[發明專利]一種基于溫濕度指數的牛舍環境調控系統及其調控方法

在審

• 申請號: 201810799064.0
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN109407624A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 盧文;王傲
• 申請（專利權）人: 天津農學院
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G01D21/02;G08C17/02
• 代理公司: 天津盈佳知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 12224
• 代理人: 孫寶蕓

1.一種基于溫濕度指數的牛舍環境調控系統，其特征在于：包括采集數據的采集節點、協調器、WiFi網關和云服務器，所述采集節點將采集到的數據傳送到協調器，所述協調器將采集節點的數據傳送到WiFi網關，所述WiFi網關將數據傳送到云服務器，所述協調器還與Zigbee控制終端相連，所述Zigbee控制終端通過繼電器開關控制控制設備。

2.根據權利要求1所述的一種基于溫濕度指數的牛舍環境調控系統，其特征在于：所述云服務器還與網站服務器雙向傳輸數據，所述網站服務器通過個人電腦或者移動端進行訪問。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于溫濕度指數的牛舍環境調控系統，其特征在于：利用navicat設計數據庫，在云服務器上建立MQSQL數據庫，存儲數據庫文件信息，并開放數據庫端口。

4.根據權利要求3所述的一種基于溫濕度指數的牛舍環境調控系統，其特征在于：采用JAVA WEB技術進行網站搭建，使用Mqtt Client訂閱服務器數據獲取感知層數據，并且將數據分類存儲到數據庫中，后臺程序將數據庫數據以圖表和曲線圖的形式展示在網頁中。

5.根據權利要求1所述的一種基于溫濕度指數的牛舍環境調控系統，其特征在于：牛舍的數據采集采用五點取樣法，在牛舍的不同位置布置五個采集節點，每個采集節點均包括一組溫濕度傳感器和Zigbee模塊，每組傳感器采集溫濕度信息。

6.根據權利要求1所述的一種基于溫濕度指數的牛舍環境調控系統，其特征在于：所述WiFi網關為板載的ESP8266WiFi芯片。所述溫濕度傳感器為DHT11溫濕度傳感器。

7.一種基于溫濕度指數的牛舍環境調控方法，其特征在于，其過程如下：

1)環境數據采集：在牛舍的不同位置布置五個采集節點，每個采集節點均包括一組溫濕度傳感器和Zigbee模塊，每組傳感器采集牛舍的溫濕度信息；

2)數據傳輸：溫濕度傳感器使用Zigbee模塊將空氣溫濕度模擬信號轉換成數字信號，通過ZigBee網絡將數據傳送到協調器上，每個牛舍均布設Zigbee網絡，采集節點將數據上傳至協調器，協調器再將每個采集節點的數據封裝好后通過MQTT協議將數據傳送至云服務器；

3)數據庫建模：利用navicat設計數據庫，在云服務器上建立MQSQL數據庫，存儲數據庫文件信息，并開放數據庫端口；

4)網站數據顯示：采用JAVA WEB技術進行網站搭建，使用Mqtt Client訂閱服務器數據獲取感知層數據，并且將數據分類存儲到數據庫中，后臺程序將數據庫數據以圖表和曲線圖的形式展示在網頁中；

5)實時監測：首先將溫濕度傳感器采集到的數據存進數據庫數據表的不同字段中，監測程序啟動；監測程序每5分鐘為一個周期，循環執行；監測程序首先提取5分鐘內溫度和濕度數據的平均值，計算溫濕度指數，判斷溫濕度指數是否達標；如果達標，則等待下一個周期的監測；不達標，則根據平均溫度和濕度的值來選擇控制的降溫風扇和除濕風扇，如果不同位置節點的溫濕度指數相差5以上，開啟牛舍室內循環風扇，保證環境穩定。

8.根據權利要求7所述的一種基于溫濕度指數的牛舍環境調控方法，其特征在于：所述溫濕度指數計算公式為:

THI＝0.81Td+(0.99Tw-14.3)RH+46.3

或：THI＝Td+0.36Tw+41.2

Td：牛舍干球溫度(℃)

Tw：牛舍濕球溫度(℃)

RH：牛舍相對濕度(％)

所述溫濕度指數的適用范圍為：

溫度范圍是16℃-40℃,濕度范圍是0-100％。

9.根據權利要求7所述的一種基于溫濕度指數的牛舍環境調控方法，其特征在于：將溫濕度指數THI值72和76設定為閾值，當THI≥72～THI＜76時，奶牛處于輕微熱應激狀態；而THI≥76時，奶牛處于嚴重熱應激狀態。

10.根據權利要求9所述的一種基于溫濕度指數的牛舍環境調控方法，其特征在于：當溫濕度指數THI超過閾值時，后臺程序會根據當前各傳感器的值來判斷是否需要不同位置進風風扇、噴霧設備工作，后臺程序控制設備采取對應的操作，控制對應的風扇和噴霧器，高處的排風扇用來換氣，低處的排風扇用來除濕，還包括在室內加快空氣循環的循環扇和直接給牛吹風的降溫扇。