[发明专利]一种基于时分复用组网与故障树的母猪舍物联网系统及其控制方法

权利要求书

1.一种基于时分复用组网与故障树的母猪舍物联网系统，其特征在于，包括感知层、传输层、应用层三部分；

所述感知层由智能饲喂器以及环境参数采集模块组成，实现对母猪的精细投喂、并采集母猪的饲喂信息；

所述传输层包括汇聚节点与基于时分复用组建的LoRa无线传感星型网络；所述星型网络负责连接感知层和应用层；

所述应用层一方面实现母猪舍采食信息与环境参数的汇总与转发；

所述应用层另一方面实时监控母猪舍内母猪的采食情况与环境参数，根据设计的故障树得出故障诊断意见。

2.根据权利要求1所述的一种基于时分复用组网与故障树的母猪舍物联网系统，其特征在于，所述智能饲喂器包括微控制器、以及与之相连并受其控制的人机交互界面、直流电机、触碰杆、无线通信模块；

所述人机交互界面基于STemWIN开发，具有配置母猪信息、显示当日执行量、母猪所处阶段功能；

所述直流电机驱动控制下料电机正反转；

所述触碰杆触碰机制为猪拱一次则下料一次；

所述无线通信模块用于将采集的信息上传至传输层的汇聚节点以及接收应用层下发的控制信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于时分复用组网与故障树的母猪舍物联网系统，其特征在于，所述环境采集模块包括微控制器、以及与之相连并受其控制的五合一气象站传感器、液晶显示模块、母猪舍的执行机构、无线通信模块；所述五合一气象站传感器采集母猪舍的环境参数，所述液晶显示模块实时显示环境参数，所述无线通信模块将采集的环境参数上传并接收控制信息用于控制执行机构。

4.根据权利要求1所述的一种基于时分复用组网与故障树的母猪舍物联网系统，其特征在于，所述汇聚节点包括微控制器、GPRS-DTU、TFTLCD、无线通信模块；

所述GPRS-DTU与将汇聚节点数据发送至云服务器后台程序；

所述TFTLCD显示同步循环时间、收发数据包数量、当前已入网节点数；

所述LoRa无线传感星型网络包括LoRa自组网架构设计、通信协议设计；所述LoRa自组网架构采用时分复用技术；所述通信协议分为入网请求协议和入网应答协议。

5.根据权利要求1所述的一种基于时分复用组网与故障树的母猪舍物联网系统，其特征在于，所述应用层中的故障树设计如下：

所述故障树表示的知识在逻辑上形成一个复杂的广义有向图G＝(V,E)；

所述故障树逻辑结构使用邻接表表示法；

所述故障树的信息储存在一个向量vector内，即：vector<TreeNode>FaultTree；

所述故障树顶上事件发生概率为：0.0586340095841875000000000；

所述组建故障树最小割集有：

(X10*X11),X10:单片机通信故障，X11:采食量为0；

(X12*X13),X12:触碰杆故障，X13:采食量为100；

(X14*X15),X14:下料电机故障，X15:采食量严重超标；

(X16*X17),X16:猪排泄、饮水次数异常，X17:猪感染疾病；

(X25*X26),X25:定期清洁缺失，X26:湿度过大；

(X8*X19),X8:风机故障，X19:氨气浓度大于10；

(X9*X20),X9:灯具损坏，X20:光照小于50；

所述故障树基本结构重要度为：

I(X26)＝I(X25)＝I(X20)＝I(X19)＝I(X17)＝I(X16)＝I(X15)＝I(X14)＝I(X13)＝I(X12)＝I(X11)＝I(X10)＝I(X9)＝I(X8)。