监测数据与环境结合的自动化智慧养殖系统的制作方法

1.本发明涉及自动化控制技术领域，特别涉及监测数据与环境结合的自动化智慧养殖系统。


背景技术：

2.在传统的养殖过程中，是需要人为参与到其中的，比如，在养殖区域设置温度测量仪，再通过人为对温度测量仪的观察，来确定是否需要开启风机，进行降温，且风机的开启也是需要人为操作才可以实现的，由于人为的不可控因素，会存在对温度观察不及时，风机开启不及时以及风机关闭不及时的情况发生，使得对养殖区域的环境调节不可靠，所以在针对人为参与环境调节过程中加入相关的智能手段，比如是，设置不同的温度传感器、湿度传感器、环境检测设备各种仪器，来对当下的养殖区域进行监测并进行各种智能调节，降低人为参与的不可靠因素，但现有技术中并没有系统性的配套智能监测手段。
3.因此，本发明提出监测数据与环境结合的自动化智慧养殖系统。


技术实现要素：

4.本发明提供监测数据与环境结合的自动化智慧养殖系统，通过自动采集环境参数与标准进行比较，有效实现对养殖区域环境的智能调节，且通过与不同监测结果的结合，实现对调节指令的优化，可以进一步保证环境调节可靠性，便于提供较好的生存环境。
5.本发明提供监测数据与环境结合的自动化智慧养殖系统，包括：养殖监测模块，对所述养殖区域中养殖动物的当前行为进行第一监测，以及对所述养殖区域中不同调节设备的当前工作进行第二监测；环境采集模块，用于控制采集设备采集养殖区域中对应环境参数；环境比较模块，用于将采集的环境参数与对应预设参数进行比较，确定第一差异；辅助因子获取模块，按照第一监测结果获取环境辅助因子，基于第二监测结果获取每个调节设备的设备调节因子；指令获取模块，基于调节数据库调取与第一差异匹配的第一调节指令，基于所述环境辅助因子以及设备调节因子对所述第一调节指令进行优化，得到第二调节指令；设备控制模块，按照所述第二调节指令控制调节设备进行相应的自动化调节，对所述养殖区域的养殖环境进行调整。
6.优选的，所述环境采集模块包括：温度采集设备，用于控制所述养殖区域中预先设置的温度传感器工作，并采集所述养殖区域的温度参数；湿度采集设备，用于控制所述养殖区域中预先设置的湿度传感器工作，并采集所述养殖区域的湿度参数；参数获取单元，基于所述湿度参数以及温度参数得到环境参数。
7.优选的，所述环境比较模块包括：
第一比较单元，将所述温度参数与所述养殖区域的预设温度比较，得到温度差异参数；第二比较单元，将所述湿度参数与所述养殖区域的预设湿度比较，得到湿度差异参数；所述湿度差异参数以及温度差异参数为第一差异。
8.优选的，所述辅助因子获取模块包括：行为获取单元，用于根据所述第一监测结果获取所述养殖区域中每个养殖动物的当前行为；向量构建单元，用于构建每个当前行为的行为向量；标签设置单元，基于行为分析模型对所述行为向量进行预分析，得到行为状态，设置状态标签，对养殖动物所处位置进行显著性显示；行为图获取单元，基于全部标签显著性显示结果，得到所述养殖区域的显著性行为图；标签线构建单元，基于所述显著性行为图获取标1签种类，并分别确定每种标签的标签个数及设置位置，进而构建同标签线；线归类单元，用于对所述同标签线归类，分别确定每类标签线的行为代表性；活跃状态匹配单元，基于每个行为代表性从行为-活跃状态数据库中匹配对应的动物活跃状态；因子匹配单元，按照活跃范围划分所述动物活跃状态，确定活跃大类，基于活跃-环境因子数据库匹配环境辅助因子。
9.优选的，所述辅助因子获取模块还包括：贡献系数确定单元，根据第二监测结果获取所述养殖区域中不同调节设备在预设时间段内的工作参数集合，基于对应调节设备和养殖区域安装位置确定对应调节设备的设备环境贡献系数；阵列构建单元，基于所有设备环境贡献系数及设备序号顺序构建系数阵列；阵列比较单元，用于比较所述系数阵列与标准阵列，得到差阵列；差异获取单元，用于获取调节设备对应的差系数，并将该差系数与所述差阵列结合，得到辅助差异，获取对应调节设备工作参数集合与标准参数集合的集合差异；调节因子调取单元，基于所述辅助差异及集合差异从差异-因子数据库中调取对应调节设备的设备调节因子。
10.优选的，所述指令获取模块包括：第一差异匹配单元，用于获取所述第一差异中的温度差异参数，并从所述调节数据库匹配得到第一指令集合；第二差异匹配单元，用于获取所述第一差异中的湿度差异参数，从所述第一指令集合中匹配得到第二指令集合；指令判断单元，用于判断所述第二指令集合中指令个数是否为一，若是，将唯一指令作为所述第一调节指令；差异曲线构建单元，当所述指令个数不为一时，获取预设时间段内的温度差异参数，并构建温度差异曲线，获取预设时间段内的湿度差异参数，并构建湿度差异曲线；
温度差值获取单元，用于拟合所述温度差异曲线，获取第一温度差值，并获取所述温度差异曲线中的最大温度差值以及最小温度差值；湿度差值获取单元，用于拟合所述湿度差异曲线，获取第一湿度差值，并获取所述湿度差异曲线中的最大湿度差值以及最小湿度差值；系数计算单元，用于计算湿度差异待调节系数以及温度差异待调节系数,计算公式如下：式如下：其中，y1表示湿度差异待调节系数；y2表示温度差异待调节系数；表示最大湿度差值；表示最小湿度差值；第一湿度差值；表示最大温度差值；表示最小温度差值；第一温度差值；ln（）表示微调函数；指令筛选单元，基于所述湿度差异待调节系数和温度差异待调节系数，从所述第二指令集合中筛选唯一指令作为第一调节指令。
11.优选的，所述指令获取模块还包括：可调节参数确定单元，基于因子-调节数据库确定与所述环境辅助因子匹配的第一可调节参数以及与所述设备调节因子匹配的第二可调节参数；匹配关系建立单元，基于指令解析模型解析所述第一调节指令，得到解析参数，建立所述解析参数与所述第一可调节参数以及第二可调节参数的匹配关系；关系筛选单元，基于所述可匹配关系筛选具备可靠性的第一关系；指令优化单元，用于按照所述第一关系中的可调节参数，优化调节对应解析参数，根据所有调节后的参数重新构建第二调节指令。
12.优选的，所述设备控制模块包括：从所述第二调节指令中提取与每个调节设备的设备型号匹配的子指令；按照子指令控制对应调节设备自动化调节；其中，所述自动化调节包括：加大对应调节设备的运转功率、减少对应调节设备的运转功率、控制对应调节设备关闭或控制对应调节设备开启。
13.优选的，所述环境参数与养殖场温度以及湿度相关。
14.优选的，所述调节设备为风机设备。
15.与现有技术相比，本技术的有益效果如下：通过自动采集环境参数与标准进行比较，有效实现对养殖区域环境的智能调节，且通过与不同监测结果的结合，实现对调节指令的优化，可以进一步保证环境调节可靠性，便于提供较好的生存环境。
16.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
17.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
18.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1为本发明实施例中监测数据与环境结合的自动化智能养殖系统的结构图；图2为本发明实施例中显著性行为图；图3为本发明实施例中辅助因子获取模块的一个结构图；图4为本发明实施例中辅助因子获取模块的另一结构图；图5为本发明实施例中指令获取模块的结构图。
具体实施方式
19.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
20.本发明提供监测数据与环境结合的自动化智慧养殖系统，如图1所示，包括：养殖监测模块，对所述养殖区域中养殖动物的当前行为进行第一监测，以及对所述养殖区域中不同调节设备的当前工作进行第二监测；环境采集模块，用于控制采集设备采集养殖区域中对应环境参数；环境比较模块，用于将采集的环境参数与对应预设参数进行比较，确定第一差异；辅助因子获取模块，按照第一监测结果获取环境辅助因子，基于第二监测结果获取每个调节设备的设备调节因子；指令获取模块，基于调节数据库调取与第一差异匹配的第一调节指令，基于所述环境辅助因子以及设备调节因子对所述第一调节指令进行优化，得到第二调节指令；设备控制模块，按照所述第二调节指令控制调节设备进行相应的自动化调节，对所述养殖区域的养殖环境进行调整。
21.优选的，所述环境参数与养殖场温度及湿度相关。
22.优选的，所述调节设备为风机设备。
23.该实施例中，养殖动物可以是牛、羊等。
24.该实施例中，第一监测是对动物行为的监测，第二监测是对设备工作的监测。
25.该实施例中，所述预设参数预先设置，比如预设温度参数是24摄氏度，此时，实际温度为25摄氏度，对应的第一差异为1摄氏度。
26.该实施例中，环境辅助因子基于动物行为状态确定，不同温度下所反应的行为状态不一，因此获取环境辅助因子。
27.该实施例中，设备调节因子基于设备工作情况确定，为后续指令优化提供基础。
28.该实施例中，自动化调节工作是指温度、湿度的调节等。
29.上述技术方案的有益效果是：对比自动采集环境参数与标准参数，可以实现对养殖区域环境的智能调节，通过与不同监测结果结合，实现对调节指令的优化，可以进一步保证环境调节的可靠性，便于提供良好的生存环境。
30.本发明提供监测数据与环境结合的自动化智慧养殖系统，所述环境采集模块包括：温度采集设备，用于控制所述养殖区域中预先设置的温度传感器工作，并采集所
述养殖区域的温度参数；湿度采集设备，用于控制所述养殖区域中预先设置的湿度传感器工作，并采集所述养殖区域的湿度参数；参数获取单元，基于所述湿度参数以及温度参数得到环境参数。
31.上述技术方案的有益效果是：通过温度传感器以及湿度湿度传感器采集参数，便于获取环境参数，为后续环境调节提供基础。
32.本发明提供监测数据与环境结合的自动化智慧养殖系统，所述环境比较模块包括：第一比较单元，将所述温度参数与所述养殖区域的预设温度比较，得到温度差异参数；第二比较单元，将所述湿度参数与所述养殖区域的预设湿度比较，得到湿度差异参数；所述湿度差异参数以及温度差异参数为第一差异。
33.该实施例中，第一差异指温度差异参数或湿度差异参数。
34.上述技术方案的有益效果是：通过进行温度对比以及湿度对比，便于获取第一差异。
35.本发明提供监测数据与环境结合的自动化智慧养殖系统，所述辅助因子获取模块，如图3所示，包括：行为获取单元，用于根据所述第一监测结果获取所述养殖区域中每个养殖动物的当前行为；向量构建单元，用于构建每个当前行为的行为向量；标签设置单元，基于行为分析模型对所述行为向量进行预分析，得到行为状态，设置状态标签，对养殖动物所处位置进行显著性显示；行为图获取单元，基于全部标签显著性显示结果，得到所述养殖区域的显著性行为图；标签线构建单元，基于所述显著性行为图获取标签种类，并分别确定每种标签的标签个数及设置位置，进而构建同标签线；线归类单元，用于对所述同标签线归类，分别确定每类标签线的行为代表性；活跃状态匹配单元，基于每个行为代表性从行为-活跃状态数据库中匹配对应的动物活跃状态；因子匹配单元，按照活跃范围划分所述动物活跃状态，确定活跃大类，基于活跃-环境因子数据库匹配环境辅助因子。
36.该实施例中，当前行为从不同部位获取姿态来构建行为向量，比如，头部、腿部、身体等。
37.该实施例中，行为分析模型是基于不同姿态以及与该姿态匹配的行为状态训练得出，进而可以获取该行为向量的行为状态。
38.该实施例中，如图2所示，01、02、03为不同状态标签，且图2为养殖区域的显著性行为图，不同线条对应不同的标签线。
39.其中，分别确定每类标签线的行为代表性，包括如下计算公式：
其中，m1表示对应类中标签线的个数；m2表示对应标签线中标签个数，且m1与m2为变量；表示第j1类中第j2个标签的显著性值；表示第j1类中第j2个标签的权重值，小于1。
40.该实施例中，行为-活跃状态数据库包括不同行为代表性以及与行为代表性匹配的活跃状态，进而获取动物活跃状态。
41.该实施例中，活跃范围预先设置，比如：极度不活跃状态、略微活跃状态、一般活跃状态、非常活跃状态等对应的范围区间，进而对活跃状态进行划分，得到活跃大类。
42.该实施例中，活跃-环境因子数据库包括不同活跃大类以及与该大类对应的环境辅助因子，比如，在确定调节基础上再进行温度的微调。
43.该实施例中，线归类指将显著性标注结果类似的线归到一类。
44.上述技术方案的有益效果是：通过监测结果分析当前行为并构建行为向量，基于模型来确定标签，进而根据显著性结果构建得到显著性行为图，且通过构建标签线，进行线归类，便于计算得到行为代表性，有效获取环境辅助因子。
45.本发明提供监测数据与环境结合的自动化智慧养殖系统，所述辅助因子获取模块，如图4所示，还包括：贡献系数确定单元，根据第二监测结果获取所述养殖区域中不同调节设备在预设时间段内的工作参数集合，基于对应调节设备和养殖区域安装位置确定对应调节设备的设备环境贡献系数；阵列构建单元，基于所有设备环境贡献系数及设备序号顺序构建系数阵列；阵列比较单元，用于比较所述系数阵列与标准阵列，得到差阵列；差异获取单元，用于获取调节设备对应的差系数，并将该差系数与所述差阵列结合，得到辅助差异，获取对应调节设备工作参数集合与标准参数集合的集合差异；调节因子调取单元，基于所述辅助差异及集合差异从差异-因子数据库中调取对应调节设备的设备调节因子。
46.该实施例中，差异-因子数据库包括不同辅助差异以及集合差异组合，还包括匹配的设备调节因子，设备调节因子是与温度以及湿度相关的微调因子。
47.该实施例中，第二监测结果获取不同调节设备的工作参数集合，比如包括当前时间点在内的1分钟内工作参数集合。
48.其中，设备环境贡献系数的计算如下：其中，表示对应调节设备所处安装位置的位置权重；表示对应调节设备涉及到的工作参数个数；表示对应调节设备的第j3个工作参数的参数权重；表示对应调节设备的第j3个工作参数的当下值；表示对应调节设备的第j3个工作参数的标准值。
49.该实施例中，按照序号顺序，最后得到的系数阵列为，其中，表
示第n11个调节设备的贡献系数。
50.该实施例中，标准阵列预先设置，比如：，系数阵列与标准阵列两者相减，得到差阵列，且即可视为差系数。
51.该实施例中，辅助差异确定该差系数基于差阵列的情况，比如，确定差系数相对于差阵列中的一个差异情况，基于该差阵列是否为过渡差或者是正常差。
52.该实施例中，集合差异也就是m3个所构成的差异。
53.上述技术方案的有益效果是：通过获取工作参数集合以及安装位置，确定设备环境贡献系数，通过构建系数阵列得到不同差异与集合差异组合，得到设备调节因子，为后续环境调节提供有效基础，保证环境调节的可靠性。
54.本发明提供监测数据与环境结合的自动化智慧养殖系统，所述指令获取模块，如图5所示，包括：第一差异匹配单元，用于获取所述第一差异中的温度差异参数，并从所述调节数据库匹配得到第一指令集合；第二差异匹配单元，用于获取所述第一差异中的湿度差异参数，从所述第一指令集合中匹配得到第二指令集合；指令判断单元，用于判断所述第二指令集合中指令个数是否为一，若是，将唯一指令作为所述第一调节指令；差异曲线构建单元，当所述指令个数不为一时，获取预设时间段内的温度差异参数，并构建温度差异曲线，获取预设时间段内的湿度差异参数，并构建湿度差异曲线；温度差值获取单元，用于拟合所述温度差异曲线，获取第一温度差值，并获取所述温度差异曲线中的最大温度差值以及最小温度差值；湿度差值获取单元，用于拟合所述湿度差异曲线，获取第一湿度差值，并获取所述湿度差异曲线中的最大湿度差值以及最小湿度差值；系数计算单元，用于计算湿度差异待调节系数以及温度差异待调节系数,计算公式如下：式如下：其中，y1表示湿度差异待调节系数；y2表示温度差异待调节系数；表示最大湿度差值；表示最小湿度差值；第一湿度差值；表示最大温度差值；表示最小温度差值；第一温度差值；ln（）表示微调函数；指令筛选单元，基于所述湿度差异待调节系数和温度差异待调节系数，从所述第二指令集合中筛选唯一指令作为第一调节指令。
55.该实施例中，根据温度差异参数得到第一指令集合，比如：调节到24摄氏度，且湿度可以为65、89、45等指令，第二指令集合，比如：调节到24摄氏度、指定湿度为65的指令，此时为1条指令，并作为唯一指令。
56.如果存在多条指令，通过拟合预设时间段内的温度差异曲线以及湿度差异曲线，得到需要的不同值。
57.该实施例中，y1与y2的计算是为了对温度以及湿度进行重要性比较，也就是通过y1b1与y2b2的大小确定温度与湿度的重要性。
58.b1与b2表示标准转换系数，为了进行标准比较。
59.比如：存在两个指令，指令1和指令2，此时，指令1为调节温度为24摄氏度、调节湿度为a1，且偏向于对温度调节，湿度其后调节，指令2为调节温度为24摄氏度、调节湿度为a1，且偏向于对湿度调节，温度其后调节。
60.因此，通过进行y1b1与y2b2的大小比较，可以有效筛选得到唯一指令。
61.上述技术方案的有益效果是：通过温度差异参数以及湿度差异参数匹配指令，便于环境的有效调节，在调节的过程中，通过对曲线拟合获取温度与湿度中的不同值，计算得到对应的待调节系数，进而实现对指令的唯一获取，为调节环境提供精准基础，保证精准调节，进一步提高调节的可靠性。
62.本发明提供监测数据与环境结合的自动化智慧养殖系统，所述指令获取模块还包括：可调节参数确定单元，基于因子-调节数据库确定与所述环境辅助因子匹配的第一可调节参数以及与所述设备调节因子匹配的第二可调节参数；匹配关系建立单元，基于指令解析模型解析所述第一调节指令，得到解析参数，建立所述解析参数与所述第一可调节参数以及第二可调节参数的匹配关系；关系筛选单元，基于所述可匹配关系筛选具备可靠性的第一关系；指令优化单元，用于按照所述第一关系中的可调节参数，优化调节对应解析参数，根据所有调节后的参数重新构建第二调节指令。
63.该实施例中，因子-调节数据库中包括不同环境辅助因子、设备调节因子以及匹配的可调节参数。
64.该实施例中，指令解析模型基于不同调节指令以及指令对应的解析结果获取解析参数。
65.比如 ：存在解析参数1、2、3，第一可调节参数1、2，第二可调节参数1、2，解析参数1与第一可调节参数1、2存在关系，解析参数2与第二可调节参数1存在关系，解析参数3与第一可调节参数1以及第二可调节参数2存在关系；其中，筛选的第一关系为：解析参数1与第一可调节参数1、2，解析参数3与第一可调节参数1以及第二可调节参数2。
66.该实施例中，第一关系的可调节参数为第一可调节参数1、2以及第二可调节参数2。基于可调节参数对解析参数进行优化，比如参数数值大小调整。
67.该实施例中，基于调节后及不需要调节的参数，可以重新得到第二调节指令，保证调节的精准性。
68.上述技术方案的有益效果是：通过确定不同因子的可调节参数，并基于模型对指令解析以及关系匹配，可以有效的筛选得到最后的参数来对解析参数优化调节，保证指令的精准性，进一步保证环境调节的可靠性。
69.本发明提供监测数据与环境结合的自动化智慧养殖系统，所述设备控制模块，包
括：从所述第二调节指令中提取与每个调节设备的设备型号匹配的子指令；按照子指令控制对应调节设备自动化调节；其中，所述自动化调节包括：加大对应调节设备的运转功率、减少对应调节设备的运转功率、控制对应调节设备关闭或控制对应调节设备开启。
70.上述技术方案的有益效果是：通过进行设备型号与指令的匹配，对设备进行调节工作，实现对环境的有效调节，保证调节的可靠性。
71.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。