隨著社會(huì)的發(fā)展,粗放型養(yǎng)殖由于效益低、風(fēng)險(xiǎn)高、污染大,逐漸被現(xiàn)代化養(yǎng)殖取代?,F(xiàn)代化養(yǎng)殖管理,可以實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖智能化,打造全新的養(yǎng)殖管理理念,提升養(yǎng)殖場(chǎng)的產(chǎn)量與產(chǎn)值,讓養(yǎng)殖戶輕松成為一個(gè)十分給力的“飼養(yǎng)專家”。
二、品高畜牧養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)概述
品高畜禽養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控控系統(tǒng)主要由上位機(jī)管理系統(tǒng)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)傳感器等部分組成。整套系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)的綜合監(jiān)控,包括室內(nèi)的溫度、濕度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、光照強(qiáng)度、壓力等,同時(shí)可對(duì)室內(nèi)的溫度、濕度、有害氣體濃度、光照度進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)控制,以營(yíng)造一個(gè)適于動(dòng)物生長(zhǎng)生活的良好環(huán)境,提高養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益。
二、畜牧養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理
基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的畜禽智能養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)利用無線傳輸技術(shù),圍繞設(shè)施化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)生產(chǎn)和管理環(huán)節(jié),通過無線傳感器在線采集養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境信息(二氧化碳、氨氣、硫化氫、空氣溫濕度等), 同時(shí)集成改造現(xiàn)有的養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境控制設(shè)備,實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖的智能生產(chǎn)與科學(xué)管理。養(yǎng)殖戶可以通過手機(jī)、PDA、計(jì)算機(jī)等信息終端,實(shí)時(shí)掌握養(yǎng)殖廠環(huán)境信息,及時(shí)獲取異常*警信息,并可以根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果,遠(yuǎn)程控制相應(yīng)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)健康養(yǎng)殖、節(jié)能降耗的目的。
三、畜牧養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的組成
畜牧養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要由五個(gè)子系統(tǒng)組成,分別是信息采集系統(tǒng)、視*監(jiān)控系統(tǒng)、無線傳輸系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)以及軟件平臺(tái)(管理中?)。
1、信息采集系統(tǒng)
二氧化碳、氨氣、硫化氫、空氣溫濕度、光照強(qiáng)度、氣壓、粉塵等各類傳感器,實(shí)時(shí)采集養(yǎng)殖舍內(nèi)的環(huán)境值。
2、視*監(jiān)控系統(tǒng)
可遠(yuǎn)程監(jiān)控各舍內(nèi)的視*圖像及環(huán)境變化情況,及時(shí)查看畜禽的成長(zhǎng)生活狀況(進(jìn)食、引水、排泄等),密切關(guān)注疫情的發(fā)生、防治。
采用計(jì)訊 DTU 通過GPRS/4G/3G等網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無線傳輸,將前端設(shè)備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)上傳至中?管理系統(tǒng)。
4、自動(dòng)控制系統(tǒng)
主要包括溫度控制,濕度控制,通風(fēng)控制,光照控制,噴淋控制以及定時(shí)或遠(yuǎn)程手動(dòng)限食,喂水,掏糞等。
5、軟件平臺(tái)
可通過電腦或手機(jī)等信息終端,遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)查看養(yǎng)殖舍內(nèi)的環(huán)境參數(shù),通過應(yīng)用平臺(tái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能,各類報(bào)*功能。
四、系統(tǒng)界面
通過綜合控制系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)如溫度、濕度、氣體濃度、光照度等參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制,同時(shí)提供手動(dòng)控制支持,通過手動(dòng)與自動(dòng)的結(jié)合,達(dá)到較理想的控制,為動(dòng)物營(yíng)造舒*、健康的生活環(huán)境,實(shí)現(xiàn)更好的經(jīng)濟(jì)效益。
1、牛舍內(nèi)溫濕度調(diào)節(jié),保證舒*的溫濕度環(huán)境。
通過室內(nèi)室外的溫度感器進(jìn)行室風(fēng)外對(duì)比,在炎熱夏季,當(dāng)舍內(nèi)溫度高于外界溫度時(shí),可啟動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行空氣交換,降低舍內(nèi)溫度,同樣當(dāng)舍內(nèi)濕度高開外界濕度且濕度較大時(shí),也可通風(fēng)排濕;在寒冬尤其是北方,需要對(duì)牛舍進(jìn)行保溫處理,適當(dāng)時(shí)進(jìn)行送暖(如太陽(yáng)能、電熱爐、鍋爐供暖)等。
2、通風(fēng)換氣,保持舍內(nèi)空氣清新。
充足的光照時(shí)間是保證牛健康、快速成長(zhǎng),高*產(chǎn)奶的一個(gè)重要因素,對(duì)于陰天牛舍內(nèi)光線陰暗或冬季日照時(shí)間不足的情況,適當(dāng)增加輔助照明,彌補(bǔ)天氣、季節(jié)因素光照度的不足。通過自動(dòng)控制系統(tǒng)中的照度自動(dòng)調(diào)節(jié)功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)牛舍內(nèi)照度的自由調(diào)節(jié)。
3、牛舍內(nèi)壓力的監(jiān)測(cè)。
由于某些時(shí)候通風(fēng)性差等原因,有可能造成牛舍內(nèi)壓力與外界存在差異,不利于內(nèi)外氣體流通,這也是舍內(nèi)有害氣體濃度過高的一個(gè)因素。當(dāng)出現(xiàn)內(nèi)外壓差時(shí),應(yīng)啟動(dòng)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行通風(fēng)換氣等以保證空氣流通。
4、
牛舍視頻監(jiān)控,隨時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng),實(shí)況提高監(jiān)管效率。
對(duì)于有條件的牛舍可安裝視頻監(jiān)控,以便隨進(jìn)查看牛舍內(nèi)的情況,減少人工現(xiàn)場(chǎng) 巡查次數(shù),提高生產(chǎn)效率?,F(xiàn)在安裝視頻監(jiān)控的投入已很少了,從科學(xué)養(yǎng)殖、提高養(yǎng)殖管理水平,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化養(yǎng)殖的角度來看,視頻監(jiān)控是現(xiàn)代化養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展必然趨勢(shì)。
5、綜合的軟件監(jiān)測(cè)平臺(tái)
為管理人員提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),為及時(shí)做出相關(guān)養(yǎng)殖調(diào)整和制定新的規(guī)劃方案提供數(shù)據(jù)支持。
五、云平臺(tái)
1、提供實(shí)時(shí)供每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫濕度、氨氣、硫化氯、二氧化碳濃度、光照度、大氣壓力。
2、提供歷史數(shù)據(jù)查詢,支持過去任一時(shí)段的數(shù)據(jù)查詢,對(duì)一些突發(fā)事件提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
3、提供歷史曲查看,通過對(duì)過去某一時(shí)段的變化趨勢(shì)觀察,可以總結(jié)出相應(yīng)的變化規(guī)律,從中可以總結(jié)出一些寶貴經(jīng)驗(yàn)。
4、提供實(shí)時(shí)報(bào)警功能,當(dāng)監(jiān)測(cè)到的任一個(gè)參數(shù)達(dá)到報(bào)警條件時(shí),監(jiān)測(cè)軟件會(huì)提供聲音和相應(yīng)數(shù)值閃爍報(bào)警,為相關(guān)管理人員提供報(bào)警提示。
5、數(shù)據(jù)自動(dòng)儲(chǔ),支持以Excel格式存儲(chǔ),可長(zhǎng)期保存,方便日后查找和參考。
6、監(jiān)測(cè)軟件采用工業(yè)組態(tài)平臺(tái),具有性能穩(wěn)定、功能豐富、組態(tài)靈活,擴(kuò)展方便等諸多優(yōu)勢(shì)。如可以根據(jù)牛舍分布提供軟件界面,在界面上區(qū)分牛舍位置、布局、每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置等按照實(shí)際布局安排,實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)界面的生動(dòng)形象,同時(shí)也為實(shí)際監(jiān)測(cè)提供方便。
7、監(jiān)測(cè)軟件采用全中文操作,軟件安裝簡(jiǎn)單,由電腦自動(dòng)安裝即可完成,參數(shù)設(shè)置人性化,易于推廣與普及。
六、溯源系統(tǒng)
總體目標(biāo):
建立養(yǎng)殖產(chǎn)品供應(yīng)鏈中原料、加工、包裝、貯藏、運(yùn)輸、銷售等環(huán)節(jié)信息管理。傳遞和交換方案,使水產(chǎn)品具備質(zhì)量跟蹤追溯能力,確保產(chǎn)品質(zhì)量安*。
專家問答與專家?guī)煜到y(tǒng)
基于畜牧養(yǎng)殖信息分散在各個(gè)不同部門的現(xiàn)狀,通過建設(shè)畜牧養(yǎng)殖信息綜合服務(wù)平臺(tái)畜牧養(yǎng)殖文庫(kù),實(shí)現(xiàn)繁殖、培育、收獲科教等農(nóng)業(yè)檔信息的匯聚、分享和展示,解決了農(nóng)委現(xiàn)有系統(tǒng)中,各類信息系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立,信息分散,匯總能力弱等問題。
疫病監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)
動(dòng)物疫病在發(fā)生時(shí),往往由于發(fā)現(xiàn)不及時(shí)處理不得當(dāng)?shù)榷喾矫嬖?可能會(huì)造成動(dòng)物大面積死亡,為養(yǎng)殖戶帶來不可預(yù)估的難以挽回的損失。該疾病監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)包括新病情信息發(fā)布,病情癥狀說明,控制治療方式等多方面,使養(yǎng)殖戶能清晰的了解動(dòng)物疫病,處理疫病的同時(shí),為監(jiān)管人員提供可視化的疫病防范手段,在重大疫情發(fā)生時(shí),時(shí)間進(jìn)行處理, 減少損失,保障養(yǎng)殖戶利益。
八、系統(tǒng)的應(yīng)用范圍
畜禽養(yǎng)殖智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng),數(shù)據(jù)采集精確度高和傳輸穩(wěn)定性強(qiáng),無需布線或減少布線,輕松搭建,調(diào)試便捷,建設(shè)和維護(hù)成本低,非常適用于畜牧(牛、豬、羊、馬),家禽(鴿子、烏、雞、鴨、鵝、免、狗、貓、蜜蜂)等養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境監(jiān)控。
九、工程案例
寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所
山東省林業(yè)科學(xué)研究院
貴州師范學(xué)院
廣州市光機(jī)電技術(shù)研究院
中科院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所
山東濟(jì)南農(nóng)科院
新鄉(xiāng)農(nóng)科院
陜西農(nóng)科院
浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院
山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院
成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所
遼寧省水利水電科學(xué)研究院
合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院
河北省農(nóng)林旱作農(nóng)業(yè)研究所
中科院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所
中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)(中國(guó)農(nóng)科院)
惠州學(xué)院成人教育學(xué)院
湖北咸寧可所科研院所
西北高原生物研究所
北京電力研究
武漢植物園生物入侵課題組
北京服裝學(xué)院
河南省農(nóng)科院植保所
寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院
內(nèi)蒙古交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司
洛陽(yáng)農(nóng)科院
福州農(nóng)科院
四川農(nóng)科院園藝所
石家莊農(nóng)科院
華南理工大學(xué)電力學(xué)院
北京市農(nóng)林植物保護(hù)環(huán)境保護(hù)研究所
廣西水產(chǎn)科學(xué)研究院
阜陽(yáng)師范學(xué)院
北京市農(nóng)林
大學(xué)
中國(guó)氣象科學(xué)研究院
等等
九、配置清單
序號(hào) | 設(shè)備名稱 | 規(guī)格型號(hào) | 數(shù)量 | 單位 |
1 | 溫濕度傳感器(含接口模塊) | 1 | 臺(tái) | |
2 | 氨氣氣體變送器 | 1 | 臺(tái) | |
3 | 二氧化碳傳感器 | 1 | 臺(tái) | |
4 | 氣體壓力變送器 | 1 | 臺(tái) | |
5 | 采集模塊 | 1 | 臺(tái) | |
6 | 輸入輸出采集模塊 | 1 | 臺(tái) | |
7 | 斷電器 | 1 | 臺(tái) | |
8 | 電源供應(yīng)器 | 1 | 臺(tái) | |
9 | 管理監(jiān)控服務(wù)器 | 1 | 臺(tái) | |
10 | 畜禽養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng) | 1 | 套 | |
11 | 串口服務(wù)器 | 1 | 臺(tái) | |
12 | 聲光報(bào)警部分 | 1 | 臺(tái) | |
13 | 電話報(bào)警部分 | 1 | 臺(tái) | |
14 | 短信報(bào)警部分 | 1 | 臺(tái) |
十、主要技術(shù)參數(shù)
1.管理監(jiān)控服務(wù)器
產(chǎn)品型號(hào):
CPU:J1900
USB:4個(gè)USB口
IO通道:6DI 2 DO
硬盤:機(jī)械硬盤500G (可選配固態(tài)硬盤120G或240G)
以太網(wǎng)口:1個(gè)10/100/1000M以太網(wǎng)口
電源輸入:AC 220V
功耗:<80W
環(huán)境溫度:-10℃~50℃
環(huán)境濕度:10%~90%RH,無凝露
靜電防護(hù):接觸放電:±6KV;空氣放電:±8KV
EFT防護(hù):±2KV
長(zhǎng)×寬×高:440MM × 280MM × 44MM
內(nèi)存:1xSO-DIMM,DDR3 1333MHz Memory,4G(可選配8G)
串口:2個(gè)RS232,6個(gè)RS485串口
2.采集模塊
產(chǎn)品型號(hào):
隔離電壓:5000VRMS
輸入阻抗:3KΩ/0.5W
計(jì)數(shù)通道:8
輸入頻率:100 Hz
脈沖寬度:5 ms
觸點(diǎn)容量:(交流)250 V/3 A
觸點(diǎn)容量:(直流)30 V /3 A
接通時(shí)間(典型):3 ms
斷開時(shí)間(典型):1 ms
絕緣電阻:1000 MΩ(500VDC)
RS-485通訊接口(2線制)
輸入阻抗:3KΩ/0.5W
電源要求:+9V~+36VDC
功耗:1.9W/24VDC
械特性:ABS塑料外殼,標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌安裝
工作溫度:-10~70℃
存儲(chǔ)溫度:-25~85℃
濕度:5~95%,無結(jié)露
3.溫濕壓傳感器
供電電壓DC:7V-24V
工作電流:11mA(DC12V)
測(cè)量參數(shù):溫度、濕度、大氣壓
接線定義:
紅:電源正極
黑:電源負(fù)極
黃:溫度
綠:濕度
白:大氣壓
溫度:
溫度測(cè)量范圍:-40~60℃
輸出方式:電壓0-5V
換算方式:電壓值÷5×100-40
單位:℃
線色:黃
濕度:
濕度測(cè)量范圍:0-99%
輸出方式:電壓0-5V
換算方式:電壓值÷5×100
單位:%
線色:綠
大氣壓:
壓力測(cè)量范圍:0-200kPa
輸出方式:電壓0-5V
換算方式:電壓值÷5×200
單位:kPa
線色:白
4.氨氣氣體變送器
供電電源:10~30VDC
氨氣零點(diǎn)漂移:0~50ppm≤±2ppm
輸出信號(hào):RS485/4~20mA
工作溫度:-20~50℃
工作濕度:15~90%RH無冷凝
壓力范圍:90~110Kpa
穩(wěn)定性:≤2%信號(hào)值/月
分辨率:0~50ppm
5.二氧化碳傳感器
供電電源:12V-24V DC
耗電:<1. 15W (12VDC, 25℃)
溫度:-30-50°C (-20-40℃持續(xù))
電流:4-20mA
電壓輸出負(fù)載:≤250Ω
測(cè)量范圍:5000ppm/1%/3%/65%/99%可選
測(cè)量精度:±(50ppm+3%讀數(shù))(25℃)
6. 光照傳感器
測(cè)量范圍: 0~150kLux
精度: ±5%
分辨率:0.1kLux
功耗:<35mA
響應(yīng)時(shí)間:< 1 秒
穩(wěn)定時(shí)間:通電后1秒