基于边云协同的楼房养猪场环境智能调节系统的制作方法

1.本发明属于自动控制技术领域，尤其涉及基于边云协同的楼房养猪场环境智能调节系统。


背景技术：

2.光照时间、光照度、光照制度等光环境参数是影响生猪生产的重要环境因素之一，直接或间接地影响生猪的生产性能。生猪在黑暗的情况下不会进食，延长光照周期可对生猪的平均日采食量、平均日增重和饲料转化率产生影响。在楼房养猪场内，目前光照环境调节方法，主要由养殖人员手工调节光照设备，实现对猪场内光照环境的调节，但是存在着费时费力，并且难以做到光照环境相关参数的平稳，导致生猪的平均日采食量、平均日增重、运动量和饲料转化率受到影响，不利于生猪的健康快速成长。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明实施例提供基于边云协同的楼房养猪场环境智能调节系统，用于解决现有养猪场光照环境调节方法，不智能，费时费力，易导致生猪的平均日采食量、平均日增重、运动量和饲料转化率受到影响的问题。本发明能够根据养猪场内的当前光照值，自动控制调节灯光设备的输出光照以使养猪场内的光照值符合要求，从而有效地改善生猪的平均日采食量、平均日增重、运动量和饲料转化率，有助于生猪健康快速成长。
4.本发明实施例提供基于边云协同的楼房养猪场环境智能调节系统，包括：
5.灯光设备，用于为养猪场内部提供光照；
6.至少一个光照传感器，设置于养猪场内指定位置，用于感应测量所述养猪场内的当前光照值；
7.控制器，与所述光照传感器的输出端连接，还与所述灯光设备的控制端连接，所述控制器用于判断所述养猪场内的当前光照值是否处于预设光照范围内，并在所述养猪场内的当前光照值不处于预设光照范围内时，控制调节所述灯光设备的输出光照以使所述养猪场内的光照值符合要求。
8.在一可选实施例中，所述基于边云协同的楼房养猪场环境智能调节系统，还包括：
9.空调；
10.至少一个温度传感器，设置于养猪场内，用于实时测量所述猪场内的当前温度；
11.所述控制器还与所述温度传感器的输出端连接，所述控制器还用于判断所述养猪场内的当前温度是否处于预设温度范围内，并在所述养猪场内的当前温度不处于预设温度范围内时，控制调节所述空调以使所述养猪场内的温度符合要求。
12.在一可选实施例中，所述基于边云协同的楼房养猪场环境智能调节系统，还包括：
13.加湿除湿机，设置于养猪场内，用于对所述猪场内的空气进行加湿或除湿；
14.至少一个湿度传感器，设置于养猪场内，用于实时测量所述猪场内的当前湿度；
15.所述控制器还与所述湿度传感器的输出端连接，所述控制器还用于判断所述养猪
场内的当前湿度是否处于预设湿度范围内，并在所述养猪场内的当前湿度不处于预设湿度范围内时，控制调节所述加湿除湿机对所述猪场内的空气进行加湿或除湿，以使所述养猪场内的湿度符合要求。
16.在一可选实施例中，所述基于边云协同的楼房养猪场环境智能调节系统，还包括：
17.轨道，设置于所述养猪场内部房顶上，所述轨道为旋涡状形状；
18.安装座，所述安装座的上表面具有套于所述轨道上的滑块，所述灯光设备连接于所述安装座的下表面；
19.驱动机构，与所述滑块和所述控制器连接，用于在所述控制器的控制下，驱动所述滑块在所述轨道上滑动，以调整所述灯光设备在所述养猪场内部房顶的位置。
20.在一可选实施例中，所述基于边云协同的楼房养猪场环境智能调节系统，还包括：
21.摄像设备，安装于所述养猪场内部房顶中心位置，用于拍摄所述养猪场内部环境图像；
22.所述控制器，还用于识别所述摄像设备拍摄的所述养猪场内部环境图像内的猪，并根据养猪场内部环境图像内猪的分布情况，确定所述灯光设备在所述养猪场内部房顶的最佳照射位置，并控制所述驱动机构驱动所述滑块在所述轨道上运动，以将所述灯光设备的位置调整到所述最佳照射位置。
23.在一可选实施例中，所述灯光设备通过可控万向节与所述安装座连接；
24.所述控制器，还用于根据所述灯光设备在所述养猪场内部房顶的最佳照射位置以及所述养猪场内部环境图像内猪的分布情况，确定所述灯光设备的最佳倾斜角度，通过控制所述可控万向节转动以将所述灯光设备在所述最佳照射位置上的倾斜角度调整为所述最佳倾斜角度。
25.在一可选实施例中，所述控制器，还用于根据所述养猪场内部环境图像内猪的分布情况，控制所述灯光设备进行倾斜螺旋式旋转；其中，所述倾斜螺旋式旋转为以所述灯光设备的最佳倾斜角度为初始角度，每旋转一圈将倾斜角度减小0.5
°
直至所述灯光设备的倾斜角度小于0.5
°
，随后再继续旋转且每旋转一圈增加0.5
°
，直至所述灯光设备的倾斜角度达最佳倾斜角度后重复上述旋转过程。
26.在一可选实施例中，所述控制器，具体用于根据第一公式确定所述灯光设备在所述养猪场内部房顶的最佳照射位置，以及根据第二公式确定所述灯光设备的最佳倾斜角度，还具体用于根据第三公式确定所述灯光设备进行倾斜螺旋式旋转的旋转速度；
27.其中，所述第一公式为：
[0028][0029]
其中，(i,j)表示所述养猪场内部环境图像中第i行第j列像素点对应的环境位置所正对的房顶的位置点，该位置点为所述灯光设备在所述养猪场内部房顶的最佳照射位置；i表示所述养猪场内部环境图像中的第i行；j表示所述养猪场内部环境图像中的第j列；n表示所述养猪场内部环境图像中每一列的像素点个数；m表示所述养猪场内部环境图像中每一行的像素点个数；d(i)表示所述养猪场内部环境图像中第i行被识别为猪的像素点的个数；d(j)表示所述养猪场内部环境图像中第j列被识别为猪的像素点的个数；
[0030]
所述第二公式为：
[0031][0032]
其中，θ表示所述灯光设备的最佳倾斜角度；[a(e),b(e)]表示所述养猪场内部环境图像中被识别为猪的第e个像素点位置在第a(e)行第b(e)列；k表示所述养猪场内部环境图像与实际环境的缩放比；h表示所述养猪场的室内高度值；表示将e的值从1取值到得到括号内的最大值；
[0033]
所述第三公式为：
[0034][0035]
其中，ω表示所述灯光设备进行倾斜螺旋式旋转的旋转速度；ωm表示所述灯光设备进行倾斜螺旋式旋转的最大预设旋转速度。
[0036]
本发明提供的基于边云协同的楼房养猪场环境智能调节系统，首先通过养猪场内的光照传感器感应测量养猪场内的当前光照值，然后在此光照值不在预设光照范围内时，自动控制调节灯光设备的输出光照以使养猪场内的光照值符合要求。本发明能智能、自动的调节养猪场内的光照值，从而有效地改善生猪的平均日采食量、平均日增重、运动量和饲料转化率，有助于生猪健康快速成长。
附图说明
[0037]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0038]
图1为本发明实施例提供的基于边云协同的楼房养猪场环境智能调节系统结构示意图。
具体实施方式
[0039]
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
[0040]
应当明确，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041]
图1为本发明实施例提供的基于边云协同的楼房养猪场环境智能调节系统结构示意图。参见图1，该系统包括：
[0042]
灯光设备3，用于为养猪场内部提供光照；
[0043]
至少一个光照传感器1，设置于养猪场内指定位置，用于感应测量所述养猪场内的当前光照值；
[0044]
控制器2，与光照传感器1的输出端连接，还与灯光设备3的控制端连接，控制器2用于判断所述养猪场内的当前光照值是否处于预设光照范围内，并在所述养猪场内的当前光照值不处于预设光照范围内时，控制调节灯光设备3的输出光照以使所述养猪场内的光照值符合要求。
[0045]
上述技术方案的有益效果为：首先通过养猪场内的光照传感器1感应测量养猪场内的当前光照值，然后在此光照值不在预设光照范围内时，自动控制调节灯光设备3的输出光照以使养猪场内的光照值符合要求。本发明能够智能、自动的调节养猪场内的光照情况，减少了人力物力投入，也有效地改善生猪的平均日采食量、平均日增重、运动量和饲料转化率，有助于生猪健康快速成长。
[0046]
作为一可选实施例，所述基于边云协同的楼房养猪场环境智能调节系统，还包括：空调；
[0047]
至少一个温度传感器，设置于养猪场内，用于实时测量所述猪场内的当前温度；
[0048]
控制器2还与所述温度传感器的输出端连接，控制器2还用于判断所述养猪场内的当前温度是否处于预设温度范围内，并在所述养猪场内的当前温度不处于预设温度范围内时，控制调节所述空调以使所述养猪场内的温度符合要求。
[0049]
上述技术方案的有益效果为：温度是生猪健康生长的影响因素之一，育肥猪生长速度最佳是在20℃度左右，而饲料利用率最佳是在25℃度，环境温度离猪最佳温度越远，对生产性能的影响就越大。通过温度传感器实时测量猪场内的当前温度，然后在当前温度不处于预设温度范围内时，控制调节空调以使所述养猪场内的温度符合要求。达到自动控制养猪场温度的目的，提高了生产效率，有利于生猪的健康成长。
[0050]
作为一可选实施例，所述基于边云协同的楼房养猪场环境智能调节系统，还包括：
[0051]
加湿除湿机，设置于养猪场内，用于对所述猪场内的空气进行加湿或除湿；
[0052]
至少一个湿度传感器，设置于养猪场内，用于实时测量所述猪场内的当前湿度；
[0053]
控制器2还与所述湿度传感器的输出端连接，控制器2还用于判断所述养猪场内的当前湿度是否处于预设湿度范围内，并在所述养猪场内的当前湿度不处于预设湿度范围内时，控制调节所述加湿除湿机对所述猪场内的空气进行加湿或除湿，以使所述养猪场内的湿度符合要求。
[0054]
上述技术方案的有益效果为：空气湿度在猪生长的过程中存在很大的影响，猪舍内的空气湿度一旦不合理，就会造成各种疾病的产生，严重影响了生猪的生长。通过湿度传感器实时测量猪场内的当前湿度，并在养猪场内的当前湿度不处于预设湿度范围内时，控制调节所述加湿除湿机对所述猪场内的空气进行加湿或除湿，以使所述养猪场内的湿度符合要求。达到自动控制养猪场湿度的目的，提高了生产效率，也有利于生猪的健康成长。
[0055]
作为一可选实施例，所述基于边云协同的楼房养猪场环境智能调节系统，还包括：
[0056]
轨道，设置于所述养猪场内部房顶上，所述轨道为旋涡状形状；
[0057]
安装座，所述安装座的上表面，具有套于所述轨道上的滑块，灯光设备3连接于所述安装座的下表面；
[0058]
驱动机构，与所述滑块和控制器2连接，用于在控制器2的控制下，驱动所述滑块在所述轨道上滑动，以调整灯光设备3在所述养猪场内部房顶的位置。
[0059]
上述技术方案的有益效果为：通过让灯光设备3在预设的屋顶滑轨上滑动，即可达
到调整灯光的位置的效果，具有实施方便，调光效果较好的优点。
[0060]
作为一可选实施例，所述基于边云协同的楼房养猪场环境智能调节系统，还包括：
[0061]
摄像设备，安装于所述养猪场内部房顶中心位置，用于拍摄所述养猪场内部环境图像；
[0062]
控制器2，还用于识别所述摄像设备拍摄的所述养猪场内部环境图像内的猪，并根据养猪场内部环境图像内猪的分布情况，确定灯光设备3在所述养猪场内部房顶的最佳照射位置，并控制所述驱动机构驱动所述滑块在所述轨道上运动，以将灯光设备3的位置调整到所述最佳照射位置。
[0063]
上述技术方案的有益效果为：养猪场内猪常常是处于运动状态的，为了达到较好的光照效果，需要及时的调整灯光位置。通过实时的采集养猪场内部环境图像，通过图像识别技术，获得猪的分布情况，然后根据猪的分布情况，将灯光设备3的位置调整到最佳照射位置，可以使得猪周围的光照环境最优，同时用最少的设备达到了最大的光照效果，有效地减少了光照设备部署的成本，减少了能源消耗。
[0064]
作为一可选实施例，所述灯光设备通过可控万向节与所述安装座连接；
[0065]
控制器2，还用于根据所述灯光设备3在所述养猪场内部房顶的最佳照射位置以及所述养猪场内部环境图像内猪的分布情况，确定灯光设备3的最佳倾斜角度，通过控制所述可控万向节转动以将灯光设备3在所述最佳照射位置上的倾斜角度调整为所述最佳倾斜角度。
[0066]
上述技术方案的有益效果为：可根据灯光设备3在房顶的最佳照射位置以及所述楼房养猪场环境内猪的分布情况得到万向节将灯光设备3进行倾斜的最佳倾斜角度，从而最大限度的将环境内的猪都照射到，确保灯光照射的全面性。
[0067]
作为一可选实施例，控制器2，还用于根据所述养猪场内部环境图像内猪的分布情况，控制灯光设备3进行倾斜螺旋式旋转；其中，所述倾斜螺旋式旋转为以灯光设备3的最佳倾斜角度为初始角度，每旋转一圈将倾斜角度减小0.5
°
直至灯光设备3的倾斜角度小于0.5
°
，随后再继续旋转且每旋转一圈增加0.5
°
，直至灯光设备3的倾斜角度达最佳倾斜角度后重复上述旋转过程。
[0068]
上述技术方案的有益效果为：控制灯光设备3进行倾斜螺旋式旋转，将使得那些由于相互遮挡而照不到的猪，也能被照射到，从而确保了每条猪都能获得良好的光照。
[0069]
作为一可选实施例，控制器2，具体用于根据第一公式确定灯光设备3在所述养猪场内部房顶的最佳照射位置，以及根据第二公式确定灯光设备3的最佳倾斜角度，还具体用于根据第三公式确定灯光设备3进行倾斜螺旋式旋转的旋转速度；
[0070]
其中，所述第一公式为：
[0071][0072]
其中，(i,j)表示所述养猪场内部环境图像中第i行第j列像素点对应的环境位置所正对的房顶的位置点，该位置点为所述灯光设备在所述养猪场内部房顶的最佳照射位置；i表示所述养猪场内部环境图像中的第i行；j表示所述养猪场内部环境图像中的第j列；n表示所述养猪场内部环境图像中每一列的像素点个数；m表示所述养猪场内部环境图像中每一行的像素点个数；d(i)表示所述养猪场内部环境图像中第i行被识别为猪的像素点的
个数；d(j)表示所述养猪场内部环境图像中第j列被识别为猪的像素点的个数；
[0073]
所述第二公式为：
[0074][0075]
其中，θ表示所述灯光设备的最佳倾斜角度；[a(e),b(e)]表示所述养猪场内部环境图像中被识别为猪的第e个像素点位置在第a(e)行第b(e)列；k表示所述养猪场内部环境图像与实际环境的缩放比，例如，实际养猪场长度为5m，所述养猪场内部环境图像种拍的的养猪场长度为5cm，则h表示所述养猪场的室内高度值；表示将e的值从1取值到得到括号内的最大值；
[0076]
所述第三公式为：
[0077][0078]
其中，ω表示所述灯光设备进行倾斜螺旋式旋转的旋转速度；ωm表示所述灯光设备进行倾斜螺旋式旋转的最大预设旋转速度。
[0079]
上述技术方案的有益效果为：利用第一公式(1)根据拍摄的楼房养猪场环境内猪的分布情况确定灯光设备3在房顶的最佳照射位置，进而将灯光设备移动到房间内的猪相对聚集的位置上方进行照射，可以提高照射效率并且减小不必要的能源损耗；然后利用第二公式(2)根据灯光设备3在房顶的最佳照射位置以及所述楼房养猪场环境内猪的分布情况，得到万向节将灯光设备3进行倾斜的最佳倾斜角度，从而最大限度的将环境内的猪都照射到，确保灯光照射的全面性；最后利用第三公式(3)根据所述楼房养猪场环境内猪的分布情况控制灯光设备3进行倾斜旋转的旋转速度，从而根据养猪场环境内猪的分散聚集情况控制照射的转速，以减小在倾斜螺旋式旋转的过程中未照到猪的时间，提高系统效率。
[0080]
从上述实施例的内容可知，通过预先设置光照传感器/温度传感器/湿度传感器实时采集养猪场内的当前光照值/当前温度/当前湿度，并在当前光照值/当前温度/当前湿度不在预设湿度范围内时，控制灯光设备/空调/加湿除湿机对养猪场进行输出光照/调温/加湿或除湿，以使所述养猪场内的环境参数符合要求。进一步的，可以根据楼房养猪场环境内猪的分布情况，逐步的确定灯光设备在房顶的最佳照射位置、倾斜的最佳倾斜角度和倾斜旋转的旋转速度，然后根据这些确定值控制灯光设备进行运行，从而使得楼房养猪场环境内的猪可以充分的得到灯光的光照。本发明自动的实现了精准监控，给猪的成长提供了一个良好的环境，有效地节约了人力成本，减少了能源消耗，提高了生产效率。
[0081]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0082]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特
定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0083]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0084]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。