[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

说明书

本发明公开了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，由感知层、传输层、应用层三部分组成。所述感知层由多台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与母猪舍环境参数；所述传输层即基于时分复用组建的LoRa无线传感星型网络，智能饲喂器与环境参数采集模块将数据通过LoRa将传给汇聚节点；所述应用层采用C/S结构,即云服务器与GPRS以及安卓客户端APP建立TCP/IP连接。服务器后台程序实时监控母猪舍的饲喂量与环境参数，并根据基于故障树的异常诊断系统得出故障诊断意见。

技术领域

本发明涉及农业畜牧养殖自动化装备技术领域、物联网远程通信技术领域，具体涉及一种基于时分复用组网与故障树的母猪舍物联网系统。

背景技术

生产实践中生长猪的生长性能取决于仔猪，仔猪的健康取决于母猪，因此母猪群的健康状况，是提高“整个猪群健康状况”的关键。根据母猪所处阶段进行科学投料、实现智能化养殖，是当今自动化生猪养殖的一个研究热点。

研究表明，母猪采食量与其健康状况是正相关的；另一方面，猪舍环境恶劣，电气设备损耗比正常环境下严重很多。因此，如何在线监控电气设备的运行状态与母猪的采食状况，根据基于故障树的异常诊断系统得出诊断意见，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明针对目前国内的母猪养殖饲喂情况，根据科学养殖规律、精细划分母猪饲喂阶段，实现智能化养殖。为了解决信号冲突问题、同时保障母猪舍内电气设备的正常运行、并及时发现采食量异常的母猪，提出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方法。

本发明提供技术方案如下：

基于时分复用组网与故障树的母猪舍物联网系统包括感知层、传输层、应用层三部分；

所述感知层由多台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与母猪舍环境参数；

进一步地，所述智能饲喂器由微控制器(stm32f103c8芯片)、人机交互界面、直流电机、触碰杆、无线通信模块CKS00ML470AJ-LoRa组成；

所述人机交互界面基于嵌入式系统图形库STemWIN开发，具有配置母猪信息、显示当日执行量、母猪所处阶段等功能；

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驱动电机往复运动，即下料一次；

所述无线通信模块为CKS00ML470AJ-LoRa；

所述环境采集模块由微控制器(cks 32f103c8芯片)、五合一气象站传感器、液晶屏TFTLCD、执行机构(风机、湿帘)、CKS00ML470AJ-LoRa组成；

所述传输层包括汇聚节点与基于时分复用组建的低功耗广域网技术LoRa无线传感星型网络；

进一步地，所述汇聚节点由微控制器(CKS32F051R8芯片)、GPRS-DTU、TFTLCD、无线通信模块CKS00ML470AJ-LoRa(汇聚芯片SX1278)组成；

进一步地，所述GPRS-DTU与将汇聚节点数据发送至云服务器后台程序，数据包括：温度、湿度、氨气浓度、二氧化碳浓度、光照强度、母猪饲喂量；

进一步地，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；

进一步地，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(TDMA)技术；

所述通信协议分为入网请求协议和入网应答协议；