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成功案例

【物联网】四川省畜牧科学院养殖物联网平台

发布时间: 2018-09-07 10:52 

  一、概述
  随着规模化养鸡的快速发展,养鸡业集约化、工业化程度不断提高,鸡舍小气候环境对鸡健康和生产性能的影响愈来愈大。特别是现代养鸡生产体系中,鸡品种的优良遗传性能不断被强化,品种更新换代速率加快;而其对小气候环境变化的适应性则表现为愈来愈差。所以现代养鸡品种的抗病能力和健康水平方面呈下降趋势,这就更加要求规模化养鸡的环境控制方式要不断跟上现代养鸡生产的需要,适时调整养鸡环境控制的目标和策略,不断研究开发与应用新型的鸡舍环境控制方式与装备,为现代养鸡业的健康安全生产做好保驾护航。
  随着计算机技术、控制技术、通信技术和信息技术的飞速发展以及人们对自动控制代替人力劳动的要求不断提高。
  由于天气、光照等诸多因素,鸡场管理者并不能做到面面俱到而使所养的鸡处于良好的生长状态。所以针对减少人力劳动以及改善鸡舍环境,设计一个智能鸡舍环境系统不失为一个良好的解决办法。成都中精科技有限公司研发的鸡舍环境物联网智能监控系统应运而生。
  二、系统简介
  “鸡舍环境物联网智能监测控制系统”主要由移动手机APP端、云服务器平台、本地工控机数据采集系统、现场传感器以及智能控制器等部分组成。整套系统可以实现各种动物养殖场的综合监控,包括养殖场内的温度、湿度、二氧化碳浓度、氧气浓度、光照强度、压力、粉尘、氨气、硫化氢、风速等以及很直观的养殖区的视频图像信息等,同时可对养殖场内的温度、湿度、有害气体浓度、光照度进行自动或手动控制,以营造一个适于动物生长生活的舒适环境,提高养殖的经济效益。
  1、系统优势
  1.1、采用先进准确的进口数字传感器,可精准的检测各项环境指标。1.2、采用物联网技术,利用无线通讯,用户可远程监控。
  1.3、自动化控制,可自动控制通风机,光照装置,定时自动喂食,喂水,大大降低人工成本。
  1.4、自报警装置,当某项环境指标不达标或超标时便自动报警,当检测到本地系统断电时发出报警。
  1.5、人性化人机界面,简便易懂,操作方便。1.6、可提供通信协议,方便与用户内部管理软件对接。
  2、系统组成结构
  鸡舍环境物联网智能监测控制系统:由鸡舍信息智能采集系统、通讯系统、智能管理平台、鸡舍环境自动控制系统等部分组成。
  2.1、鸡舍环境信息智能采集系统
  实现鸡舍内环境(包括CO2、氨氮、H2S、温度、湿度、光照强度、视频等)信号的自动检测、传输、接收。
  采集层一般有空气温湿度传感器,二氧化碳传感器,光照传感器,粉尘传感器等。实时采集舍内的环境值,并上传至采集终端。
  2.2、通讯系统
  采用无线通讯本地供电方式进行数据通讯,无线通讯方式可以采用GPRS通讯或779HZ无线通讯方式、并可有线无线灵活结合。
  2.3、智能管理平台
  实现对采集自鸡舍的各路信息的存储、分析、管理;提供阈值设置功能;提供历史数据储存、检索、警告等功能。
  2.4、鸡舍环境自动控制系统
  通过智能判断鸡舍内环境(包括CO2、氨氮、H2S、温度、湿度、光照强度等)状况,自动调节相应控制设备达到设定的阈值。
  2.5、状态反馈
  在系统根据当前环境状况向动作单元发出动作命令时,系统将收集动作单元是否有执行动作命令,从而监测动作单元的工作状态。从而确保整个系统环境的安全运行。
  3、系统功能
  3.1、数据采集全天候24小时数据自动采集、记录及储存。
  3.2、实时显示可将历史数据自动生成为表格、曲线和图形,形象直观。
  3.3、历史储存对历史数据进行安全存储并备份,并可以根据客户的需求及筛选条件随意查询,数据导出及打印形式多样,Excel等多种格式。
  3.4、超限报警可自行设置温湿度上下限,当温湿度超限时及软件界面将自动提示报警,并在电脑上通过音箱(需配置)发出蜂鸣警告声。
  3.5、视频监控C/S端,APP端集成了鸡舍视频(暂支持大华设备)监控,随时掌握现场,实况提高监管效率,减少人工现场巡查次数,提高生产效率。
  3.6、本地手/自动控制自动化控制,可自动控制通风机,光照装置,鼓风机,扇热片。大大降低人工成本。手动控制可以在自动控制故障时提供必要的保障,确保系统的安全性。
  3.7、手机APP远程查看并控制本系统提供手机APP端,在外出时可通过云服务器随时查看鸡舍当前状态,当设定值超限时,手机APP会提供超限报警(界面提示)。并当在本地自动控制状态下,可通过手机APP远程开关风扇、鼓风机、热风机、湿帘等设备。
  3.8、断电报警当本地系统出现断电或跳闸情况时,断电报警系统会在控制柜端(现场)提供声光报警, 电脑C/S端会检测到设备掉线,发出设备掉线的声音和软件上显示警告,及时界面提醒现场工作人员,确保鸡舍正常运行。
  3.9、状态反馈在系统根据当前环境状况向动作单元发出动作命令时,系统将收集动作单元是否有执行动作命令,从而监测动作单元的工作状态。从而确保整个系统环境的安全运行。
  三、系统整体设计
  1、系统构架
  系统总体构架为数据采集/设备控制/设备状态反馈、控制中心、传输网络、终端应用四个部分。
  2、系统设计原则
  2.1、应用系统设计采用模块化设计,单一模块出现故障不影响其他模块的正常工作。同时,可以方便的增加新的应用系统。
  2.2、系统设计时考虑到用户使用的便捷因素,因此系统支持互联网、手机等多种应用模式和方式。
  2.3、系统设计时考虑到整个系统的安全方面,在控制执行单元设计了动作单元的状态反馈。能直接的反应出故障设备,从而确保系统的安全运行。
  2.4、系统可通过多种模式向上级系统发送数据,提供多样化的数据接口。通过数据接口可共享基础数据和设置控制参数。
  2.5、系统提供通信协议,方便用户与企业内部管理软件相对接。
  四、系统组成设计
  (一)环境信息采集器数量及位置
  本方案设计应用的环境信息采集器有:二氧化碳传感器、光照度传感器、温湿度传感器、霍尔传感器、氨气传感器。
  当控制柜外部开关指向自动控制时,控制中心将自动根据系统内设定阈值对相关设备进行自动调控。
  1、温湿度控制
  通过室内、外的温度对比,在炎热夏季,启动风机进行空气交换,对室内降温;当室内湿度高于室外湿度且湿度较大时,启动风机通风排湿;在寒冬,需要进行保温处理,适当进行送暖(如太阳能、电热炉、锅炉供暖)等,营造舒适的温湿度环境。
  实现以上功能的正是我们安装在鸡舍内部的2组温湿度传感器和我们的控制中心。
  温度湿度传感器的运用,实时监测鸡舍中的温度,通过有线传输,还可与鸡舍中的暖风扇或通风设备相连接,当温度超过或低于设定温度时,自动打开或关闭相关设备。
  在正常工作的状态下,控制鸡舍内的温湿度取决于两组温湿度传感器的平均值,当其中的一组出现故障时,控制条件将会选择另外一个传感器的数据进行温湿度控制。同时控制系统将会出现故障提醒,提醒用户检查更换传感器。
  2、光照强度控制
  充足的光照时间是保证动物健康、快速成长的重要因素也是提高生产效率的重要保障。对于阴天鸡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。通过自动控制系统中的照度自动调节室内光照,保证充足的光照时间。
  光照度传感器的运用,为您实时监测鸡舍中的光照度,控制中心与鸡舍中的灯光电源连接,根据系统设定光照时间的长短,自动打开或关闭电源开关。
  3、有害气体控制
  在空气成分方面,有害气体和粉尘对鸡的健康与生产性能的影响问题是目前国际上的研究热点。减少有害气体和粉尘浓度的排放,提供足够的新鲜空气和实施清洁生产,是现代养鸡生产空气成分因素控制的关键。
  运用高精度二氧化碳传感器和氨气传感器,为您实时监测鸡舍中的二氧化碳浓度和氨气含量,从而反应其他有害气体含量。通过有线传输将数据传输到控制中心,控制中心根据设定的阈值,自动打开或关闭相关设备(如风机等)。
  (四)管理平台
  本地电脑将安装环境物联网智能管理平台。智能管理平台,将为管理人员提供实时监测数据和历史曲线数据,为及时做出相关养殖调整和制定新的规划方案提供数据支持。收集到的环境数据将直接自动储存,支持以Excel格式存储,可长期保存,方便日后查找和参考。将根据长时间的数据积累找到***利于鸡群生长的环境条件。从而大大提高生产效率,增大经济效益。
  手机APP端将会为您提供实时的鸡舍环境数据,您可根据当前环境数据进行相应的设备调控,让您随时随地了解鸡舍的生产状况。
  (五)报警系统
  本方案将为您提供一套环境参数超标报警系统,当环境参数超过设定的阈值时,短信模块将自动发送报警提醒给预留的手机号码。您也可以通过本地电脑和手机APP随时查看。并通过控制相关设备解除报警状态,让鸡舍随时都处于安全的生产状态下。
  本方案还将为您提供一套断电报警系统。该系统与被监测的电力线电源连接,当电源断电(停电)时通过停电报警器报警,工作人员可确定何处何时断电(停电),达到设备的电源一有故障立即通知工作人员的目的,以便及时处理。
  5、软件部分
  5.1软件功能简介
  (1) 通过电脑远程查看温室的实时环境数据,包括空气温度、空气湿度、C02、光照度、PM10 终端收到所有传感器数据统一传到指定办公室服务器电脑上或云平台上。在办公室实现远程实时查看温室内各种环境参数。
  (2) 温室环境报警记录及时短信报警提醒,用户可直接处理报警,系统记录处理信息,可以自动控制温室设备。
  (3) 自动化控制温室内环境设备,提高工作效率,如水量、风机、侧窗、顶窗等。
  (4) 用户可以直观查看鸡舍环境数据的实时曲线图,及时掌鸡生长环境。
  (5)用户可以在PC端和手机APP端看到鸡舍环境的视频和对应的环境参数。
  5.2 软件截图
  系统功能如对各监测点进行综合管理,包括数据读取显示、历史数据查询、图表曲线展示、功能参数设置、筛选导出打印等。
  六、系统设计标准
  ●  《JB/T5243-91工业控制计算机系统验收大纲》●  《GB50198-94计算机系统安全准则》、《GBJ93-86自动化仪表选型规定》
  ●  《HG20507-92工业自动化仪表工程施工及验收规范》●  《GB 50194-93建设工程施工现场供用电安全规范》
  ●  《GB 50054-95低压配电设计规范》、《JJG874-2007温度指示控制仪》
  七、售后和维保
  本公司产品承诺1年内免费保修,超过维保期只收取成本费用。
  (一)技术支持与服务
  对于我公司销售的产品和设备我们保证用户能够得到整个系统的终身技术支持和服务。作为技术支持重要部分,我们还将为用户提供******的系统升级服务,并确保:
  1、技术的先进性与应用适用发展趋势;2、随时能够为用户提供系统的扩展能力以满足用户日益发展的要求;3、升级后的系统有良好的性能价格比;4、经济性。
  (二)电话支持服务
  客户的系统管理员或系统管理维护人员随时可与我公司直接电话联系,由我司工程师通过电话向用户提供专业的技术支持,以***快的速度解决用户网络系统中出现的问题,并提供全天候、无周末响应服务。
  (三)返修维护服务
  当我们的工程师通过电话无法及时排除问题时,贵方可选择将设备寄回我公司售后点,我公司将尽快为您解决查找原因并及时处理问题。
  (四)设备维修服务
  我们对免费维护期内的系统设备提供维护和更换服务,对后续保用服务合同内指定的所有设备提供保修和保养服务。对于未包含在后续保用服务内的设备进行成本收费服务。
  (五)人员培训
  根据客户的需要,我公司将客户相关技术人员进行全面的技术培训,达到全面理解系统的功能和相关技术、并且可以独立进行安装配置、日常使用维持、一般故障诊断和修复等工作之目的,有关具体的培训内容包括:1、系统的体系结构及相关技术;2、系统的安装调试;3、系统管理员和用户培训。
  九、应用案例
  1、省畜科院示范养猪场物联网应用
  2、新疆天康生物鸡场物联网项目:
  项目简介:利用温湿度、光照、氨气、硫化氢、二氧化碳、风速传感器、水流量等传感器收集养殖场内外相关数据,将收集到的数据传输给控制软件,通过控制软件控制养殖场内的相关控制设备(如排风扇、灯光照明、水泵、湿帘等)。并与生产管理软件相结合,实时显示喂食量、生产结果与当前环境参数的相关联系。从而达到生长环境的******调控,减少养殖场所内病害的生长,降低畜禽疾病带来的危害和死亡,提高畜禽质量和产量。并可利用远程软件和手机APP随时了解场内生产状况,以提高畜牧养殖智能化水平。
  移动客户端基于Android/iOS系统定制开发,集PC客户端全部管理要素于一体,通过移动数据连接远程云服务器可与B/S、C/S端协同管控各种传感器终端及控制设备,实现智慧农业异地、远程、智能化办公化需求。
  3、内蒙古优然牧业牛场环境监控实验项目
  项目简介:内环境监测:包括温度、湿度、亮度、有毒气体(NH3、CO2、H2S)等环境因素的自动检测、传输、接收、处理和报警。根据现场需求不同,在不同的养殖舍内部署不同的传感器。
  控制系统:通过对养殖舍内相关设备红外灯、风机等)的控制,实现养殖舍内环境(包括温度、湿度、CO2、NH3、H2S 等)的集中、远程、联动干预。
  系统优点:感应式数据采集,智能化设备代替传统的人力、体力控制,使控制过程更加精细、更加快速、更加准确。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。提供生长曲线,获得各阶段的料肉比、各栏的平均日增重数据,预测达到出栏体重的天数和头数,为经营销售工作做好长期或短期的计划。