本發(fā)明涉及智能控制，尤其是一種封閉豬舍智能消毒加濕系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、在封閉式豬舍中，由于空氣流通有限，細(xì)菌和病毒容易滋生和傳播，增加了疾病暴發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。智能消毒系統(tǒng)通過(guò)定時(shí)或?qū)崟r(shí)監(jiān)控的方式，自動(dòng)噴灑消毒液，有效殺滅病原體，降低感染率。而加濕系統(tǒng)則通過(guò)調(diào)節(jié)濕度，減少空氣中的粉塵，防止呼吸道疾病，同時(shí)在炎熱的季節(jié)通過(guò)蒸發(fā)降溫來(lái)緩解熱應(yīng)激。這種系統(tǒng)不僅提高了豬舍內(nèi)的空氣質(zhì)量和衛(wèi)生水平，還減少了人工操作的復(fù)雜性和誤差，實(shí)現(xiàn)了高效、精確的環(huán)境管理。

2、現(xiàn)有方法多為人工式消毒，以人工噴灑藥劑的形式對(duì)封閉豬舍消毒，但細(xì)菌可能會(huì)隨著噴灑時(shí)氣壓差造成的空氣流動(dòng)而發(fā)生移動(dòng)，致使封閉豬舍消毒不徹底。此外，由于消毒劑含水，人工式消毒無(wú)法控制噴灑時(shí)的藥劑用量，因此可能出現(xiàn)豬舍環(huán)境過(guò)濕的情況，而潮濕環(huán)境利于細(xì)菌滋生，在消毒過(guò)后豬舍細(xì)菌又會(huì)以很快的速度生長(zhǎng)繁殖，從而達(dá)不到理想的消毒效果。

3、因此，如何提高豬舍的消毒效率與消毒效果，提升豬舍環(huán)境管理的智能化與自動(dòng)化，是一個(gè)亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種封閉豬舍智能消毒加濕系統(tǒng)及方法，旨在解決上述現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明的第一方面，提供一種封閉豬舍智能消毒加濕系統(tǒng)，包括：

3、環(huán)境檢測(cè)組件，包括至少一組濕度溫度測(cè)量模塊，被配置為檢測(cè)目標(biāo)豬舍的溫度參數(shù)與濕度參數(shù)；

4、環(huán)境控制組件，包括藥劑噴灑模塊、通風(fēng)模塊和除濕加濕模塊，被配置為根據(jù)接收的環(huán)境控制指令對(duì)目標(biāo)豬舍執(zhí)行環(huán)境控制動(dòng)作；

5、其中，所述環(huán)境控制動(dòng)作包括通風(fēng)模塊的通風(fēng)動(dòng)作、藥劑噴灑模塊的藥劑噴灑動(dòng)作和除濕加濕模塊的除濕加濕動(dòng)作；

6、主控模塊，包括控制反饋模型構(gòu)建單元和狀態(tài)調(diào)控單元；

7、其中，所述控制反饋模型構(gòu)建單元被配置為以溫度參數(shù)與濕度參數(shù)為控制狀態(tài)，以環(huán)境控制動(dòng)作為控制依據(jù)，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合的歷史控制狀態(tài)與環(huán)境控制動(dòng)作之間的二階非線性函數(shù)為控制邏輯，建立目標(biāo)豬舍中以溫度參數(shù)與濕度參數(shù)和環(huán)境控制動(dòng)作的非線性反饋系統(tǒng)；

8、其中，所述狀態(tài)調(diào)控單元被配置為對(duì)所述非線性反饋系統(tǒng)進(jìn)行求解，獲得目標(biāo)豬舍達(dá)到最終狀態(tài)的環(huán)境控制指令。

9、可選的，所述環(huán)境檢測(cè)組件，具體包括：

10、若干組濕度計(jì)和溫度計(jì)，布設(shè)于所述目標(biāo)豬舍的每個(gè)角的中軸線；

11、其中，所述若干組濕度計(jì)和溫度計(jì)被配置為采集目標(biāo)豬舍的若干組濕度值和溫度值，并將若干組濕度值和溫度值的平均值輸出作為目標(biāo)豬舍的溫度參數(shù)與濕度參數(shù)。

12、可選的，所述藥劑噴灑模塊，包括：

13、中央管道，設(shè)置于目標(biāo)豬舍的頂部，連接分布式噴頭和藥劑泵送設(shè)備，被配置為將藥劑泵送設(shè)備的噴灑藥劑輸送至分布式噴頭；

14、若干個(gè)分布式噴頭，等間隔均勻設(shè)置于目標(biāo)豬舍，被配置為連接中央管道，在目標(biāo)豬舍內(nèi)對(duì)輸送的噴灑藥劑執(zhí)行藥劑噴灑動(dòng)作；

15、其中，所述中央管道的直徑的表達(dá)式，具體為：

16、；

17、；

18、其中，表示豬舍面積，表示單個(gè)分布式噴頭的覆蓋面積，表示分布式噴頭的數(shù)目，表示單個(gè)分布式噴頭的噴灑速率，表示中央管道內(nèi)的水流速度。

19、可選的，所述通風(fēng)模塊，具體包括：

20、進(jìn)風(fēng)單元，包括設(shè)置于目標(biāo)豬舍側(cè)壁下部的進(jìn)風(fēng)口和設(shè)置于所述進(jìn)風(fēng)口的進(jìn)風(fēng)風(fēng)扇，被配置為驅(qū)動(dòng)空氣進(jìn)入所述目標(biāo)豬舍；

21、排風(fēng)單元，包括設(shè)置于目標(biāo)豬舍側(cè)壁上部或目標(biāo)豬舍頂部的排風(fēng)口和設(shè)置于所述排風(fēng)口的排風(fēng)風(fēng)扇，被配置為驅(qū)動(dòng)目標(biāo)豬舍內(nèi)的空氣排出目標(biāo)豬舍，執(zhí)行通風(fēng)動(dòng)作。

22、可選的，所述除濕加濕模塊，具體包括：

23、噴霧加濕器和除濕機(jī)；

24、其中，所述噴霧加濕器，設(shè)置于目標(biāo)豬舍內(nèi)的進(jìn)風(fēng)口的上方，被配置為對(duì)目標(biāo)豬舍執(zhí)行加濕動(dòng)作；

25、其中，所述除濕機(jī)，設(shè)置于目標(biāo)豬舍內(nèi)的排風(fēng)口的下方，被配置為對(duì)目標(biāo)豬舍執(zhí)行除濕動(dòng)作。

26、可選的，所述控制反饋模型構(gòu)建單元，具體包括：

27、非線性反饋系統(tǒng)建立子單元，被配置為以溫度參數(shù)與濕度參數(shù)為控制狀態(tài)，以環(huán)境控制動(dòng)作為控制依據(jù)，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合的歷史控制狀態(tài)與環(huán)境控制動(dòng)作之間的二階非線性函數(shù)為控制邏輯，建立目標(biāo)豬舍中以溫度參數(shù)與濕度參數(shù)和環(huán)境控制動(dòng)作的非線性反饋系統(tǒng)；

28、其中，所述非線性反饋系統(tǒng)的表達(dá)式，具體為；

29、；

30、其中，和表示兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合的歷史控制狀態(tài)與環(huán)境控制動(dòng)作之間的二階非線性函數(shù)，表示的平均值，表示目標(biāo)豬舍當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)，和的含義相同，僅用于區(qū)分在不同表達(dá)式中的使用，表示對(duì)通風(fēng)模塊的控制，的輸入為當(dāng)前時(shí)刻目標(biāo)豬舍狀態(tài)的前時(shí)刻的狀態(tài)平均值，的輸入為當(dāng)前時(shí)刻目標(biāo)豬舍的狀態(tài)，狀態(tài)包括目標(biāo)豬舍的溫度參數(shù)和濕度參數(shù)，表示通過(guò)調(diào)控后目標(biāo)豬舍的最終狀態(tài)，和為系數(shù)，表示目標(biāo)豬舍在狀態(tài)時(shí)經(jīng)過(guò)環(huán)境控制動(dòng)作后的狀態(tài)，表示目標(biāo)豬舍在狀態(tài)時(shí)經(jīng)過(guò)環(huán)境控制動(dòng)作后的狀態(tài)。

31、可選的，所述目標(biāo)豬舍的最終狀態(tài)，被配置為：目標(biāo)豬舍的溫度參數(shù)為20℃，濕度參數(shù)為50%的狀態(tài)。

32、可選的，所述狀態(tài)調(diào)控單元，具體包括：

33、目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建子單元，被配置為根據(jù)構(gòu)建的目標(biāo)豬舍的非線性反饋系統(tǒng)，構(gòu)建目標(biāo)豬舍環(huán)境控制的目標(biāo)函數(shù)；

34、其中，所述目標(biāo)函數(shù)的表達(dá)式，具體為：

35、；

36、其中，表示目標(biāo)豬舍的理想狀態(tài)，表示神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重，t表示轉(zhuǎn)置，和均表示系數(shù)，表示學(xué)習(xí)率，對(duì)于所有的輸入而言，標(biāo)簽均為溫度參數(shù)20℃和濕度參數(shù)50%的狀態(tài)和。

37、可選的，所述狀態(tài)調(diào)控單元，具體包括：

38、控制策略解算子單元，被配置為獲取預(yù)設(shè)次數(shù)迭代后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重做qr分解，獲得被劃分成的上三角矩陣和正交矩陣，將所述上三角矩陣劃分為3個(gè)子矩陣，將第2個(gè)子矩陣和第3個(gè)子矩陣求和生成特征向量，將所述特征向量輸入全連接層，并將所述全連接層的輸出作為目標(biāo)豬舍達(dá)到最終狀態(tài)的環(huán)境控制指令。

39、本發(fā)明的第二方面，提供一種封閉豬舍智能消毒加濕方法，包括：

40、利用環(huán)境檢測(cè)組件檢測(cè)目標(biāo)豬舍的溫度參數(shù)與濕度參數(shù)；

41、利用環(huán)境控制組件根據(jù)接收的環(huán)境控制指令對(duì)目標(biāo)豬舍執(zhí)行環(huán)境控制動(dòng)作；其中，所述環(huán)境控制動(dòng)作包括通風(fēng)模塊的通風(fēng)動(dòng)作、藥劑噴灑模塊的藥劑噴灑動(dòng)作和除濕加濕模塊的除濕加濕動(dòng)作；

42、主控模塊以溫度參數(shù)與濕度參數(shù)為控制狀態(tài)，以環(huán)境控制動(dòng)作為控制依據(jù)，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合的歷史控制狀態(tài)與環(huán)境控制動(dòng)作之間的二階非線性函數(shù)為控制邏輯，建立目標(biāo)豬舍中以溫度參數(shù)與濕度參數(shù)和環(huán)境控制動(dòng)作的非線性反饋系統(tǒng)；

43、主控模塊對(duì)所述非線性反饋系統(tǒng)進(jìn)行求解，獲得目標(biāo)豬舍達(dá)到最終狀態(tài)的環(huán)境控制指令。

44、本發(fā)明的有益效果在于：提出了一種封閉豬舍智能消毒加濕系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括：環(huán)境檢測(cè)組件，檢測(cè)目標(biāo)豬舍的溫度參數(shù)與濕度參數(shù)；環(huán)境控制組件，對(duì)目標(biāo)豬舍執(zhí)行環(huán)境控制動(dòng)作；主控模塊，以溫度參數(shù)與濕度參數(shù)為控制狀態(tài)，以環(huán)境控制動(dòng)作為控制依據(jù)，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合的歷史控制狀態(tài)與環(huán)境控制動(dòng)作之間的二階非線性函數(shù)為控制邏輯，建立目標(biāo)豬舍中以溫度參數(shù)與濕度參數(shù)和環(huán)境控制動(dòng)作的非線性反饋系統(tǒng)；對(duì)所述非線性反饋系統(tǒng)進(jìn)行求解，獲得目標(biāo)豬舍達(dá)到最終狀態(tài)的環(huán)境控制指令。本發(fā)明通過(guò)分析細(xì)菌傳播特性并結(jié)合豬養(yǎng)殖對(duì)溫度和濕度的需求，利用溫度濕度傳感器采集豬舍的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，結(jié)合豬舍空氣流動(dòng)的特征，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲取豬舍抽濕、除濕、噴灑的調(diào)控指令，使豬舍的狀態(tài)滿(mǎn)足目標(biāo)狀態(tài)，提高豬舍的消毒效率與消毒效果，提升豬舍環(huán)境管理的智能化與自動(dòng)化。