一种养猪场环境监测控制及疾病预报预警系统及控制方法[发明专利].docx

研究报告

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一种养猪场环境监测控制及疾病预报预警系统及控制方法[发明专利]

一、系统概述

1.系统背景及意义

(1)随着我国养猪业的快速发展，规模化养殖已经成为主流趋势。然而，在养殖过程中，环境因素和疾病问题对猪只健康和养殖效益的影响日益凸显。传统的人工监测方式不仅效率低下，而且容易受到主观因素的影响，导致环境参数和疾病信息的准确性和及时性无法得到保障。因此，开发一套能够实时监测养猪场环境、预测疾病并提前预警的系统，对于提高养殖效率、降低疾病风险、保障猪只健康具有重要意义。

(2)该系统通过对养猪场内温度、湿度、空气质量、氨气浓度等环境参数的实时监测，结合历史数据和猪只生理特征，能够准确判断环境状况，为养殖户提供科学的调整建议。同时，系统还具备疾病预报预警功能，通过对猪只行为、生长指标和病原体检测数据的综合分析，提前预测疾病发生的可能性，并给出相应的防控措施。这种智能化、自动化的管理方式，有助于降低养殖成本，提高经济效益。

(3)此外，该系统还具有人机交互界面，便于养殖户随时查看监测数据和预警信息，实现远程监控和管理。通过大数据分析和人工智能技术，系统还能对养殖场进行智能优化，提高生产效率和资源利用率。在当前我国养猪业转型升级的关键时期，该系统的研发和应用，将为养猪业的可持续发展提供有力支持，对推动农业现代化进程具有重要意义。

2.系统设计目标

(1)本系统设计旨在实现养猪场环境的全面监测与控制，确保猪只生活在适宜的环境中，提高养殖效率。具体目标包括：实时监测养猪场内的温度、湿度、空气质量、氨气浓度等关键环境参数，为养殖户提供实时数据；通过数据分析，自动调整环境控制设备，实现环境参数的自动调节；结合猪只生理特征和行为数据，建立疾病预测模型，提前预警潜在疾病风险。

(2)系统设计还强调提高疾病防控的准确性和及时性。通过集成疾病数据库和预测模型，系统能够对猪只健康状况进行实时监控，及时发现异常情况并发出预警。同时，系统提供针对性的防控措施和建议，帮助养殖户迅速应对疾病，减少损失。此外，系统需具备良好的可扩展性和兼容性，以便适应未来养猪业的发展需求。

(3)系统设计还注重用户体验和操作便捷性。人机交互界面设计应简洁直观，便于养殖户快速掌握系统功能。系统应支持多平台访问，方便养殖户随时随地查看数据和进行管理。此外，系统还需具备数据备份和恢复功能，确保数据安全，避免因意外情况导致数据丢失。通过这些设计目标，本系统将为养猪场提供高效、智能、安全的综合管理解决方案。

3.系统功能描述

(1)系统具备实时环境监测功能，能够自动采集养猪场内的温度、湿度、空气质量、氨气浓度等关键环境参数，并通过无线网络实时传输至监控中心。养殖户可以随时通过移动终端或电脑查看环境数据，确保猪只生活环境的稳定性和舒适性。

(2)系统具有环境自动控制功能，根据预设的环境参数阈值，自动调节通风、加湿、降温等设备，实现环境参数的动态调整。当环境参数超出预设范围时，系统会自动发出警报，提醒养殖户及时处理。

(3)疾病预报预警功能是系统的核心功能之一。系统通过收集猪只的生长指标、行为数据、病原体检测结果等信息，结合疾病数据库和预测模型，对猪只的健康状况进行实时监控。一旦发现潜在疾病风险，系统将立即发出预警，并提供相应的防控措施和建议，帮助养殖户及时采取行动，降低疾病发生率和损失。

二、环境监测模块

1.传感器选择与布置

(1)在选择传感器时，系统优先考虑了高精度和稳定性，以确保数据的准确性和可靠性。对于温度和湿度监测，选用了高精度的数字温度湿度传感器，能够实时反映猪舍内的微小变化。空气质量监测则采用了可检测氨气、二氧化碳等有害气体的传感器，以保障猪只的呼吸健康。

(2)传感器的布置遵循了科学合理的原则。温度传感器通常布置在猪舍内不同高度和位置，以全面反映整个猪舍的温度分布。湿度传感器则与温度传感器同步布置，确保监测数据的一致性。空气质量传感器则安装在猪舍入口处，以及猪只活动频繁的区域，以便及时检测有害气体的浓度。

(3)为了保证数据采集的全面性和实时性，传感器之间的距离不宜过远，以减少信号传输的延迟。同时，传感器应避免安装在容易受到外界干扰的位置，如靠近窗户或通风口。在具体布置时，还需考虑到传感器的安装和维护便利性，以便于养殖户进行日常维护和故障排查。通过这样的传感器选择与布置，系统能够实现对养猪场环境的全面、实时监测。

2.数据采集与传输

(1)数据采集是系统运行的核心环节，采用模块化的数据采集器，能够同时收集多个传感器传输的数据。这些采集器具备低功耗和高抗干扰能力，确保在恶劣的环境下也能稳定工作。数据采集器与传感器之间通过有线或无线连接，根据实际需要选择合适的通信协议，如RS485、Wi-Fi或LoRa等。

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