一种基于自学习的鸡舍养殖环境健康监测控制系统及方法与流程

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1.本公开涉及养殖环境控制技术领域，具体涉及一种基于自学习的鸡舍养殖环境健康监测方法及系统。

背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.自养鸡技术业规模化以来，都在不断寻求科学有效的饲养管理方法。从最初以为主发展到以科学预防为主，从地养发展到网养，但是效益时好时坏，极其不稳定。经过研究发现，其主要原因是环境因素造成的，鸡舍的环境对鸡的生长起到重要的影响，鸡舍环境的好坏直接影响鸡的健康，制造良好的鸡舍环境是非常重要的。鸡舍温度、湿度、光照强度、氧气浓度、二氧化碳浓度等环境因素是防控疾病和提高生产效率的关键，适宜的生长环境可以增强鸡机体抗病能力，保证正常的生产性能指标。
4.然而传统的禽类环境控制中，多个系统独立控制，例如鸡舍内温度超出养殖标准温度范围，则开启风机和水帘，但是风机功率和通风窗大小以及开启的时间都无法精准化控制；并且传统控制中经常出现滞后控制，例如鸡舍内温度超出养殖标准温度范围后，使用风机水帘降温需要一定时间，而这段时间中鸡处于异常环境中健康风险大大增加；另外传统控制无法实现控制设备的远程监测和控制。

技术实现要素：

5.本公开为了解决上述问题，提出了一种基于自学习的鸡舍养殖环境健康监测控制系统及方法，通过采集并分析养殖标准环境数据，以及鸡舍内各种数据，根据采集数据和控制数据，对鸡舍的控制模型进行训练，优化控制参数，从而优化鸡舍环境控制，可远程对鸡舍内环境数据进行监控，保证鸡舍安全生产。
6.根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
7.一种基于自学习的鸡舍养殖环境健康监测控制系统，包括控制服务器、数据采集处理模块、调控模块与受控设备；所述控制服务器、数据采集处理模块与受控设备均所述调控模块相连；
8.所述数据采集处理模块用于采集各种数据进行整理转换后传输至调控模块，所述调控模块接收数据后发送给控制服务器；
9.所述控制服务器与用户终端相连，控制服务器用于接收用户上传的用户控制指令并生成自主控制指令，并将自主控制指令或者用户控制指令发送给调控模块，所述调控模块再将控制指令发送给相应的受控设备，所述受控设备根据相应控制指令调整受控设备运行状态，调节鸡舍养殖环境参数。
10.根据另一些实施例，本公开采用如下技术方案：
11.一种基于自学习的鸡舍养殖环境健康监测控制方法，包括：
12.采集鸡舍内环境数据、视频以及音频数据，根据视频以及音频数据分析鸡对环境的适应程度和体温异常情况，标记异常指标以及位置；根据用户控制指令调控一个周期后的反馈环境评价模型所得分数判断对预设控制策略学习更新。
13.进一步的，所述控制指令包括但不限于提高或者降低加热设备功率；通风窗开启面积的大小；提高或者降低风机功率；开启或者关闭水帘；鸡舍内照明灯光照的强度。
14.与现有技术相比，本公开的有益效果为：
15.本公开采集并分析养殖标准环境数据，鸡舍内环境数据，室外环境数据，鸡舍内视频数据，鸡舍内音频数据，根据采集数据和控制数据，对鸡舍的控制模型算法进行训练，优化控制参数，从而优化鸡舍环境控制，并且用户通过终端可以远程对鸡舍内环境数据监控，在一定特殊情况下可以切换人工远程操作，从而保证鸡舍安全生产；本公开有效的解决了无法通过鸡舍环境因素，通过自主学习的方式优化鸡舍环境的控制，并可由人工远程监控操作控制的问题。
附图说明
16.构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
17.图1为本公开的系统连接结构图；
18.图2为本公开的设备分布图；
19.图3为本公开的方法控制流程图；
20.图4为本公开的自学习流程图。
具体实施方式：
21.下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
22.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
23.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
24.实施例1
25.本公开的一种实施例中提供了一种基于自学习的鸡舍养殖环境健康监测控制系统，如图1所示，包括控制服务器、数据采集处理模块、调控模块与受控设备，所述控制服务器、数据采集处理模块与受控设备均与所述调控模块相连。
26.所述数据采集模块用于采集各种数据进行整理转换后传输至调控模块，所述调控模块接收数据后发送给控制服务器；
27.所述控制服务器与用户终端相连，控制服务器用于接收用户上传的用户控制指令并生成自主控制指令，并将自主控制指令或者用户控制指令发送给调控模块，所述调控模块再将控制指令发送给相应的受控设备，所述受控设备根据相应指令调整受控设备运行状
态，调节鸡舍养殖环境参数。
28.具体的，数据采集处理模块由数据采集模块和数据处理模块组成，数据采集模块负责通过环境因素采集设备来采集鸡舍内环境数据、室外环境数据、鸡舍内视频数据、鸡舍内音频数据，并将采集到的各项数据传输到数据处理模块，数据处理模块负责将各项数据进行整理转换后再传输至调控模块。
29.进一步的，鸡舍内环境数据包括鸡舍内温度数据、鸡舍内光照数据，鸡舍内湿度数据、鸡舍内氧气浓度数据、鸡舍内二氧化碳浓度数据、鸡舍内氨气浓度数据、鸡舍内硫化氢浓度数据以及鸡舍内一氧化碳浓度数据。
30.所述室外环境数据包括室外温度数据以及室外光照数据。所述鸡舍内视频数据包括鸡舍内各层鸡笼的鸡状态数据以及鸡体温数据，所述鸡舍内音频数据包括鸡舍内各层鸡笼的鸡音频数据。上述的数据通过环境因素采集设备进行采集，然后将数据汇总采集到数据采集处理模块。
31.环境因素采集设备包括温度传感器、光照传感器、湿度传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器、氨气传感器、硫化氢传感器以及一氧化碳传感器。
32.具体的，获取的上述的数据上传至调控模块，所述调控模块接收数据采集处理模块传输的鸡舍内环境数据、室外环境数据，鸡舍内视频数据，鸡舍内音频数据，并将获取环境数据及控制数据发送给控制服务器，接收控制服务器发送的自主控制指令或者用户控制指令，并将控制指令发送给相应的受控设备。
33.作为一种实施例，所述控制服务器与用户终端相连接，用于接收调控模块上传的鸡舍环境数据和控制，用户终端上传的用户指令，根据鸡舍环境数据，鸡舍内视频数据，鸡舍内音频数据和控制数据，与养殖标准环境数据范围分析是否超出养殖标准环境数据阈值，是否出现养殖环境异常，标记异常指标及位置，通过用户终端向养殖人员报警，同时根据鸡舍内视频数据和鸡舍内音频数据分析鸡对环境的适应程度和体温是否异常，标记异常指标及位置，根据预设的控制策略将自主控制指令发送给调控模块，或将用户控制指令发送给调控模块，并根据用户控制指令调控一个周期t后的反馈环境评价模型所得分数判断对预设控制策略学习更新：
34.具体的，根据用户控制指令调控一个调控周期15min后的反馈环境评价模型所得分数判断对预设控制策略学习更新：若反馈环境评价模型评分对比同环境条件下历史预设评分更接近最佳，即调控后所得分数更高，则学习更新对应环境下预设调控策略，即更新控制服务器中数据库存储的对应环境条件下的预设策略；否则放弃记录此次用户调控策略。
35.所述受控设备用于接收调控模块发送的控制指令，根据相应控制指令调整受控设备运行状态，从而调节鸡舍养殖环境参数。
36.反馈环境评价模型包括温湿度评价模型和有害气体评价模型。
37.作为一种实施例，所述反馈环境评价模型的具体为：
38.温湿度评价模型根据实时环境数据对养殖标准环境数据偏移量得出温度得分，湿度得分和各项有害气体得分根据温湿度评价模型表达式得出温湿度评分，根据有害气体评价模型表达式得出有害气体评分，根据反馈环境评价模型表达式得出反馈环境评分。
39.所述温湿度评价模型表达式为：
[0040][0041]
其中，s
t
为温度得分，sh为湿度得分，w
t
为温度权重，wh为湿度权重。
[0042]
所述有害气体评价模型表达式为：
[0043][0044]
其中，si为各项有害气体得分，wi为各项有害气体权重。
[0045]
所述反馈环境评价模型表达式为：
[0046][0047]
其中，s
th
为温湿度评分，sg为有害气体评分，w
th
为温湿度权重，wg为有害气体权重。
[0048]
具体的，调控模块包括数据传输模块，控制模块；所述数据传输模块与控制模块以及控制服务器相连接。所述数据传输模块用于接收数据采集处理模块传输的环境数据和控制模块发送的控制数据，并将该环境数据和控制数据发送给控制服务器；同时数据传输模块用于接收控制服务器发送的自主控制指令或用户控制指令并发送给控制模块。所述控制模块用于接收数据传输模块发送的控制指令，向对应受控设备发送控制指令，指令包括但不限于：提高/降低加热设备功率，通风窗开启面积，提高/降低风机功率，开启/关闭水帘，鸡舍内照明灯光照强度，并将控制数据发送给数据传输模块。
[0049]
所述受控设备接收调控模块的控制模块传输来的指令，根据指令对应受控设备调整状态使当前环境与鸡当前生长阶段对应的养殖标准环境数据范围匹配。如图2所示，受控设备包括：加热设备，通风窗，风机，水帘，照明灯。
[0050]
优选的，用户终端包括：移动终端和pc终端，可以通过有线或者无线的方式连接控制服务器。
[0051]
实施例2
[0052]
本公开的一种实施例中提供了一种基于自学习的鸡舍养殖环境健康监测控制方法，基于一种自学习的鸡舍养殖环境健康监测控制系统，所述系统包括数据采集处理模块，调控模块，控制服务器和受控设备，所述数据采集处理模块与受控设备均与调控模块相连接，数据采集处理模块将采集环境数据传送给调控模块；受控设备接收调控模块发送的控制指令，调整对应受控设备状态后将控制数据发送给调控模块。
[0053]
所述数据采集处理模块由数据采集模块和数据处理模块组成；数据采集模块负责通过环境因素采集设备采集鸡舍内环境数据，室外环境数据，鸡舍内视频数据，鸡舍内音频数据，并将采集到的各项数据传输到数据处理模块；数据处理模块负责将各项数据进行整理转换传输至调控模块。
[0054]
所述调控模块用于接收数据采集处理模块传输的鸡舍内环境数据，室外环境数据，鸡舍内视频数据，鸡舍内音频数据，并将获取环境数据及控制数据发送给控制服务器，接收控制服务器发送的自主控制指令或者用户控制指令，并将控制指令发送给相应的受控设备。
[0055]
所述控制服务器与用户终端相连接，用于接收调控模块上传的鸡舍环境数据和控
制，用户终端上传的用户指令，根据鸡舍环境数据，鸡舍内视频数据，鸡舍内音频数据和控制数据，与养殖标准环境数据范围分析是否超出养殖标准环境数据阈值，是否出现养殖环境异常，标记异常指标及位置，通过用户终端向养殖人员报警，同时根据鸡舍内视频数据和鸡舍内音频数据分析鸡对环境的适应程度和体温是否异常，标记异常指标及位置，根据预设的控制策略将自主控制指令发送给调控模块，或将用户控制指令发送给调控模块，并根据用户控制指令调控一个周期15min后的反馈环境评价模型所得分数判断对预设控制策略学习更新：若反馈环境评价模型评分对比同环境条件下历史预设评分更接近最佳，即调控后所得分数更高，则学习更新对应环境下预设调控策略，即更新控制服务器中数据库存储的对应环境条件下的预设策略；否则放弃记录此次用户调控策略。
[0056]
所述调控模块包括数据传输模块，控制模块；所述数据传输模块与控制模块以及控制服务器相连接。所述数据传输模块用于接收数据采集处理模块传输的环境数据和控制模块发送的控制数据，并将该环境数据和控制数据发送给控制服务器；同时数据传输模块用于接收控制服务器发送的自主控制指令或用户控制指令并发送给控制模块。所述控制模块用于接收数据传输模块发送的控制指令，向对应受控设备发送控制指令，指令包括但不限于：提高/降低加热设备功率，通风窗开启面积，提高/降低风机功率，开启/关闭水帘，鸡舍内照明灯光照强度，并将控制数据发送给数据传输模块。
[0057]
所述受控设备接收调控模块的控制模块传输来的指令，根据指令对应受控设备调整状态使当前环境与鸡当前生长阶段对应的养殖标准环境数据范围匹配。
[0058]
作为一种实施例，如图3所示，具体的监测控制流程方法为：
[0059]
采集鸡舍内数据以及室外数据，根据当前实时鸡舍内以及室外数据给出预设的控制策略，控制策略对各受控设备通过调控模块发出控制指令调节鸡舍内环境，同时判断是否超出养殖标准环境数据阈值，是否出现养殖环境异常，标记异常指标及位置，通过用户终端向养殖人员报警，养殖人员即可实时监控鸡舍内状况并可随时调节受控设备的运行情况；
[0060]
在根据预设控制策略对受控设备调整运行状态一个调节周期15min之后，若反馈环境评价模型评分更接近最佳，即调控后所得分数更高，则维持现调控策略不变并记录为历史预设评分，直到实时检测到的反馈环境评价模型评分出现超出养殖标准环境数据阈值时，重新根据对应预设控制策略进行调整；在根据预设控制策略对受控设备调整运行状态一个调节周期15min之后，若反馈环境评价模型评分对比调控前评分更加偏离最佳，即调控后所得分数更低，则重新根据对应预设控制策略进行调整；
[0061]
具体的，如图4所示，进行自适应学习的流程为：
[0062]
任意时刻养殖人员可以对受控设备状态进行调整，调整设备时记录实时环境数据，在受控设备调整运行状态一个调节周期15min之后，若反馈环境评价模型评分对比同环境条件下历史预设评分更接近最佳，即调控后所得分数更高，则学习更新对应环境下预设调控策略，即更新控制服务器中数据库存储的对应环境条件下的预设策略；否则放弃记录此次用户调控策略。
[0063]
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序
指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0064]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0065]
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

技术特征：

1.一种基于自学习的鸡舍养殖环境健康监测控制系统，其特征在于，包括控制服务器、数据采集处理模块、调控模块与受控设备；所述控制服务器、数据采集处理模块与受控设备均与所述调控模块相连；所述数据采集处理模块用于采集各种数据进行整理转换后传输至调控模块，所述调控模块接收数据后发送给控制服务器；所述控制服务器与用户终端相连，控制服务器用于接收用户上传的用户控制指令并生成自主控制指令，并将自主控制指令或者用户控制指令发送给调控模块，所述调控模块再将控制指令发送给相应的受控设备，所述受控设备根据相应控制指令调整受控设备运行状态，调节鸡舍养殖环境参数。2.如权利要求1所述的一种基于自学习的鸡舍养殖环境健康监测控制系统，其特征在于，所述数据采集处理模块采集的数据包括：鸡舍内环境数据、室外环境数据、鸡舍内视频数据以及鸡舍内音频数据。3.如权利要求2所述的一种基于自学习的鸡舍养殖环境健康监测控制系统，其特征在于，所述鸡舍内环境数据包括：温度数据、光照数据、湿度数据、氧气浓度数据、二氧化碳浓度数据、氨气浓度数据、硫化氢浓度数据以及一氧化碳浓度数据。4.如权利要求2所述的一种基于自学习的鸡舍养殖环境健康监测控制系统，其特征在于，所述室外环境数据包括：室外温度数据以及室外光照数据。5.如权利要求1所述的一种基于自学习的鸡舍养殖环境健康监测控制系统，其特征在于，所述数据采集处理模块包括温度传感器、光照传感器、湿度传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器、氨气传感器、硫化氢传感器以及一氧化碳传感器。6.如权利要求1所述的一种基于自学习的鸡舍养殖环境健康监测控制系统，其特征在于，所述调控模块包括数据传输模块和控制模块，所述数据传输模块用于接收数据采集处理模块传输的环境数据和控制模块发送的控制数据，并将该环境数据和控制数据发送给控制服务器，同时数据传输模块用于接收控制服务器发送的自主控制指令或用户控制指令并发送给控制模块。7.如权利要求1所述的一种基于自学习的鸡舍养殖环境健康监测控制系统，其特征在于，所述控制服务器根据鸡舍环境数据、鸡舍内视频数据、鸡舍内音频数据和控制数据，与养殖标准环境数据范围分析是否超出养殖标准环境数据阈值，是否出现养殖环境异常，标记异常指标及位置，通过用户终端向养殖人员报警。8.如权利要求7所述的一种基于自学习的鸡舍养殖环境健康监测控制系统，其特征在于，根据鸡舍内视频数据和鸡舍内音频数据分析鸡对环境的适应程度和体温是否异常，标记异常指标及位置，根据预设的控制策略将自主控制指令发送给调控模块，或将用户控制指令发送给调控模块，并根据用户控制指令调控一个周期后的反馈环境评价模型所得分数判断对预设控制策略学习更新。9.一种基于自学习的鸡舍养殖环境健康监测控制方法，其特征在于，包括：采集鸡舍内环境数据、视频以及音频数据，根据视频以及音频数据分析鸡对环境的适应程度和体温异常情况，标记异常指标以及位置；根据用户控制指令调控一个周期后的反馈环境评价模型所得分数判断对预设控制策略学习更新。10.如权利要求9所述的一种基于自学习的鸡舍养殖环境健康监测控制方法，其特征在
于，所述控制指令包括但不限于提高或者降低加热设备功率；通风窗开启面积的大小；提高或者降低风机功率；开启或者关闭水帘；鸡舍内照明灯光照的强度。

技术总结

本公开提供了一种基于自学习的鸡舍养殖环境健康监测控制系统及方法，属于养殖环境控制领域，包括控制服务器、数据采集处理模块、调控模块与受控设备，控制服务器根据鸡舍环境数据、鸡舍内视频数据、鸡舍内音频数据和控制数据，与养殖标准环境数据范围分析是否超出养殖标准环境数据阈值，是否出现养殖环境异常，标记异常指标及位置，根据预设的控制策略将自主控制指令发送给调控模块，或将用户控制指令发送给调控模块，并根据用户控制指令调控一个周期T后的反馈环境评价模型所得分数判断对预设控制策略学习更新，优化鸡舍环境控制，从而保证鸡舍安全生产。证鸡舍安全生产。证鸡舍安全生产。