【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術屬于家蠶養(yǎng)殖，具體是一種家蠶人工飼料育環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)。
技術介紹
1、在家蠶的飼育過程中，環(huán)境因素扮演著至關重要的角色。溫度、濕度、光照強度、空氣流通等環(huán)境參數(shù)的適宜與否，直接影響著家蠶的生長發(fā)育、健康狀況以及蠶繭的產量與質量。因此，如何實現(xiàn)對家蠶的飼育環(huán)境的進行及時和準確地監(jiān)控，成為當前亟待解決的技術難題。
2、現(xiàn)有技術通過相關傳感器監(jiān)測家蠶的飼育環(huán)境中的溫度、濕度、二氧化碳濃度和光照強度等環(huán)境參數(shù)，通過將環(huán)境參數(shù)與對應預設的閾值進行比較，從而判斷家蠶飼育環(huán)境是否異常；然而，現(xiàn)有技術的監(jiān)控系統(tǒng)中相關傳感器均勻分布在家蠶飼育環(huán)境中，難以對飼育環(huán)境中環(huán)境數(shù)據變化快的位置進行重點監(jiān)測，導致對家蠶飼育環(huán)境的監(jiān)控不夠精確；此外，現(xiàn)有技術需要環(huán)境參數(shù)超出對應的閾值才能確定飼育環(huán)境是否出現(xiàn)異常，難以對飼育環(huán)境的風險狀態(tài)進行預測，從而導致對家蠶飼育環(huán)境的監(jiān)控不夠及時準確，進而導致家蠶因飼育環(huán)境異常而發(fā)生病害難以保證家蠶的健康狀態(tài)。
3、本專利技術提供了一種家蠶人工飼料育環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，以解決以上技術問題。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一；為此，本專利技術提出了一種家蠶人工飼料育環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術的監(jiān)控系統(tǒng)中相關傳感器均勻分布在家蠶飼育環(huán)境中，難以對飼育環(huán)境中環(huán)境數(shù)據變化快的位置進行重點監(jiān)測，導致對家蠶飼育環(huán)境的監(jiān)控不夠精確；此外，現(xiàn)有技術需要環(huán)境參數(shù)超出對應的閾值才能確定飼育環(huán)境是否出現(xiàn)異常，難以對飼育環(huán)
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術的第一方面提供了一種家蠶人工飼料育環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括：中樞處理模塊，以及與之相連接的數(shù)據采集模塊和風險預警模塊；
3、所述數(shù)據采集模塊：用于采集飼育環(huán)境中若干連續(xù)周期若干個位置的環(huán)境數(shù)據和各位置對應家蠶的健康狀態(tài)；對環(huán)境狀態(tài)和健康狀態(tài)分別進行預處理，得到環(huán)境數(shù)據和健康數(shù)據；其中，環(huán)境數(shù)據包括飼育環(huán)境的溫度、濕度、二氧化碳濃度和光照強度，健康數(shù)據包括家蠶的進食量和體長；
4、所述中樞處理模塊：用于基于各位置若干連續(xù)周期的環(huán)境數(shù)據確定相關傳感器的安裝位置；其中，相關傳感器包括溫度傳感器、濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器和光照強度傳感器；以及，
5、基于環(huán)境數(shù)據和健康數(shù)據計算環(huán)境風險系數(shù)；將環(huán)境風險系數(shù)輸入至環(huán)境風險預測模型得到環(huán)境風險系數(shù)預測值；其中，環(huán)境風險預測模型通過人工智能模型訓練得到；
6、所述風險預警模塊：用于基于環(huán)境風險系數(shù)預測值確定風險預警等級；基于風險預警等級對環(huán)境狀況進行調整；其中，風險預警等級包括正常、一級預警和二級預警，并且風險嚴重性為一級預警>二級預警>正常。
7、優(yōu)選的，所述對環(huán)境狀態(tài)和健康狀態(tài)分別進行預處理，包括：
8、a1：提取各位置若干連續(xù)周期的環(huán)境狀態(tài)和健康狀態(tài)；
9、a2：將環(huán)境狀況和健康狀態(tài)中的異常數(shù)據剔除；
10、a3：對環(huán)境狀況和健康狀況中的缺失數(shù)據進行填補；
11、a4：將預處理完成的環(huán)境狀態(tài)標記為環(huán)境數(shù)據；
12、a5：將預處理完成的健康狀況標記為健康數(shù)據。
13、優(yōu)選的，所述基于各位置若干連續(xù)周期的環(huán)境數(shù)據確定相關傳感器的安裝位置，包括：
14、b1：提取各位置若干連續(xù)周期的環(huán)境數(shù)據；
15、b2：基于各位置若干連續(xù)周期的環(huán)境數(shù)據繪制對應的環(huán)境數(shù)據變化曲線；
16、b3：對環(huán)境數(shù)據變化曲線進行求導得到環(huán)境數(shù)據導函數(shù)；
17、b4：獲取各位置的環(huán)境數(shù)據導數(shù)值并與對應的導數(shù)閾值進行比較；
18、b5：若環(huán)境數(shù)據導數(shù)值大于對應的導數(shù)閾值，則將對應的位置標記為安裝位置；否則，將對應的位置標記為正常位置。
19、需要說明的是，繪制得到的環(huán)境數(shù)據變化曲線包括溫度變化曲線、濕度變化曲線、二氧化碳濃度變化曲線和光照強度變化曲線，環(huán)境數(shù)據導函數(shù)包括溫度導函數(shù)、濕度導函數(shù)、二氧化碳濃度導函數(shù)和光照強度導函數(shù)。
20、本專利技術通過繪制環(huán)境數(shù)據變化曲線，對環(huán)境數(shù)據變化曲線進行求導得到環(huán)境數(shù)據導函數(shù)；環(huán)境數(shù)據導數(shù)值大于對應的導數(shù)閾值，則將對應的位置標記為安裝位置，從而確定相關傳感器的安裝位置，使得相關傳感器能夠對飼育環(huán)境中環(huán)境數(shù)據變化快的位置進行重點監(jiān)測，有利于提高對家蠶的飼養(yǎng)環(huán)境進行監(jiān)控的精確性。
21、優(yōu)選的，所述基于各位置若干連續(xù)周期的環(huán)境數(shù)據繪制對應的環(huán)境數(shù)據變化曲線，包括：
22、提取若干聯(lián)系周期的環(huán)境數(shù)據，以時間為自變量，以環(huán)境數(shù)據為因變量建立環(huán)境數(shù)據變化曲線。
23、優(yōu)選的，所述基于環(huán)境數(shù)據和健康數(shù)據計算環(huán)境風險系數(shù)，包括：
24、c1：提取環(huán)境數(shù)據和健康數(shù)據；
25、c2：基于環(huán)境數(shù)據計算環(huán)境評分hp；
26、c3：基于健康數(shù)據計算健康評分kp；
27、c4：通過公式hfx＝(a×hp)/[(b×kp)+c]計算環(huán)境風險系數(shù)hfx；其中，a、b為大于0的影響因子；c為防止除零的常數(shù)，并且c的取值范圍為(0,1]。
28、優(yōu)選的，所述基于環(huán)境數(shù)據計算環(huán)境評分hp，包括：
29、提取環(huán)境數(shù)據中的溫度wd、濕度sd、二氧化碳濃度tn和光照強度gz，通過公式hp＝k1×|wd-wd0|+k2×|sd-sd0|+k3×|tn-tn0|+k4×|gz-gz0|計算環(huán)境評分hp；其中，wd0為溫度基準值，sd0為濕度基準值，tn0為二氧化碳濃度基準值，gz0為光照強度基準值，k1、k2、k3、k4為大于0的比例系數(shù)，||為絕對值運算符。
30、優(yōu)選的，所述基于健康數(shù)據計算健康評分kp，包括：
31、提取健康數(shù)據進食量jsl和體長tc，通過公式kp＝k5×jsl+k6×arctan(tc)計算健康評分kp；其中，k5和k6為大于0的比例系數(shù)，arctan()為反正切函數(shù)。
32、優(yōu)選的，所述環(huán)境風險預測模型通過人工智能模型訓練得到，包括：
33、提取若干連續(xù)周期的環(huán)境風險系數(shù)并整合為若干組訓練數(shù)據和檢驗數(shù)據；使用訓練數(shù)據對人工智能模型進行訓練；使用檢驗數(shù)據對訓練后的人工智能模型進行檢驗，根據檢驗結果對人工智能模型進行調整；最終得到輸入為最近若干個連續(xù)周期的環(huán)境風險系數(shù)，輸出為預測周期的環(huán)境風險系數(shù)的壓縮機故障預測模型；其中，人工智能模型包括bp神經網絡模型或者rbf神經網絡模型。
34、本專利技術通過提取環(huán)境風險系數(shù)用于訓練人工智能模型，訓練完成后得到環(huán)境風險預測模型，通過將若干個連續(xù)周期的環(huán)境風險系數(shù)輸入至環(huán)境風險預測模型，得到預測周期的環(huán)境風險系數(shù)，能夠提前預估出家蠶的飼養(yǎng)環(huán)境風險變化并采取對應的措施，降低了因飼養(yǎng)環(huán)境異常使得家蠶出現(xiàn)病害的狀況，從而有利于保障家蠶的健康狀本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種家蠶人工飼料育環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括：中樞處理模塊，以及與之相連接的數(shù)據采集模塊和風險預警模塊；其特征在于，
2.根據權利要求1所述的一種家蠶人工飼料育環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述對環(huán)境狀態(tài)和健康狀態(tài)分別進行預處理，包括：
3.根據權利要求1所述的一種家蠶人工飼料育環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述基于各位置若干連續(xù)周期的環(huán)境數(shù)據確定相關傳感器的安裝位置，包括：
4.根據權利要求3所述的一種家蠶人工飼料育環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述基于各位置若干連續(xù)周期的環(huán)境數(shù)據繪制對應的環(huán)境數(shù)據變化曲線，包括：
5.根據權利要求1所述的一種家蠶人工飼料育環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述基于環(huán)境數(shù)據和健康數(shù)據計算環(huán)境風險系數(shù)，包括：
6.根據權利要求5所述的一種家蠶人工飼料育環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述基于環(huán)境數(shù)據計算環(huán)境評分HP，包括：
7.根據權利要求5所述的一種家蠶人工飼料育環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述基于健康數(shù)據計算健康評分KP，包括：
8.根據權利要求1所述的一種家蠶人
9.根據權利要求1所述的一種家蠶人工飼料育環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述基于環(huán)境風險系數(shù)預測值確定風險預警等級，包括：
10.根據權利要求1所述的一種家蠶人工飼料育環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述基于風險預警等級對環(huán)境狀況進行調整，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種家蠶人工飼料育環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括：中樞處理模塊，以及與之相連接的數(shù)據采集模塊和風險預警模塊；其特征在于，
2.根據權利要求1所述的一種家蠶人工飼料育環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述對環(huán)境狀態(tài)和健康狀態(tài)分別進行預處理，包括：
3.根據權利要求1所述的一種家蠶人工飼料育環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述基于各位置若干連續(xù)周期的環(huán)境數(shù)據確定相關傳感器的安裝位置，包括：
4.根據權利要求3所述的一種家蠶人工飼料育環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述基于各位置若干連續(xù)周期的環(huán)境數(shù)據繪制對應的環(huán)境數(shù)據變化曲線，包括：
5.根據權利要求1所述的一種家蠶人工飼料育環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述基于環(huán)境數(shù)據和健康數(shù)據計算環(huán)境...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：葉崇軍，李冰，陶姍姍，劉明輝，王杰，
申請(專利權)人：安徽省農業(yè)科學院蠶桑研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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