[發(fā)明專利]一種實用高效的面包蟲養(yǎng)殖架及控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910685656.4
• 申請日: 2019-07-27
• 公開（公告）號: CN110278923B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉秀萍
• 申請（專利權(quán)）人: 劉秀萍
• 主分類號: A01K67/033
• 分類號: A01K67/033;G05D27/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種實用高效的面包蟲養(yǎng)殖架的控制系統(tǒng)，其特征在于：包括移動底座（1）、立體格屜式框架（2）和養(yǎng)殖盤（3），所述移動底座（1）水平設(shè)置于養(yǎng)殖架的下端，所述移動底座（1）上設(shè)置有立體格屜式框架（2），所述立體格屜式框架（2）左右兩端分別設(shè)置有四根支撐柱，支撐柱的內(nèi)側(cè)分別設(shè)置有三根水平導(dǎo)軌（5），所述立體格屜式框架（2）中間處的前后端分別設(shè)置有中心柱（4），兩根中心柱（4）的兩側(cè)分別設(shè)置有三根水平導(dǎo)軌（5），支撐柱上的水平導(dǎo)軌（5）與中心柱（4）上的水平導(dǎo)軌（5）對稱等高，所述立體格屜式框架（2）內(nèi)部左側(cè)支撐柱的水平導(dǎo)軌（5）和中心柱（4）左側(cè)的水平導(dǎo)軌（5）上設(shè)置有養(yǎng)殖盤（3），所述立體格屜式框架（2）內(nèi)部右側(cè)支撐柱的水平導(dǎo)軌（5）和中心柱（4）右側(cè)的水平導(dǎo)軌（5）上設(shè)置有養(yǎng)殖盤（3），所述養(yǎng)殖盤（3）底端兩側(cè)分別設(shè)置有滑輪座（6），所述滑輪座（6）的下端設(shè)置有前后滑動的滾輪（7），所述滾輪（7）在水平導(dǎo)軌（5）內(nèi)滑動，兩個養(yǎng)殖盤（3）之間設(shè)置有隔板（8），所述養(yǎng)殖盤（3）上設(shè)置有防爬架（9），所述養(yǎng)殖盤（3）的最上層設(shè)置有養(yǎng)殖匾（10），所述養(yǎng)殖盤（3）的下方設(shè)置有殘砂收集裝置（11）；

面包蟲養(yǎng)殖架控制系統(tǒng)由ZigBee無線傳感網(wǎng)、網(wǎng)關(guān)和遠(yuǎn)程服務(wù)器三部分組成，各部分分別設(shè)置有電源，ZigBee無線傳感網(wǎng)設(shè)置在每組面包蟲養(yǎng)殖架上，遠(yuǎn)程服務(wù)器遠(yuǎn)程對多組不同的面包蟲養(yǎng)殖架進(jìn)行監(jiān)測和控制，ZigBee無線傳感網(wǎng)包括傳感器節(jié)點終端、環(huán)境調(diào)節(jié)節(jié)點終端和節(jié)點路由器，傳感器節(jié)點終端實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)濕度、溫度、光照強(qiáng)度的采集和轉(zhuǎn)換；環(huán)境調(diào)節(jié)節(jié)點終端包含多路控制開關(guān)，通過連接多種環(huán)境控制設(shè)備實現(xiàn)對加熱、加濕及光照設(shè)備的控制，節(jié)點路由器為數(shù)據(jù)的中繼和轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)關(guān)將ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行地址、協(xié)議轉(zhuǎn)換后發(fā)送給遠(yuǎn)程服務(wù)器，并將遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)送過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行地址、協(xié)議轉(zhuǎn)換后發(fā)送給ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，遠(yuǎn)程服務(wù)器實現(xiàn)所述控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、備份重要歷史數(shù)據(jù)、環(huán)境控制設(shè)備的設(shè)置和控制；

傳感器節(jié)點終端和環(huán)境調(diào)節(jié)節(jié)點終端之間采取綁定模式，即同一組養(yǎng)殖架內(nèi)的傳感器節(jié)點終端和環(huán)境調(diào)節(jié)節(jié)點終端相對應(yīng)，傳感器節(jié)點終端除上報數(shù)據(jù)至遠(yuǎn)程服務(wù)器外，還將數(shù)據(jù)上報至綁定的環(huán)境調(diào)節(jié)節(jié)點終端；遠(yuǎn)程服務(wù)器將上報數(shù)據(jù)與預(yù)配置的參數(shù)閾值比較后，決定開啟或關(guān)閉環(huán)境調(diào)節(jié)節(jié)點終端設(shè)備，使養(yǎng)殖架的環(huán)境參數(shù)維持在一個設(shè)定的合適的穩(wěn)定區(qū)間；

傳感器節(jié)點終端包括溫度傳感器（12）、濕度傳感器（13）、光照強(qiáng)度傳感器（14）、ZigBee通信模塊、單片機(jī)、液晶顯示器和相應(yīng)工作電路，對面包蟲養(yǎng)殖環(huán)境的濕度、溫度和光照強(qiáng)度的實時監(jiān)測，傳感器節(jié)點終端包括：單片機(jī)接收濕度、溫度和光照強(qiáng)度的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析轉(zhuǎn)換為實時的濕度值、溫度值和光照強(qiáng)度值；程序下載模塊完成向單片機(jī)燒錄工作程序；輸出模塊完成對環(huán)境參數(shù)的轉(zhuǎn)換和上報，溫度傳感器（12）、濕度傳感器（13）、光照強(qiáng)度傳感器（14）分別安裝于養(yǎng)殖盤中；

環(huán)境調(diào)節(jié)節(jié)點終端包括增溫器（15）、加濕器（16）、仿自然光照燈（17）、ZigBee通信模塊、ARM7嵌入式控制電路，在ARM7微處理器上擴(kuò)展了按鍵模塊、LCM模塊部分；PCB板上提供電源管理模塊、JTAG接口部分、外部晶振電路；ZigBee通信模塊與ARM7微處理器通過RS232串口收發(fā)數(shù)據(jù)，ARM7上控制I/O口通過外接ULN2003芯片驅(qū)動繼電器，通過繼電器實現(xiàn)對大電流設(shè)備的控制，ARM7控制增溫器（15）、加濕器（16）、仿自然光照燈（17），以達(dá)到設(shè)定的適合面包蟲養(yǎng)殖的條件；

增溫器的設(shè)置：調(diào)節(jié)養(yǎng)殖架內(nèi)溫度的增溫器（15）采用靜音電熱風(fēng)機(jī)，靜音電熱風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)上設(shè)置有消音器，靜音電熱風(fēng)機(jī)出風(fēng)速度平緩且可調(diào)節(jié)，靜音電熱風(fēng)機(jī)內(nèi)設(shè)置有電熱絲，靜音電熱風(fēng)機(jī)熱量輸出均勻精確，靜音電熱風(fēng)機(jī)高度防水、均勻增溫，配合溫度傳感器（12）感溫靈敏，含有接觸點，通過感溫接通與斷開，控溫誤差不超過±0.5攝氏度；

加濕器的設(shè)置：采用超聲波補(bǔ)濕器對濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，超聲波補(bǔ)濕器是采用超聲波高頻振蕩，實現(xiàn)均勻加濕，無需接自來水管，適合無水源環(huán)境使用,超聲波補(bǔ)濕器設(shè)置在養(yǎng)殖架的內(nèi)部，超聲波補(bǔ)濕器防水、霧化均勻，配合濕度傳感器（13）實時監(jiān)測濕度，控制濕度誤差不超過2％RH；

仿自然光照燈的設(shè)置：采用仿自然光照LED燈對養(yǎng)殖架光照強(qiáng)度和時間進(jìn)行調(diào)節(jié)，按照面包蟲適宜的弱光環(huán)境設(shè)計，達(dá)到光照均勻的目的，光源柔和真實感強(qiáng)，既可以增加養(yǎng)殖架的光照時間，又可以在環(huán)境光較弱時起到補(bǔ)光作用，仿自然光照LED設(shè)置在養(yǎng)殖盤的正上方，配合光照強(qiáng)度傳感器（14）實時監(jiān)測和統(tǒng)計一段時間的光照強(qiáng)度，需要延長光照或者補(bǔ)光時，及時開啟仿自然光照LED燈；

傳感器節(jié)點終端的軟件設(shè)計分為上位機(jī)控制軟件和下位機(jī)數(shù)據(jù)獲取軟件二個部分，上位機(jī)控制軟件在遠(yuǎn)程服務(wù)器端運行，完成環(huán)境濕度、溫度和光照強(qiáng)度三個監(jiān)測數(shù)據(jù)的接收與顯示，實現(xiàn)實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)存檔和檢索，通過獲得的環(huán)境濕度、溫度和光照強(qiáng)度監(jiān)測數(shù)據(jù)完成對增溫器（15）、加濕器（16）、仿自然光照燈（17）的控制，下位機(jī)數(shù)據(jù)獲取軟件在單片機(jī)上運行，獲取溫度傳感器（12）、濕度傳感器（13）和光照強(qiáng)度傳感器（14）的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)與上位機(jī)的實時通訊；

上位機(jī)控制軟件由一個人機(jī)交互界面子程序、一個數(shù)據(jù)處理子程序和一個串行通信子程序組成，下位機(jī)數(shù)據(jù)獲取軟件采用模塊化設(shè)計，包括一個系統(tǒng)主程序、一個溫度采集子程序、一個濕度采集子程序、一個光照強(qiáng)度采集子程序、一個數(shù)據(jù)處理分析子程序，下位機(jī)數(shù)據(jù)獲取軟件運行過程包括：系統(tǒng)主程序完成系統(tǒng)的初始化和對各個子程序的調(diào)用，統(tǒng)一調(diào)用溫度采集子程序、濕度采集子程序和光照強(qiáng)度采集子程序分別獲取傳感器監(jiān)測環(huán)境的溫度值、濕度值和光照強(qiáng)度值，接著調(diào)用數(shù)據(jù)處理分析子程序，將得到的數(shù)據(jù)按程序發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)器端運算；

傳感器節(jié)點終端的工作流程為首先初始化，傳感器節(jié)點終端成功加入網(wǎng)絡(luò)后向遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)送一條注冊消息，用于遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)現(xiàn)傳感器節(jié)點終端，供用戶對其進(jìn)行綁定或配置，注冊成功后需按周期發(fā)送活動狀態(tài)消息，該消息用于監(jiān)測傳感器節(jié)點 終端的實時狀態(tài)；

傳感器節(jié)點終端未綁定情況下只按照默認(rèn)周期上報傳感器值至遠(yuǎn)程服務(wù)器，只有數(shù)據(jù)監(jiān)測，不能控制環(huán)境調(diào)節(jié)節(jié)點，只有與環(huán)境調(diào)節(jié)節(jié)點終端完成綁定后，傳感器節(jié)點終端根據(jù)配置好的信息同時發(fā)送傳感器值至遠(yuǎn)程服務(wù)器和環(huán)境調(diào)節(jié)節(jié)點終端，環(huán)境調(diào)節(jié)節(jié)點終端才能根據(jù)上報數(shù)據(jù)和配置信息完成對環(huán)境調(diào)節(jié)節(jié)點終端設(shè)備的控制。