[發(fā)明專利]一種遠程奶牛場環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN106989777A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜松懷;鄒兵;施正香;蘇娟;沈盼
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08C17/02
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11002
• 代理人: 王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及監(jiān)控系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種遠程奶牛場環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

奶牛的產(chǎn)奶量不僅受遺傳因素、生理因素、飼養(yǎng)管理因素的影響,在一定程度上還受奶牛泌乳期間所處環(huán)境因素的影響。有研究表明，奶牛的生產(chǎn)力影響因素中環(huán)境因素占到30-40％，因此研究奶牛生長環(huán)境，對環(huán)境數(shù)據(jù)進行實時的采集分析，進而指導(dǎo)奶牛場管理者對環(huán)境進行調(diào)控從而提高奶牛的生產(chǎn)力是非常有意義的。

目前，奶牛場現(xiàn)場的環(huán)境可以通過各種傳感器獲取數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C，通過相關(guān)軟件設(shè)計人機交互界面來實現(xiàn)。奶牛場環(huán)境數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞接泻芏?，最常用的是有線布線，實際實施過程比較困難特別是遠距離敷設(shè)，費用高、施工周期長、不宜日常維護。奶牛場環(huán)境數(shù)據(jù)傳輸中的無線傳輸方式有若干種，常用的有：ZigBee技術(shù)，其是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議，ZigBee技術(shù)是一種短距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率的無線通信技術(shù)；Wi-Fi，其是基于IEEE 802.11的一種允許電子設(shè)備連接到一個無線局域網(wǎng)(WLAN)的技術(shù)，通常使用2.4G或5G ISM射頻頻段，實際上就是把有線網(wǎng)絡(luò)信號轉(zhuǎn)換成無線信號；Bluetooth藍牙，其是一種基于IEEE802.15.1無線技術(shù)標準，可實現(xiàn)固定設(shè)備、移動設(shè)備和樓宇個人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換，使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF無線電波，其包括經(jīng)典藍牙、高速藍牙和藍牙低功耗協(xié)議，高速藍牙基于Wi-Fi；其中，經(jīng)典藍牙則包括舊有藍牙協(xié)議，3/24Mbps。

但是，現(xiàn)有的奶牛場環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的信息化技術(shù)還有待提高，特別是對分布于野外或者郊區(qū)等地區(qū)偏遠且環(huán)境復(fù)雜的奶牛場，其環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸效率和準確率方面均不太理想。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種遠程奶牛場環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

第一方面，本發(fā)明提供一種遠程環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，至少包括：兩臺數(shù)傳電臺和上位機；所述兩臺數(shù)傳電臺分別設(shè)置在奶牛場和辦公區(qū)，設(shè)置在所述奶牛場的第一數(shù)傳電臺環(huán)境參數(shù)采集模塊相連，設(shè)置在辦公區(qū)的第二數(shù)傳電臺分別與所述第一數(shù)傳電臺及所述上位機相連；所述上位機用于顯示并存儲所述第二數(shù)傳電臺傳輸?shù)哪膛霏h(huán)境參數(shù)。

其中，所述環(huán)境參數(shù)采集模塊包括：至少一個溫濕度傳感器和模擬量采集器；所述溫濕度傳感器設(shè)置在所述奶牛場內(nèi)，且與所述模擬量采集器相連，用于采集所述奶牛場內(nèi)的溫度信號和濕度信號；所述模擬量采集器分別與所述溫濕度傳感器及所述第一數(shù)傳電臺相連，用于將溫濕度傳感器采集的溫度信號和濕度信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號傳輸至所述第一數(shù)傳電臺。

其中，所述環(huán)境參數(shù)采集模塊還包括：二氧化碳傳感器、氨氣傳感器、硫化氫傳感器和二氧化硫傳感器；所述二氧化碳傳感器、所述氨氣傳感器、所述硫化氫傳感器及所述二氧化硫傳感器均與所述模擬量采集器相連。

所述模擬量采集器采用屏蔽雙絞線與所述溫濕度傳感器、所述二氧化碳傳感器、所述氨氣傳感器、所述硫化氫傳感器及所述二氧化硫傳感器相連，且在所述模擬量采集器的信號采集通道上并聯(lián)無極性瓷片電容。

其中，所述上位機中的監(jiān)控中心采用主從式半雙工通信方式與監(jiān)控終端通信；所述監(jiān)控中心與所述第二數(shù)傳電臺相連，用于主動查詢奶牛場的環(huán)境參數(shù)；所述監(jiān)控終端用于顯示并存儲所述第二數(shù)傳電臺傳輸?shù)哪膛霏h(huán)境參數(shù)。

其中，所述數(shù)傳電臺采用GE MDS SD2型數(shù)傳電臺；所述模擬量采集器采用8通道模擬量輸入模塊UT-5508；所述溫濕度傳感器采用QFA3171型傳感器。

其中，所述二氧化碳傳感器采用基于紅外檢測技術(shù)的MOT300-CO₂-IR型無線氣體傳感器；所述氨氣傳感器采用基于電化學(xué)檢測原理的MOT300-NH₃型傳感器；所述硫化氫傳感器采用基于電化學(xué)檢測原理的MOT300-H₂S型傳感器；以及所述二氧化硫傳感器采用基于電化學(xué)檢測原理的MOT300-SO₂型傳感器。

第二方面，本發(fā)明提供一種遠程奶牛場環(huán)境監(jiān)測方法，包括：S1，將轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的環(huán)境參數(shù)輸送至奶牛場的第一數(shù)傳電臺；S2，通過所述第一數(shù)傳電臺將所述數(shù)字信號的環(huán)境參數(shù)傳輸至辦公區(qū)的第二數(shù)傳電臺；S3，所述第二數(shù)傳電臺將所述數(shù)字信號的環(huán)境參數(shù)輸送至上位機進行顯示并存儲。

其中，所述方法還包括獲取奶牛場的環(huán)境參數(shù)，并將所述環(huán)境參數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的環(huán)境參數(shù)。