物联网智能猪舍控制系统技术方案

一种物联网智能猪舍控制系统，包括中央控制单元、传感器单元、仪表单元、环境控制单元、电控养殖单元。系统通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一猪舍内的各种传感器，用于实时感测猪舍内环境参数，通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一猪舍内的猪舍环境调控设备，用以调控猪舍养殖环境；通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一个猪舍内的现场养殖设备，用于控制每一猪舍内电控养殖设备的开启、关闭；通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一个猪舍内的仪表，用以读取猪舍内现场养殖消耗数据；通过位于控制柜面板的触摸屏进行数据显示、人机交互和系统设置等。

Intelligent pig house control system for Internet of things

The intelligent pig house control system of the Internet of things includes the central control unit, the sensor unit, the instrument unit, the environment control unit and the electronic control culture unit. The system is connected to various sensors arranged on each pig by MODBUS bus and RS485 interface for real-time sensing of environmental parameters in piggery, connected to the environmental control equipment set on each pig by MODBUS bus and RS485 interface, to control the pig breeding environment; breeding equipment connected to the site in each set a pig by MODBUS bus and RS485 interface for electronic control in piggery breeding equipment each opening and closing; connected to the set in every pig instrument through the MODBUS bus and RS485 interface, used to read in piggery breeding site consumption data; data display, man-machine interaction and system settings by touch located in the control panel of the screen.

【技术实现步骤摘要】
物联网智能猪舍控制系统
本专利技术涉及一种物联网智能猪舍控制系统，特别涉及一种将猪舍现场养殖数据采集、猪舍环境调控和猪舍养殖设备集中统一控制管理结合起来的工业化、无人化养殖的物联网智能猪舍控制系统。
技术介绍
目前我国的规模化养猪企业在养殖过程中普遍存在着以下几个的问题：(1)我国目前规模化养猪企业普遍采用封闭型、养殖环境可调控的猪舍，也采用了像自动化饲喂供料系统、自动清粪系统、智能型环境调控设备等自动化养殖设备，但目前针对猪舍环境调控的技术和设备自动化控制大多仍是单点操作的、局部的应用，并不能将猪舍环境调控设备与养殖设备集中统一管理起来，生产设备管理分散，自动化水平总体不高；(2)生产现场的关键数据（如温度、湿度、能耗、水耗、饲料消耗等）的采集、传递、分析比对等一大部分工作仍需要人工进行，效率低下，同时针对异常情况反应滞后，安全管理、事故应对措施仍处于落后状态。基于此，很容易发生生产安全事件，如因人员疏忽或猪舍断电等应对不及时，造成舍内整圈猪闷死的事件时有发生,直接经济损失巨大；(3)日常生产过程容易受养殖人员素质、主观能动性、责任心、个人养殖经验和技术熟练程度等因素影响，不同人员对水、电、饲料等生产管控不同，消耗差别影响较大，造成能耗高、料肉比低等浪费现象；(4)传统养殖企业的生产模式决定了这些企业的人员结构是以一线生产人员高度密集的企业，为匹配集中养殖规模的扩大，按照传统模式，势必需要不断招聘大量的生产人员。但是养殖企业现在和未来普遍面临着人工成本高、管理难、招聘难（90后、00后人员不愿从事养猪行业）等诸多问题。以上这些问题都对养殖企业提出了更高的要求：日常生产尽可能摆脱对人的依赖，由机器代替人的日常工作，以提高生产效率、节约成本、减少管理复杂度。
技术实现思路
鉴于以上，有必要提供一种将猪舍现场养殖数据采集、猪舍环境调控和猪舍养殖设备集中统一控制管理结合起来的工业化、智慧化、无人化养殖的智能猪舍控制系统。采用工业化思维，利用现代工控技术、物联网技术、人机交互软件技术综合开发设计出一种物联网智能猪舍控制系统。在所述养殖厂区的每一个猪舍入口通道上都设置一个智能控制柜，以智能控制柜为中心，将舍内所有环境调控设备、电控养殖设备、数字化仪表及猪舍内外的多种传感器（温度、湿度、氨气、光照等传感器）全部通讯连接，组成一个舍内物联网；所述智能控制柜以可编程逻辑控制器为核心，建立运行猪舍内所有设备的自动化控制系统。根据猪舍内外的温度、湿度、氨气、光照等各种传感器实时感知猪舍内外的环境参数，系统自动执行相应的设备控制方案，智能动态地发出控制指令，驱动控制各个设备的开启、关闭及运行档位，使猪舍环境保持在目标控制范围内，从而实现猪舍内环境自动调控功能；同时根据系统预设的时间表自动地开启、关闭猪舍内的照明、饲喂供料、清粪电机等电控养殖设备的开关，实现养殖设备自动控制功能；控制柜同时连接猪舍内的智能电表、智能水表、供料塔称重仪表等数字化仪表，实时读取并保存猪舍内电、水、饲料等养殖现场消耗数据，从而实现养殖现场关键数据采集功能。猪舍智能控制柜具有依照预设参数独立运行管理控制猪舍设备的全自动运行模式，又具有按默认方案自动控制，同时又能接受控制柜人机界面触屏控制和来自上位机发出的外来指令运作的半自动运行模式。全自动运行模式下可以实现一个猪舍内部设备独立的自动化控制管理工作，半自动运行模式下既可以实现养殖现场人机界面交互操作，又可以接入厂区一体化控制的工控网络并接受上位机系统自动化控制管理操作。一种物联网智能猪舍控制系统，包括中央控制单元为核心，连接猪舍内的传感器单元、仪表单元、环境控制单元、电控养殖单元等养殖设施等。所述智能控制柜通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一猪舍内的各种传感器，用于实时感测猪舍内温度、湿度、氨气浓度等，所述智能控制柜通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一猪舍内的风机组、湿帘、喷淋、滑窗组、取暖等猪舍环境调控设备，用以调控猪舍养殖环境；所述智能控制柜通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一个猪舍内照明、供料、清粪等现场养殖设备，用于控制每一猪舍内电控养殖设备的开启、关闭；所述智能控制柜通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一猪舍内的智能电表、智能水表及供料塔称重仪表，用以读取猪舍内智能电表、智能水表及供料塔剩余饲料重量的等现场养殖消耗数据，所述触摸屏位于控制柜面板，与控制柜中央控制单元连接，用于数据显示、人机交互控制及系统设置等。附图说明图1是本专利技术物联网智能猪舍控制系统的一较佳实施方式的结构框图。图2是图1的智能猪舍控制柜与一个猪舍的各种养殖设施的连接框图。图3是图1的智能猪舍控制柜的工作时序图。图4是图1的中央控制单元的电路图。图5是图1的传感器单元的通讯连接电路图。图6至图7是图1的环境控制单元的控制电路图。图8是图1的电控养殖单元的控制电路图。图9是图1的仪表单元的通讯连接电路图。图10是图1的报警单元和显示触摸屏的电路图。具体实施方式请参照图1，本专利技术一种物联网智能猪舍控制系统的较佳实施方式：在一个养殖厂区内设有若干猪舍，每个猪舍内都设有1个智能控制柜680,控制柜放置于猪舍入口的人行通道上，置于舍内非养殖区域。智能控制柜包括一中央控制单元100、一传感器单元200、一仪表单元300、一环境控制单元400及一电控养殖单元500及控制柜面板上的人机界面触摸屏630和控制按钮、指示灯等。请继续参照图2，所述智能控制柜680通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一猪舍内的各种传感器，用于实时感测猪舍内温度、湿度、氨气浓度等，所述智能控制柜680通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一猪舍内的风机、喷淋、滑窗、取暖等猪舍环境调控设备，用以调控猪舍养殖环境；所述智能控制柜680通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一个猪舍内照明、供料、清粪等现场养殖设备，用于控制每一猪舍内电控养殖设备的开启、关闭；所述智能控制柜680通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一猪舍内的智能电表、智能水表及供料塔称重仪表，用以读取各猪舍内电表、水表及供料塔余料重量的读数。请继续参照图3，所述智能猪舍控制柜工作时的时序图如下所示：所述智能控制柜在开机启动时判断设备处于手动、半自动或全自动3种运行状态下。当判断为手动运行状态时，此时进入维护人员安装调试模式，由技术人员手动控制操作调试，并保存手动操作记录，控制柜系统不保留记录。当判断为半自动或全自动运行状态时，所述智能猪舍控制柜的控制系统开始进行初始化动作，并在系统初始化完成时检测系统时钟、环境温度和预设控制方案，此时若系统初始化失败,所述智能猪舍控制柜在人机界面控制柜面板上提示管理人员设备的告警处理信息。在检测系统时钟、环境温度和预设控制方案后判断为全自动运行状态时，控制方案不可被更改,所述智能猪舍控制柜不接受触屏控制和上位机指令，此时每一猪舍内的现场养殖设备和控制设备根据系统时钟和环境温度按照预设控制方案工作。例如当温度大于设定值1时，风机1开启且滑窗开启10%,同时检测风机1和滑窗状态；当温度大于设定值2时，风机2和风机3开启且滑窗开启20%,同时检测风机2、风机3和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物联网智能猪舍控制系统，包括中央控制单元、传感器单元、仪表单元、环境控制单元、电控养殖单元，其特征在于：系统以中央控制单元为核心，通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一猪舍内的各种传感器，用于实时感测猪舍内温度、湿度、氨气浓度等猪舍环境参数，通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一猪舍内的风机组、滑窗组、湿帘、喷淋、取暖等猪舍环境调控设备，用以调控猪舍养殖环境；通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一个猪舍内的照明、供料、清粪等现场养殖设备，用于控制每一猪舍内电控养殖设备的开启、关闭；通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一个猪舍内的智能电表、智能水表及供料塔称重仪表，用以读取猪舍内智能电表、智能水表及供料塔饲料重量等现场养殖消耗数据；通过位于控制柜面板的触摸屏进行数据显示、人机交互和系统设置等。

【技术特征摘要】
1.一种物联网智能猪舍控制系统，包括中央控制单元、传感器单元、仪表单元、环境控制单元、电控养殖单元，其特征在于：系统以中央控制单元为核心，通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一猪舍内的各种传感器，用于实时感测猪舍内温度、湿度、氨气浓度等猪舍环境参数，通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一猪舍内的风机组、滑窗组、湿帘、喷淋、取暖等猪舍环境调控设备，用以调控猪舍养殖环境；通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一个猪舍内的照明、供料、清粪等现场养殖设备，用于控制每一猪舍内电控养殖设备的开启、关闭；通过MODBUS总线和RS485接口连接到设置在每一个猪舍内的智能电表、智能水表及供料塔称重仪表，用以读取猪舍内智能电表、智能水表及供料塔饲料重量等现场养殖消耗数据；通过位于控制柜面板的触摸屏进行数据显示、人机交互和系统设置等。2.如权利要求1所述的物联网智能猪舍控制系统，其特征在于：所述传感器单元包括室外温度传感器、室内温度传感器、湿度传感器、氨气传感器等，所述仪表单元包括智能电表、智能水表和称重仪表。3.如权利要求1所述的物联网智能猪舍控制系统，其特征在于：所述可编程逻辑控制器内存储有相应猪舍内在不同时间和状态下的最佳运行参数，所述可编程逻辑控制器根据当前时刻输出相应的控制指令使得所述马达、取暖设备及照明设备在最佳运行参数下工作。4.如权利要求2所述的物联网智能猪舍控制系统，其特征在于：所述可编程逻辑控制器包括用以存储采集数据的存储单元，所述可编程逻辑控制器通过温度传感器、湿度传感器、氨气传感器及称重传感器实时读取室内外温度、湿度、氨气浓度等环境数据，所述可编程逻辑控制器实时采集智能电表、智能水表和称重仪表等实时养殖消耗数据，所述可编程逻辑控制器实时读取各猪舍环境控制单元和电控养殖单元各种养殖设备的状态数据，并将读取和采集到的上述环境数据、读数及状态数据暂存于存储单元内。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：余琦，
申请(专利权)人：南阳华诚智能有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41