[发明专利]一种畜禽养殖环境参数多点无线智能监控系统及其方法

权利要求书

1.一种畜禽养殖环境参数多点无线智能监控系统，其特征在于，包括传感器节点网络(1)、处理器(2)、调控设备(3)以及服务器(4)；处理器(2)连接于传感器节点网络(1)和调控设备(3)之间；

所述传感器节点网络(1)由主节点和多个从节点组成；其中，从节点为系统的数据监测点，负责采集参数信息、图像信息、声音信息和状态信息，将处理后的数据传输给主节点；主节点为系统的数据集中点，将集中后的数据传输给处理器(2)，以及负责远程数据传输；主节点通过无线网络采用远程通讯方式将多个从节点的信息传输到服务器(4)，实现远程信息的读取和存储；

所述处理器(2)与传感器节点网络(1)的主节点集成在一起，负责完成环境参数调控设备(3)动作决策、畜禽脸部图像识别分析、畜禽异常应激反应实时监测、畜禽生理行为状态分析，综合实现无线通讯、控制决策、智能反馈和故障诊断；

所述调控设备(3)为畜禽养殖环境参数综合调控的不同类型设备，包括湿帘水泵、湿帘喷头、进风口卷轴电机、通风风机。

2.根据权利要求1所述的一种畜禽养殖环境参数多点无线智能监控系统，其特征在于，所述从节点由多个分别检测环境温度、相对湿度、氨气浓度、硫化氢浓度、二氧化碳浓度、畜禽喂养饲料重量、畜禽饮水槽水位、畜禽体表温度、畜禽脸部图像、不同时间段内畜禽动作变换频率、不同时间段养殖场内音量分贝的传感器集成。

3.根据权利要求1所述的一种畜禽养殖环境参数多点无线智能监控系统，其特征在于，所述传感器节点网络(1)由外置锂电池供电，锂电池与节点安装在一起；而处理器(2)和调控设备(3)由市电供电，采用CAN总线的并行通讯协议，保障设备工作的稳定性和可靠性。

4.根据权利要求1所述的一种畜禽养殖环境参数多点无线智能监控系统，其特征在于，所述主节点与从节点及服务器(4)之间均通过ZigBee无线通信。

5.一种用于权利要求1所述的畜禽养殖环境参数多点无线智能监控系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：传感器节点网络中的从节点负责采集畜禽养殖环境的温度、相对湿度、氧气浓度、氨气浓度、二氧化碳浓度、硫化氢浓度、畜禽喂养饲料重量、畜禽饮水槽水位、畜禽体表温度、畜禽脸部图像、不同时间段内畜禽动作变换频率、不同时间段养殖场内音量分贝信息，并经过处理后将信息传输给主节点；

S2：主节点收集从节点传输的信息和进行数据整理，然后将整理后的数据传输给处理器以及服务器；

S3：处理器根据系统预设的各个环境参数的调控阀值，调整调控设备的动作状态，综合调控畜禽养殖环境参数，实现控制决策、智能反馈和故障诊断。

6.根据权利要求5所述的一种用于畜禽养殖环境参数多点无线智能监控系统的方法，其特征在于，所述步骤S3中，处理器根据畜禽脸部图像、从节点布置位置，将畜禽个体与具体饲养栏位数一一对应，实现畜禽个体的智能识别。

7.根据权利要求5所述的一种用于畜禽养殖环境参数多点无线智能监控系统的方法，其特征在于，所述从节点采集不同时间段养殖场内音量分贝和畜禽动作变换频率的数据，通过主节点传输到处理器，处理器根据畜禽叫声的音量大小、动作变换频率，判断畜禽是否受到外界条件刺激下处于应激反应，实时提醒养殖户做好养殖环境防护。

8.根据权利要求5所述的一种用于畜禽养殖环境参数多点无线智能监控系统的方法，其特征在于，所述从节点采集畜禽喂养饲料重量、畜禽饮水槽水位、畜禽体表温度、不同时间段畜禽动作变换频率数据，通过主节点传输到处理器，处理器根据畜禽食量、饮水量、体温、不同时间段的动作变换频率数据，提前预知和判断畜禽是否生病，并结合畜禽脸部图像识别分析快速锁定生病畜禽的具体饲养栏位数，帮助养殖户快速介入，防止传染病的大面积传播。

9.根据权利要求5所述的一种用于畜禽养殖环境参数多点无线智能监控系统的方法，其特征在于，所述步骤S1和步骤S2采用到的传感器节点网络通过时空序列数据融合的方式对多点数据进行处理，具体过程如下：

A1：时间序列融合：同一从节点监测后的数据先进行时间序列融合，取一小段时间内的数据进行平均值滤波后来表征该时间段的平均采样数据；

A2：时空序列融合：不同从节点监测后的数据经过时间序列数据融合后再进行空间序列数据融合，取不同位置的数据进行空间加权计算，用来表征整个畜禽养殖环境的相关环境参数；

A3：数据传输：主节点将时间序列融合和时空序列融合后的数据分别传输给服务器，用以表征多点传感器监测的数据信息和整个畜禽养殖环境的数据信息；

A4：各从节点的数据融合方式分别独立进行，互不干扰和影响，实现多点多源数据的融合和传输；

A5：在服务器监控界面上实时显示畜禽养殖环境多点、多源传感器监测信息，并显示畜禽养殖环境参数经过数据融合后的综合环境参数表征信息。