可实时监控猪场的能耗数据，为企业节能减排提供数据基础；还可实时监控猪场的环境数据，维持猪场良好的生活环境，保证了猪只的健康状况。
36.4、本发明利用云平台统一存储、管理猪场数据，为未来边缘计算、大数据分析奠定基础，建设智能化养殖场。
附图说明
37.图1为本发明优选实施例的一种基于物联网的智慧养猪系统的系统结构图；
38.图2为本发明优选实施例的数据采集与监控系统的监控效果预览图；
39.图3为本发明优选实施例的液态料控系统监控效果预览图；
40.图4为本发明优选实施例的智慧养猪系统的监控效果总览图；
41.图5为本发明优选实施例的能耗数据监测效果示意图；
42.图6为本发明优选实施例的不同栏舍温度数据对比图；
43.图7为本发明优选实施例的栏舍排序算法示意图；
44.图8为本发明优选实施例的栏舍导航排序算法示意图；
45.图9为本发明优选实施例的环控数据监测示意图；
46.图10为本发明优选实施例的刮粪设备监控效果示意图；
47.图11为本发明优选实施例的设备维护监控效果示意图；
48.图12为本发明优选实施例的栏舍生产数据监测示意图；
49.图13为本发明优选实施例的一种基于物联网的智慧养猪系统的应用原理图。
具体实施方式
50.下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的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。
51.如图1～13所示，本发明的优选实施例，一种智慧养猪监控系统，包括：数据采集与监控系统，云平台；数据采集与监控系统包括数据采集模块、通讯模块和人机界面；
52.数据采集模块用于采集猪场的视频监控数据、环境数据、能耗数据以及设备状态信息数据的信息，并触发数据解析模块进行相应的操作；
53.人机界面用于显示云平台处理后的信息；
54.通讯模块用于与猪场设备以及云平台通讯；
55.云平台用于接收通讯模块发送的信息，对其进行处理，并将处理后的信息发送至人机界面进行显示。
56.本发明利用数据采集与监控系统，完成猪场关键设备关键数据的自动采集和处理，实现示范猪场的透明化、信息化管理；同时实现对猪舍环境的视频监控信息采集，实现猪舍信息的可视化；最终建立一个全面集成、先进稳定的数据采集与监控系统，实现上层管理和猪场现场的信息贯通，形成规范化和统一的企业生产过程数据。利用云平台统一存储、
管理猪场数据，为未来边缘计算、大数据分析奠定基础，建设智能化养殖场。
57.其中，云平台为mindsphere云平台。mindsphere是基于云的开放式物联网操作系统，能够简单、高效、经济地把工业现场设备数据数据采集上来，可以实现现场的数据采集，安全的数据传输，云端的存储。
58.作为本发明的优选实施例，云平台包括数据解析模块和数据处理模块；
59.数据解析模块用于对猪场信息的具体内容进行解析和分类操作；
60.数据处理模块用于响应数据解析模块的操作，进行猪场信息的更新与预警；数据处理模块包括数据监测模块、预警模块和界面更新模块，数据监测模块用于对数据解析模块分类好的猪场信息进行监测，当猪场消息发生改变或出现异常时，触发预警模块进行相应的操作；预警模块响应于数据监测模块的监测消息，触发界面更新模块进行相对应的操作；界面更新模块用于进行界面更新操作和界面跳转操作，并将处理后的消息发送至人机界面进行显示。
61.其中，界面更新模块的操作方法包括：对猪场消息进行处理，将设备状态信息数据转换为gis地图数据，形成猪场分布态势图，并根据实时数据进行更新；将环境数据和能耗数据进行统计转换为图表数据，并根据实时数据进行更新；将预警信息和消息提示以消息列表显示，并根据实时数据进行更新。
62.作为本发明的优选实施例，人机界面将采集到的设备状态、环境数据、能耗数据以及视频监控信息按照工作单元进行显示；
63.作为本发明的优选实施例，人机界面通过颜色变化和文字说明反映实时的设备状态；
64.作为本发明的优选实施例，人机界面设有报警模块，用于根据实时的环境数据、能耗数据及报警规则进行报警提醒。
65.作为本发明的优选实施例，云平台将处理后的数据以报表形式输出，操作人员可在人机界面进行查询。对于能耗数据，例如饲料消耗数据、用电量、用水量、流量等，可根据用户的需要生产日报表、月报表供用户查询。如图5所示。
66.作为本发明的优选实施例，人机界面将采集到的设备状态、环境数据、能耗数据以及视频监控信息按照工作单元进行显示，通过分类树控件显示，点击某个工作单元则弹跳进入数据信息查看。例如，可以按照猪舍的分类，每个猪舍的实时信息在同一界面显示。如图6、图7、图8、图9所示。
67.作为本发明的优选实施例，人机界面通过颜色变化和文字说明反映实时的设备状态。例如，数据采集设备处于正常工作中，则显示绿色，停止则显示黄色，发生故障则显示红色，并分别用文字“正常”“停止”“故障”表示。如图11所示。
68.作为本发明的优选实施例，人机界面设有报警模块，根据实时的环境数据、能耗数据及报警规则进行报警提醒。系统自带报警功能，可以及时的发现猪场的异常，从而减少损失。
69.作为本发明的优选实施例，人机界面按照数据采集设备的现场布局和网络连接，展示数据采集设备的布局和设备连接图，并实时显示数据采集设备状态和视频监控信息。如图2所示。
70.本发明实现了主要控制设备的可视化监控，显示设备位置平面布局图，并通过颜
色变化和文字说明反映设备的实时状态，通过可随时掌握猪场信息。系统自带预警功能，可以及时的发现猪群的异常，从而减少损失。
71.作为本发明的优选实施例，猪场包括若干配种妊娠猪舍、若干分勉保育猪舍和若干育肥猪舍。将猪只根据不同时期分类，以此进行生长环境监测，便于集中化管理，提升养殖效率。
72.作为本发明的优选实施例，数据采集模块采集的信息包括以下设备的信息：环境控制仪，和/或，液态料控系统，和/或，洗消设备，和/或，刮粪机，和/或，智能水表，和/或，智能电表，和/或，监控摄像头，和/或，通风设备。
73.其中，环境控制仪、液态料控系统、洗消设备、智能水表、智能电表和通风设备均可通过rs485接口模块与云平台进行数据交互；监控摄像头通过以太网以onvif 2.0协议与云平台进行数据交互。采集到的和处理分析后的所有数据以api形式写入云平台，形成数据库。
74.作为本发明的优选实施例，数据采集设备采集的数据包括环境数据，和/或，能耗数据，和/或，设备状态；其中：
75.环境数据包括温度，和/或，湿度，和/或，氨气浓度，和/或，二氧化碳浓度，和/或，风机转速，和/或，通风柱开度；
76.能耗数据包括用电量，和/或，用水量，和/或，饲料消耗量，和/或，三相电压，和/或，三相电流，和/或，功率因数和流量数据；
77.设备状态包括设备位置信息、设备工作、设备停止、设备故障和设备维护的状态。其中，通风设备的状态包括风机和通风柱的工作、停止和故障。
78.其中，温度，和/或，湿度，和/或，氨气浓度，和/或，二氧化碳浓度的数据由环境控制仪采集。
79.饲料消耗量的数据采集包括采集液态料控系统的料位信号、每次饲喂的称重数据，并且从中得出每日饲料消耗量、以及累积的饲料总消耗量。
80.作为本发明的优选实施例，数据采集模块采集的设备信息还包括猪场办公区域的设备信息，如办公用计算机，打印机等。
81.本发明可实时监控猪场的能耗数据，为企业节能减排提供数据基础；还可实时监控猪场的环境并根据现场环境数据进行相应的调整，维持猪场良好的生活环境，保证了猪只的健康状况。
82.本发明系统可根据采集到的温度和湿度，对环境的温度和湿度进行调整(制冷或制热，干燥或加湿)，控制在预设的温度和湿度范围内；根据采集到的氨气浓度和二氧化碳浓度，调整风机转速和通风柱开度，控制气体浓度在预设的浓度范围之内。猪场环境处于设定的状态，保证猪只的健康成长。
83.作为本发明的优选实施例，数据采集与监控系统和猪场设备、mindsphere云平台之间通过有线网络连接或无线网络连接进行通信。
84.其中，数据采集与监控系统和猪场设备之间可以通过nb
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iot技术、zigbee技术、z
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wave技术、wibree技术或enocean技术，以http协议或mqtt协议进行无线网络通信；数据采集与监控系统通过以太网以s7协议与mindsphere云平台进行数据通信。
85.作为本发明的优选实施例，mindsphere云平台用于存储的数据库可以为mysql、
mangodb或redis。
86.作为本发明的优选实施例，人机界面包括智慧屏，和/或，计算机，和/或，手机，和/或，平板电脑；用户可通过人机界面实时查看采集到的设备状态、环境数据、能耗数据以及视频监控信息。
87.作为本发明的优选实施例，人机界面设有总控平台模块、设备管理模块、设备巡检管理模块和用户登录模块。
88.其中，总控平台模块用于对系统工作状态进行实时监控，具有以下功能：
89.可显示猪场设备列表，通过分类树控件进行列表显示，通过列表操作，点击某个设备可对设备状态信息实时监控显示，以及查阅该设备的管理数据，包括生命周期、设备信息详情数据和历史数据统计；
90.系统异常报警提示，日志列表展示，可标注猪场设备的编号、位置、异常状态、发生异常的时间和异常类型；
91.显示设备空间地图，在百度地图、高德地图或猪场空间图上显示猪场设施态势图，包括猪场设备的gps位置和异常状态等，并且显示猪场设备的统计数据，包括设备总数、在线设备数量、离线设备数量和故障设备数量；
92.显示系统累计运行时间、累计监控设备数和累计有效预警次数；
93.对于每个猪场设备，可显示设备信息、设备状态和设备异常记录，其中设备异常记录包括设备未处理或无需处理的历史异常记录。
94.其中，设备管理模块用于对猪场设备的使用数据及设备状态消息进行实时监控。首先显示设备列表，通过分类树控件显示，点击某个设备则弹跳进入设备管理信息界面；设备管理信息界面包括猪场设备的生命周期，历史数据和对生命周期、历史数据的数据统计；其中，历史数据包括历史的实时数据、在线数据和异常数据等。猪场设备的状态以图表形式展现，在人机界面上显示状态图表。显示设备异常记录列表，设备生命周期，设备状态和设备信息详情。
95.其中，用户登录模块用于进行人机交互。用户登录模块采用用户名+密码的形式进行身份验证，并且系统可对用户的类型进行判断，分厂家和客户两类用户，以对用户分配不同的使用权限。用户登录系统后，可实时查看以上猪场设备的状态信息，或对界面显示信息进行更改。
96.本发明的智慧养猪监控系统，实现了主要控制设备的可视化监控，显示设备位置布局图，反映设备的实时状态，通过人机界面实时反馈猪场信息，可随时掌握猪场信息，可以及时的发现猪场的异常，节约了产品/设备的后期维护、巡检和运维成本，从而减少损失。
97.作为本发明的优选实施例，本发明的一种智慧养猪监控系统，还包括云平台app，用户通过云平台app或通过网页访问云平台app，查询储存在mindsphere云平台的数据。连接在外网的终端设备也可以实时查看猪场信息，不受网络和地域限制，用户可随时掌握猪场信息。
98.最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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。