畜牧养殖行业专业物联网解决方案

当前国内对畜禽设施养殖环境的监测手段主要是靠养殖人员的经验进行人工观测，人工调节，调节有滞后性，生产效率低，占用人力资源多，这一做法基本无法适应现代化的养殖要求，导致我国的畜禽业生产水平处于落后水平。而环境因素对家禽养殖的重要性已被国内外大量的科学研究和生产实践所证实，尤其是封闭式的畜禽舍，光照有限，温度、湿度波动比较大，有害气体不容易散发，这些均对畜禽的生长繁殖影响比较大。畜禽舍内的环境质量已经上升为影响畜禽健康状态与生产性能、 人类安全和维护社会稳定的首要问题。

因此，根据畜禽养殖环境的特点，利用智慧畜禽养殖环境测控系统对温度、湿度、有害气体浓度等主要环境参数准确和实时监测是十分有必要的，以监测数据为参考依据，对畜禽舍养殖环境进行调控，能大大提高畜禽舍管理效率。

一.系统概述:

 1.系统设计原理

智能畜禽养殖系统是将物联网智能化感知、传输和控制技术与养殖业结合起来，利用先进的网络传输技术，围绕集约化畜禽养殖生产和管理环节设计而成。系统通过智能传感器在线采集养殖场环境信息（二氧化碳、氨气、硫化氢、空气温湿度等），同时集成及改造现有的养殖场环境控制设备，实现畜禽养殖的智能生产与科学管理。管理员可以通过手机、PDA、计算机等信息终端，实时掌握养殖场环境信息，及时获取异常报警信息，并可以根据监测结果，远程控制相应设备，实现健康养殖、节约成本、减少人工、节能降耗的目的。

系统在增加相应控制设备后可定时定量或按需求喂料、喂水、照明、取蛋、降温、升温、通风换气、清粪等，从而实现禽畜养殖自动化。

2.系统组成结构及优势

（1）系统主要由采集层，传输层，控制层，应用层组成。

---信息采集系统：二氧化碳、氨气、硫化氢、空气温湿度、光照强度、气压、粉尘等各类传感器，实时采集养殖舍内的环境值。

---无线或有线传输系统：无线传输终端或有线链路，将采集层的数据传输到上位机平台。即可远程无线传输采集数据；

---自动控制系统：主要包括温度控制，湿度控制，通风控制，光照控制，喷淋控制以及定时或远程手动喂食，喂水，掏粪等。

---视频监控系统：可远程监控各舍内的视频图像及环境变化情况，及时查看畜禽的成长生活状况，密切关注疫情的发生、防治；

---软件平台：可通过电脑或手机等信息终端，远程实时查看养殖舍内的环境参数，通过应用平台实现自动控制功能，各类报警功能。

（2）系统优势

--采用先进准确的数字传感器，可精准的检测各项环境指标。

--采用物联网技术，利用无线通讯，用户可远程监控。

--自动化控制，可自动控制通风机，光照装置，环境模拟系统等，定时自动喂食，喂水，大大降低人工成本。

--自报警装置，当某项环境指标不达标或超标时便自动报警。

--人性化人机界面，简便易懂，操作方便。

二：感知层应用——信息采集系统

感知层信息采集一般有空气温湿度传感器，二氧化碳传感器，氨气传感器，硫化氢传感器，实时采集舍内的环境数值，并上传至采集终端。实现养殖舍内环境参数（包括CO2、氨氮、H2S、温度、湿度、光照强度、视频等）信号的自动监测、采集与传输。

（1）温湿度监测——营造舒适的温湿度环境

通过温湿度传感器，实时监测采集养殖舍内外的温湿度数值，通过舍内、外的温度对比， 及时采取控制温湿度的措施。例如，鸡舍内温度以保持在18℃—23℃为宜，最低不应低于15℃，普通的兔舍温度应维持在16°—29°C之间，相对湿度为40%—70%。在炎热夏季，当室内温度高于室外温度时，启动风机进行空气交换、通风排湿；在寒冬，需要进行保温处理，适当进行送暖措施（如太阳能、电热炉、锅炉供暖）等。

（2）光照度监测——保证充足的光照时间

光照影响畜禽生长发育、食欲、性成熟、换毛，尤其对鸡的产蛋率、啄癖等有重要影响。所以，充足的光照时间是保证动物健康、快速成长的重要因素。对于阴天养殖舍内光线阴暗或冬季日照时间不足的情况，适当增加辅助照明，弥补光照度的不足。

（3）CO2、 NH3、H2S等气体监测——通风换气，保持养殖舍内空气清新

二氧化碳为无色、无臭、略带酸味的气体。 二氧化碳无毒，但养殖舍内二氧化碳含量过高，氧气含量会相对不足；氨气和硫化氢主要来自有机物（粪尿、垫草和饲料）的分解。氨气是公认的应激源，硫化氢是畜禽养殖舍内浓度比

较高的一种有毒气体，具有臭鸡蛋味，这些有害气体不仅对人和畜禽的健康造成影响，而且容易对周围环境产生污染。氨气等有害气体对养殖动物的呼吸道黏膜的刺激，极易诱发慢性呼吸道病症，继而发生腹水综合症等，对养殖动物的危害极大。

因而，必须对养殖场内的CO2、 NH3、H2S等气体进行分析检测，来控制各种气体的浓度。

智能畜禽养殖环境测控物联网系统，应用二氧化碳传感器、氨气分析仪、硫化氢传感器等设备，实时采集养殖舍内的气体参数值。将数值传输到管理平台，控制设备联动控制通风换气，可以及时排出污浊空气，不断吸收新鲜空气。同时考虑到对舍内温湿度的影响，冬天选择温度较高时通风换气，夏天选择凉爽的夜晚或早晨通风换气。

（4）压力监测——保证环境适宜

由于某些时候通风差等原因，会造成养殖舍内外压力存在差异，不利于气体流通，导致舍内有害气体浓度过高。该系统可以实时监测采集养殖舍内外压力，当出现压差时，系统可联动控制相关设备运行，以保证空气流通。

三：控制层应用——智能人机界面

1.智能人机界面概述

数据信息采集传输到控制层，形成智能畜禽养殖环境物联网系统的控制终端—智能控制柜。控制柜通过智能人机界面实现养殖舍内参数显示、设备的联动控制。人机界面(也叫HMI)

触摸屏主要用于系统的数据显示和参数设置，并提供了数据查看、数据修改的功能，它安装在养殖舍环境主控柜的面板上，显示养殖舍内部的温度、湿度、光照强度、CO2含量等数值参数，以及配套设备如风机、空调、喷淋和刮粪板等设备的启停状态。这样一个养殖舍只需一个工作人员就可对整个舍内的状态和数据信息完全的掌握，节省了人力资源。另外对于系统的异常状况在屏幕上也能及时的显示，并声光报警提醒工作人员及时的处理信息和排除故障。

2.实现的主要功能：

实时的资料趋势显示——把读取的数据资料立即显示在屏幕上。

自动记录资料——自动将资料储存至数据库中，以便日后查看。

历史资料趋势显示——把数据库中的资料作可视化的呈现。

报表的产生与打印——能把资料转换成报表的格式，并能够打印出来。

图形接口控制——操作者能够透过图形接口直接控制机台等装置。

警报的产生与记录——使用者可以定义一些警报产生的条件。

调取系统运行参数——使用管理员身份可调取系统运行参数进行查看和修改。

独特的管理员权限——具有管理员操作界面，提高系统安全性。

四：图像数据视频监控系统

在有条件的养殖舍内安装视频监控，以便随时查看现场动物生长情况，减少人工现场巡查次数，提高效率。从科学养殖、提高养殖管理水平，从实现现代化养殖的角度来看，视频监控是现代化养殖业发展必然趋势。

1.技术原理概述

图像数据视频监控系统采用全新的基于Flash解码视频压缩技术，结合音频、信息流的传输、实时视频管理系统，并提供实时视频在线平台。该系统平台结合现代视频技术、网络通信技术、图像压缩技术、信息流媒体传输技术、计算机控制技术，把不同用户的实时视频使用需求，以电脑、手机客户端的形式展示出来；并与ADSL、CDMA、WIFI等传输技术与网络视频服务器相结合，通过任何网络（局域网/城域网/专网/互联网）完成信息采集、传输、实时视频、管理和存储的全过程，同时也可以在不需安装插件情况，利用HTML5技术通过办公PC、移动（手机）等多种设备进行网上直播。

在养殖场内安装视频监控，可以降低费用，节省成本，加强养殖场的管理。

2.主要优势

 ①畜禽养殖监控系统可随时监控养殖场的实时状况，实现了养殖场的远程管理，可通过视频看到实际情况，进行远程操作和监控。利于严格按照规范进行养殖，能够及时发现养殖过程中的隐患，尽早采取措施排除隐患，提高存活率。

②无须亲临现场就可以监控到养殖舍内现场情况，便于管理层和参观人员了解养殖生产情况，真正全方位的实现了智能化管理、智慧养殖的目的。

③感应式数据采集，智能化设备代替传统的人力控制，使控制过程更加精细、更加快速、更加准确。

④完整的网络版软件配套，使制定及修改复杂的多级管理系统变得非常简单、方便；各层管理者可通过网络简单快捷查询到各种饲养信息；智能化的数据备份功能，保证数据的稳定不丢失，保持长久。

⑤智能电子耳标可以对畜禽进行智能跟踪管理，在发生疫情的第一时间可追踪到病源，做到及时防控，追根溯源，把用户的损失降到最低。

五：系统软件应用平台

智能畜禽养殖环境监控系统，可以实现对如温度、湿度、气体浓度、光照度等参数的自动监测、采集、调节与控制，同时预留手动控制模式，通过手动与自动的完美结合，达到理想的控制效果，为动物营造舒适、健康生长环境，实现更好的经济效益。系统软件具有界面友好、结果可视化的特点。

1、提供每个监测点的温湿度、氨气、二氧化碳浓度、光照度、大气压力等环境参数；

2、支持历史数据查询，可对一些突发事件提供数据依据。

3、历史曲线、统计报表功能，通过观察变化趋势，可以总结出相应的规律，进而总结出一些养殖管理经验。

4、实时报警功能，当监测到的某个参数数值超限时，监测软件会发出报警信息，及时提醒管理人员。

5、数据自动存储、记录，并可导出Excel表格形式，方便日后查找和参考。

6、系统软件采用工业组态平台，具有性能稳定、便于维护、扩展方便等特点。可以根据养殖舍分布情况，在界面上区分养殖舍位置、布局，监控界面更加生动形象。

7、监测软件采用中文操作，安装简单，参数设置人性化，易于操作使用。

六：御控工业物联网云平台

智慧农业是社会信息化发展的一部分，而智能手机为智慧农业的发展开辟了一条更快捷的道路。随着智慧农业的逐步发展，智能手机必将成为农业物联网中不可或缺的有利助手。

御控工业物联网网云平台，旨在通过手机平台逐步建立养殖场远程环境监控、畜禽产品网上交易、蛋奶肉类食品质量追溯、政府监管等多平台综合一体的智能手机应用系统。

御控工业物联网畜禽养殖智能环境测控物联网系统，通过设在养殖舍内的监测装置可对舍内的温度、湿度、粉尘、光照和有害气体含量进行实时检测，并将数据信号传送至监测禽舍的中央处理器上，中央处理器再将数据信号通过无线传输模块发送至手机，工作人员通过手机即可收到各种数据，实现了远程监测；同时，工作人员还能通过手机发出指令至中央处理器，通过中央处理器控制通风窗控制器和风机工作，相应的调节通风窗的开合角度及风机转速，实现了远程控制，操作简单方便，降低了劳动强度，减少了人工成本。