一种基于物联网的兔养殖监管系统技术方案

技术编号：43122805 阅读：10 留言：0更新日期：2024-10-26 10:01

本发明专利技术提出一种基于物联网的兔养殖监管系统，兔养殖监管系统包括管理终端、服务器、以太网网关、环境监测模组、环境调节模组和活动监测模组，服务器通过以太网网关连接环境监测模组、环境调节模组和活动监测模组，服务器与管理终端通讯连接，活动监测模组包括多个活动监测单元，养殖区域包括多个兔舍，每个兔舍安装一个活动监测单元，活动监测单元包括佩戴于兔子颈部的无源RFID标签、设置于兔舍特定位置的多个RFID读写器和信息处理单元，无源RFID标签中的芯片存储有兔子的特定编号。本发明专利技术根据活动监测模组的数据获取兔子的运动轨迹信息，基于运动轨迹信息判断兔子的健康状况以及给出兔子分笼的建议，助力实现科学养殖。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及物联网监控，特别是一种基于物联网的兔养殖监管系统。

技术介绍

1、传统的兔子养殖模式存在卫生环境较差、劳动强度较大、经济效益不高等问题，考虑到随着各种网络系统和云计算技术的发展，通过各种无线与有线的通信网络，物联网可以将任何物体与网络相连接，实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能，为了提升兔子养殖管理水平，研究人员将物联网技术应用于养殖管理，通过传感器监测环境参数，改善养殖区域的环境质量，提高产品质量。

2、现有的物联网应用方式还处于初级阶段，只能进行简单的数据采集和处理，无法实现与养殖管理的深度融合，针对养殖过程的细节进行实时监控和分析。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中物联网融合水平较低，无法针对养殖细节进行监控分析的技术问题，本专利技术提出的基于物联网的兔养殖监管系统包括管理终端、服务器、以太网网关、环境监测模组、环境调节模组和活动监测模组，所述服务器通过所述以太网网关连接所述环境监测模组、所述环境调节模组和所述活动监测模组，所述服务器与所述管理终端通讯连接；

2、所述活动监测模组包括多个活动监测单元，养殖区域包括多个兔舍，每个兔舍安装一个活动监测单元，所述活动监测单元包括佩戴于兔子颈部的无源rfid标签、设置于兔舍特定位置的多个rfid读写器和信息处理单元，所述无源rfid标签中的芯片存储有兔子的特定编号；

3、所述环境监测模组包括安装架，多个环境监测单元矩阵式地设置于所述安装架上，所述安装架位于养殖区域的上方。

4、进一步地，所述rfid读写器的具体设置方式为将rfid读写器沿兔舍的围栏均匀设置，在兔舍中心的方形检测柱的四个面上均设置rfid读写器，在水槽和食槽上设置rfid读写器，所有rfid读写器的读写范围能够覆盖兔舍。

5、进一步地，所述活动监测模组的工作过程为所述rfid读写器以20分钟为周期对读写范围内的无源rfid标签进行扫描读取，将读取的标签信息传输给所述信息处理单元，所述信息处理单元将各个rfid读写器读取的标签信息存储起来，在深夜十二点至一点的时间段将存储的24小时内的数据通过所述以太网网关传输给所述服务器。

6、进一步地，所述环境监测单元包括温湿度传感器、光照传感器、氨气浓度传感器和二氧化碳浓度传感器。

7、进一步地，所述环境调节模组包括空调、加湿器、除湿装置、排风扇、照明装置和风扇，所述空调、所述除湿装置和所述排风扇设置于养殖区域四周的墙壁上，所述加湿器、所述照明装置和所述风扇均匀分布于所述环境监测模组的上方。

8、进一步地，所述服务器实现的功能如下：

9、1）根据活动监测模组上传的数据获得各个兔子的运动轨迹信息，基于运动轨迹信息判断兔子的健康状况，通过分析运动轨迹信息给出兔子分笼的建议；

10、2）分析环境监测模组的数据，控制环境调节模组保证环境质量，环境质量包括空气质量、温湿度和光照情况。

11、进一步地，所述运动轨迹信息的构建过程为获取兔子对应的标签信息，将标签信息作为索引，在每个时间点，根据各个rfid读写器读取的标签信息寻找索引所在的rfid读写器，根据存储的兔舍平面图确定所在的rfid读写器的位置坐标，将各个位置坐标按照时间顺序组成数组，就得到了运动轨迹信息。

12、进一步地，所述基于运动轨迹信息判断兔子的健康状况具体包括根据存储的兔舍平面图确定食槽所在的位置坐标，将食槽所在的位置坐标作为目标坐标，在运动轨迹信息中统计目标坐标所占的比例，作为进食比例，若进食比例小于进食阈值，说明兔子可能存在健康问题，需要进一步确认。

13、进一步地，所述通过分析运动轨迹信息给出兔子分笼的建议具体包括如下步骤：

14、s1、针对每个兔舍的兔子进行分组，分组的具体过程为计算兔舍中各个兔子的运动系数，计算所有运动系数的分布标准差，若分布标准差小于分布阈值，将所有的兔子作为留守组，将运动系数的平均值作为留守组的运动特征值，若分布标准差大于等于分布阈值，采用k均值算法将运动系数分为三组，基于运动系数的分组将对应的兔子分为三组，将兔子数量最多的一组作为留守组，将剩余的两组作为两个迁出组，计算留守组和迁出组中兔子对应的运动系数的平均值，作为各组的运动特征值；

15、s2、根据兔舍的分组确定兔子分笼的建议。

16、进一步地，所述根据兔舍的分组确定兔子分笼的建议的具体过程为：

17、s21、移动至第一个兔舍；

18、s22、判断兔舍的分组中是否存在迁出组，如果存在，进入s23，否则，进入s24；

19、s23、获取迁出组的运动特征值，获取各个兔舍中留守组的运动特征值，通过比较确定与迁出组在运动特征值上最接近的兔舍，将其作为迁出组的目标兔舍，将迁出组及其对应的目标兔舍作为一条建议记录下来；

20、s24、判断是否到达最后一个兔舍，如果到达，结束确定建议的过程，如果未到达，进入下一个兔舍，返回s22。

21、相对于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：

22、根据活动监测模组的数据获取兔子的运动轨迹信息，基于运动轨迹信息判断兔子的健康状况以及给出兔子分笼的建议，助力实现科学养殖；

23、在进行温湿度调节时，判断温湿度偏差产生的原因，针对性地进行调节，在满足调节需求的同时降低能耗。

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【技术保护点】

1.一种基于物联网的兔养殖监管系统，其特征在于,所述兔养殖监管系统包括管理终端、服务器、以太网网关、环境监测模组、环境调节模组和活动监测模组，所述服务器通过所述以太网网关连接所述环境监测模组、所述环境调节模组和所述活动监测模组，所述服务器与所述管理终端通讯连接；

2.根据权利要求1所述的兔养殖监管系统，其特征在于，所述RFID读写器的具体设置方式为将RFID读写器沿兔舍的围栏均匀设置，在兔舍中心的方形检测柱的四个面上均设置RFID读写器，在水槽和食槽上设置RFID读写器，所有RFID读写器的读写范围能够覆盖兔舍。

3.根据权利要求2所述的兔养殖监管系统，其特征在于，所述活动监测模组的工作过程为所述RFID读写器以20分钟为周期对读写范围内的无源RFID标签进行扫描读取，将读取的标签信息传输给所述信息处理单元，所述信息处理单元将各个RFID读写器读取的标签信息存储起来，在深夜十二点至一点的时间段将存储的24小时内的数据通过所述以太网网关传输给所述服务器。

4.根据权利要求3所述的兔养殖监管系统，其特征在于，所述环境监测单元包括温湿度传感器、光照传

5.根据权利要求4所述的兔养殖监管系统，其特征在于，所述环境调节模组包括空调、加湿器、除湿装置、排风扇、照明装置和风扇，所述空调、所述除湿装置和所述排风扇设置于养殖区域四周的墙壁上，所述加湿器、所述照明装置和所述风扇均匀分布于所述环境监测模组的上方。

6.根据权利要求5所述的兔养殖监管系统，其特征在于，所述服务器实现的功能如下：

7.根据权利要求6所述的兔养殖监管系统，其特征在于，所述运动轨迹信息的构建过程为获取兔子对应的标签信息，将标签信息作为索引，在每个时间点，根据各个RFID读写器读取的标签信息寻找索引所在的RFID读写器，根据存储的兔舍平面图确定所在的RFID读写器的位置坐标，将各个位置坐标按照时间顺序组成数组，就得到了运动轨迹信息。

8.根据权利要求7所述的兔养殖监管系统，其特征在于，所述基于运动轨迹信息判断兔子的健康状况具体包括根据存储的兔舍平面图确定食槽所在的位置坐标，将食槽所在的位置坐标作为目标坐标，在运动轨迹信息中统计目标坐标所占的比例，作为进食比例，若进食比例小于进食阈值，说明兔子可能存在健康问题，需要进一步确认。

9.根据权利要求8所述的兔养殖监管系统，其特征在于，所述通过分析运动轨迹信息给出兔子分笼的建议具体包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的兔养殖监管系统，其特征在于，所述根据兔舍的分组确定兔子分笼的建议的具体过程为：

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【技术特征摘要】

2.根据权利要求1所述的兔养殖监管系统，其特征在于，所述rfid读写器的具体设置方式为将rfid读写器沿兔舍的围栏均匀设置，在兔舍中心的方形检测柱的四个面上均设置rfid读写器，在水槽和食槽上设置rfid读写器，所有rfid读写器的读写范围能够覆盖兔舍。

3.根据权利要求2所述的兔养殖监管系统，其特征在于，所述活动监测模组的工作过程为所述rfid读写器以20分钟为周期对读写范围内的无源rfid标签进行扫描读取，将读取的标签信息传输给所述信息处理单元，所述信息处理单元将各个rfid读写器读取的标签信息存储起来，在深夜十二点至一点的时间段将存储的24小时内的数据通过所述以太网网关传输给所述服务器。

4.根据权利要求3所述的兔养殖监管系统，其特征在于，所述环境监测单元包括温湿度传感器、光照传感器、氨气浓度传感器和二氧化碳浓度传感器。

5.根据权利要求4所述的兔养殖监管系统，其特征在于，所述环境调节模组包括空调、加湿器、除湿...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳双明，于建华，李学明，罗亚东，
申请(专利权)人：四川水利职业技术学院，
类型：发明
国别省市：

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