本發(fā)明涉及禽類智能養(yǎng)殖技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種養(yǎng)雞場智能養(yǎng)殖喂食系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，養(yǎng)雞場內(nèi)喂食量的多少、溫濕度的調(diào)節(jié)和光照的調(diào)節(jié)均通過人工控制，智能化程度低，不能實時監(jiān)控。另一方面由于養(yǎng)殖人員的養(yǎng)殖水平有限，養(yǎng)殖員有時不能正確調(diào)節(jié)喂食量的多少、溫濕度的值和光照的強(qiáng)弱等。喂食車均需要人工操作，有的需要人力推動，有些能夠自動移動的喂食車多需要事先在地面上鋪設(shè)軌道，對喂食車進(jìn)行導(dǎo)向，不但浪費(fèi)成本，凸出的軌道也成為了養(yǎng)雞場內(nèi)的障礙物。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中養(yǎng)雞場自動化程度低、由于養(yǎng)殖員缺乏經(jīng)驗對養(yǎng)殖場內(nèi)的設(shè)備調(diào)節(jié)不當(dāng)而影響雞的生長的問題，而研究設(shè)計一種能夠?qū)嵤┍O(jiān)控養(yǎng)雞場內(nèi)的環(huán)境，且根據(jù)環(huán)境信號智能調(diào)節(jié)環(huán)境和喂食量的養(yǎng)雞場智能養(yǎng)殖喂食系統(tǒng)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種養(yǎng)雞場智能養(yǎng)殖喂食系統(tǒng)，其特征在于，包括喂食車、沿雞舍畫出的導(dǎo)引軌跡線、分布在雞舍內(nèi)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述喂食車上具有用來尋跡導(dǎo)航的紅外傳感器、無線傳感網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點和控制器；所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點包括溫度傳感器、濕度傳感器和光照傳感器；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括調(diào)節(jié)溫度的溫控設(shè)備、調(diào)節(jié)濕度的濕度調(diào)節(jié)設(shè)備、調(diào)節(jié)光線強(qiáng)弱的調(diào)光燈和遮光簾；所述控制器包括專家系統(tǒng)，所述專家系統(tǒng)內(nèi)具有養(yǎng)殖專家的知識經(jīng)驗、養(yǎng)殖方面的相關(guān)案例和網(wǎng)絡(luò)相關(guān)養(yǎng)殖知識的知識庫，所述喂食車通過紅外傳感器尋跡導(dǎo)引軌跡線移動，并給雞舍供食，無線傳感網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點接收無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的檢測到的溫度、濕度、光照強(qiáng)度、噪音強(qiáng)度和排氣扇電機(jī)轉(zhuǎn)動速度的實時信號，并將采集到的實時信號送至專家系統(tǒng)中，專家系統(tǒng)經(jīng)過推理機(jī)推理，提取專家系統(tǒng)知識庫中的相關(guān)解決方案，并通過專家系統(tǒng)的翻譯器翻譯處理，得出智能決策結(jié)果，控制器根據(jù)決策結(jié)果控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成現(xiàn)場環(huán)境信息的閉環(huán)調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步地，所述喂食車還包括車體底盤，設(shè)置在車體底盤上部的儲料槽、設(shè)置在儲料槽下部的輸料絞龍、與輸料絞龍輸入端同軸連接的步進(jìn)電機(jī)、設(shè)置在輸料絞龍的輸出端部的出料斗和設(shè)置在喂食車前部的超聲波傳感模塊；所述超聲波傳感模塊包括超聲波發(fā)射器和超聲波接收器。

進(jìn)一步地，所述喂食車包括設(shè)置在喂食車前部的兩個驅(qū)動輪和設(shè)置在喂食車后部的萬向輪，每個所述驅(qū)動輪均同軸連接有一個減速電機(jī)，控制兩個減速電機(jī)的轉(zhuǎn)動速度不等，即實現(xiàn)喂食車的轉(zhuǎn)彎。

進(jìn)一步地，所述紅外傳感器為三個，左中右并列設(shè)置在喂食車的前部。

進(jìn)一步地，所述專家系統(tǒng)包括人機(jī)交互界面，所述人機(jī)交互界面包括液晶顯示屏和鍵盤，所述專家系統(tǒng)根據(jù)養(yǎng)雞場內(nèi)的溫度、濕度、噪音、光照條件給出需要向雞舍內(nèi)添加飼料多少的信號給控制器，控制器根據(jù)此信號控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速以控制出喂食車的出料速度。

進(jìn)一步地，所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點還包括噪音檢測傳感器和用來檢測排氣扇電機(jī)轉(zhuǎn)動速度的編碼器；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)還包括降溫除濕的排氣扇。

更進(jìn)一步地，所述控制器無線控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過無線傳輸將執(zhí)行結(jié)果反饋給控制器的專家系統(tǒng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明顯而易見地具有以下有益效果：

1、通過將養(yǎng)雞場內(nèi)的溫度、濕度、噪音和光照強(qiáng)度信息無線傳輸給喂食車，喂食車上的專家系統(tǒng)根據(jù)這些信息給出智能決策，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)溫度、濕度、光照強(qiáng)度和喂食車的出料速度，完全實現(xiàn)的養(yǎng)雞場內(nèi)的智能化、無人養(yǎng)殖，且避免了由于養(yǎng)殖員經(jīng)驗不足導(dǎo)致喂養(yǎng)或調(diào)節(jié)方法錯誤而影響雞的成長。

2、通過紅外傳感器掃描畫在地面上導(dǎo)引軌跡線對喂食車的運(yùn)動軌跡進(jìn)行導(dǎo)航，不需要事先在地面上鋪設(shè)固定軌道，大大節(jié)省了成本，且減少了雞舍內(nèi)的障礙。

3、通過超聲波傳感模塊檢測障礙物，能夠避免喂食車碰到障礙物而對喂食車造成損壞。

4、在每個驅(qū)動輪上分別安裝一個減速電機(jī)，通過控制兩個減速機(jī)的轉(zhuǎn)速不同即可實現(xiàn)喂食車的自動轉(zhuǎn)彎。

附圖說明

圖1是專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明實施例主視圖；

圖3是本發(fā)明實施例俯視圖；

圖4是本發(fā)明實施例仰視圖；

圖5是圖1中A-A剖視圖；

圖6是養(yǎng)雞場平面布置圖；

圖7是智能養(yǎng)殖系統(tǒng)的閉環(huán)調(diào)節(jié)示意圖；

圖8是基于無線網(wǎng)絡(luò)的智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖中，1、雞舍，2、導(dǎo)引軌跡線，3、喂食車，31、車體底盤，32、儲料槽，33、輸料絞龍，34、步進(jìn)電機(jī)，35、出料斗，36、驅(qū)動輪，37、減速電機(jī)，38、萬向輪，4、無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，5、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，51、溫控設(shè)備，52、濕度調(diào)節(jié)設(shè)備，53、調(diào)光燈，54、遮光簾，55、排氣扇，6、控制器，61、專家系統(tǒng)，62、液晶顯示屏，63、鍵盤，7、無線傳感網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點，8、紅外傳感器，9、超聲波傳感模塊，91、超聲波發(fā)射器，92、超聲波接收器，10、車載電池。

具體實施方式

為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“徑向”、“軸向”、“上”、“下”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

首先對專家系統(tǒng)進(jìn)行解釋說明：專家系統(tǒng)(Expert System)是一種在特定領(lǐng)域內(nèi)具有專家水平解決問題能力的程序系統(tǒng)。它能夠有效地運(yùn)用專家多年積累的有效經(jīng)驗和專門知識，通過模擬專家的思維過程，解決需要專家才能解決的問題。也就是說，專家系統(tǒng)是一個具有大量的專門知識與經(jīng)驗的程序系統(tǒng)，它應(yīng)用人工智能技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)，根據(jù)某領(lǐng)域一個或多個專家提供的知識和經(jīng)驗，進(jìn)行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，以便解決那些需要人類專家處理的復(fù)雜問題，簡而言之，專家系統(tǒng)是一種模擬人類專家解決領(lǐng)域問題的計算機(jī)程序系統(tǒng)。

專家系統(tǒng)的基本工作流程是，用戶通過人機(jī)界面回答系統(tǒng)的提問，推理機(jī)將用戶輸入的信息與知識庫中各個規(guī)則的條件進(jìn)行匹配，并把被匹配規(guī)則的結(jié)論存放到綜合知識庫中。最后，專家系統(tǒng)將得出最終結(jié)論呈現(xiàn)給用戶。

專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中箭頭方向為數(shù)據(jù)流動的方向。專家系統(tǒng)通常由人機(jī)交互界面、知識庫、推理機(jī)、解釋器、綜合知識庫、知識獲取等6個部分構(gòu)成。知識庫用來存放專家提供的知識。專家系統(tǒng)的問題求解過程是通過知識庫中的知識來模擬專家的思維方式的，因此，知識庫是專家系統(tǒng)質(zhì)量是否優(yōu)越的關(guān)鍵所在，即知識庫中知識的質(zhì)量和數(shù)量決定著專家系統(tǒng)的質(zhì)量水平。一般來說，專家系統(tǒng)中的知識庫與專家系統(tǒng)程序是相互獨(dú)立的，用戶可以通過改變、完善知識庫中的知識內(nèi)容來提高專家系統(tǒng)的性能。

推理機(jī)針對當(dāng)前問題的條件或已知信息，反復(fù)匹配知識庫中的規(guī)則，獲得新的結(jié)論，以得到問題求解結(jié)果。在這里，推理方式可以有正向和反向推理兩種。正向推理是從前件匹配到結(jié)論，反向推理則先假設(shè)一個結(jié)論成立，看它的條件有沒有得到滿足。由此可見，推理機(jī)就如同專家解決問題的思維方式，知識庫就是通過推理機(jī)來實現(xiàn)其價值的。

人機(jī)界面是系統(tǒng)與用戶進(jìn)行交流時的界面。通過該界面，用戶輸入基本信息、回答系統(tǒng)提出的相關(guān)問題，并輸出推理結(jié)果及相關(guān)的解釋等。

綜合知識庫專門用于存儲推理過程中所需的原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果和最終結(jié)論，往往是作為暫時的存儲區(qū)。解釋器能夠根據(jù)用戶的提問，對結(jié)論、求解過程做出說明，因而使專家系統(tǒng)更具有人情味。

如圖2-圖8所示養(yǎng)雞場智能養(yǎng)殖喂食系統(tǒng)，包括喂食車3、沿雞舍1畫出的導(dǎo)引軌跡線2、分布在雞舍1內(nèi)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點4和執(zhí)行機(jī)構(gòu)5。

如圖3-圖6所示，喂食車3包括車體底盤31，設(shè)置在車體底盤31上部的儲料槽32、設(shè)置在儲料槽32下部的輸料絞龍33、與輸料絞龍33輸入端同軸連接的步進(jìn)電機(jī)34、設(shè)置在輸料絞龍33的輸出端部的出料斗35、設(shè)置在喂食車3前部下側(cè)的紅外傳感器8、設(shè)置在喂食車3前部的超聲波傳感模塊9、無線傳感網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點7、控制器6和車載電池10，所述紅外傳感器8為三個，左中右并列設(shè)置在車架的下側(cè)，超聲波傳感模塊9包括超聲波發(fā)射器91和超聲波接收器92。

喂食車3還包括設(shè)置在喂食車3前部的兩個驅(qū)動輪36和設(shè)置在喂食車3后部的萬向輪38，每個驅(qū)動輪36均同軸連接有一個減速電機(jī)37，控制兩個減速電機(jī)37的轉(zhuǎn)動速度不等，即實現(xiàn)喂食車3的轉(zhuǎn)彎。

參見圖2，無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點4包括溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、噪音檢測傳感器和用來檢測排氣扇55轉(zhuǎn)速的編碼器；執(zhí)行機(jī)構(gòu)5包括調(diào)節(jié)溫度的溫控設(shè)備51、調(diào)節(jié)濕度的濕度調(diào)節(jié)設(shè)備52、降溫除濕的排氣扇55以及調(diào)節(jié)光線強(qiáng)弱的調(diào)光燈53和遮光簾54。

控制器6包括專家系統(tǒng)61，專家系統(tǒng)61內(nèi)具有養(yǎng)殖專家的知識經(jīng)驗、養(yǎng)殖方面的相關(guān)案例和網(wǎng)絡(luò)相關(guān)養(yǎng)殖知識的知識庫，喂食車3通過紅外傳感器8尋跡黑色的導(dǎo)引軌跡線2移動，并給雞舍1供食，無線傳感網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點7接收無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點4的檢測到的溫度、濕度、光照強(qiáng)度、噪音強(qiáng)度和排氣扇55電機(jī)轉(zhuǎn)動速度的實時信號，并將采集到的實時信號送至專家系統(tǒng)61中，專家系統(tǒng)61經(jīng)過推理機(jī)推理，提取專家系統(tǒng)61知識庫中的相關(guān)解決方案，并通過專家系統(tǒng)61的翻譯器翻譯處理，得出智能決策結(jié)果，控制器6根據(jù)決策結(jié)果控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)5完成現(xiàn)場環(huán)境信息的閉環(huán)調(diào)節(jié)。

控制器6無線控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)5，執(zhí)行機(jī)構(gòu)5通過無線傳輸將執(zhí)行結(jié)果反饋給控制器6的專家系統(tǒng)61。

具體地，溫度傳感器檢測的養(yǎng)雞場內(nèi)的溫度、濕度傳感器檢測的濕度、噪音檢測傳感器檢測到的噪音、光照傳感器檢測到的光照強(qiáng)度以及編碼器檢測到的排氣扇55的工作狀況通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送給位于喂食車3上的無線傳感網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點7，無線網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點將這些信息發(fā)送給專家系統(tǒng)61，專家系統(tǒng)61經(jīng)過推理機(jī)推理，提取專家系統(tǒng)61知識庫中的相關(guān)解決方案，并通過專家系統(tǒng)61的翻譯器翻譯處理，得出智能決策結(jié)果，控制器6根據(jù)決策結(jié)果控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)5完成現(xiàn)場環(huán)境信息的閉環(huán)調(diào)節(jié)。

專家系統(tǒng)61得出的決策結(jié)果還包括需要給雞舍1添加的飼料量，專家系統(tǒng)61根據(jù)養(yǎng)雞場內(nèi)的溫度、濕度、噪音、光照條件給出需要向雞舍1內(nèi)添加飼料多少的信號給控制器6，控制器6根據(jù)此信號控制步進(jìn)電機(jī)34的轉(zhuǎn)速以控制出喂食車3的出料速度。

專家系統(tǒng)61包括人機(jī)交互界面，人機(jī)交互界面包括液晶顯示屏62和鍵盤63，喂食車3出料速度、養(yǎng)雞場內(nèi)的溫度、濕度、噪聲強(qiáng)度、光照強(qiáng)度等信息通過液晶顯示屏62實時顯示出來。鍵盤63包含系統(tǒng)的啟動與停止按鍵、打料模式選擇按鍵、翻頁按鍵、復(fù)位按鍵、數(shù)字按鍵等。用戶可通過鍵盤63自行設(shè)定三種打料模式：手動打料、自動打料、連續(xù)打料。手動打料模式：用戶按下鍵盤63中的手動打料按鍵，裝置開始打料，松開按鍵，系統(tǒng)停止打料。連續(xù)打料模式：用戶按下鍵盤63中的連續(xù)打料按鍵，裝置開始打料，要想停止打料，需再次按下按鍵。自動打料模式：在控制器6的控制下，小車按照預(yù)定喂食軌跡前進(jìn)，邊行進(jìn)邊打料，打料裝置由步進(jìn)電機(jī)34驅(qū)動。

智能喂食車3具有自主循跡避障功能，采用超聲波避障算法和紅外傳感器8循跡算法進(jìn)行實現(xiàn)，超聲波傳感器模塊包括超聲波發(fā)器、超聲波接收器92，測距精度可達(dá)3mm。發(fā)射器發(fā)出超聲波，如果前方有物體，則將聲波反射回接收器中，從而判斷前方有障礙物。可自動檢測行進(jìn)路線上的障礙物，并發(fā)出報警信號。養(yǎng)雞場中布置有黑色的導(dǎo)引軌跡線2，喂食車3前部分別布置有左、中、右三個紅外傳感器8，通過循跡算法自動檢測黑色的導(dǎo)引軌跡線2，智能喂食車3可按照養(yǎng)雞場中布置的導(dǎo)引軌跡線2自動完成整個養(yǎng)雞場的喂食任務(wù)。

上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。