一种用于夏季喷淋降温棚架的智能自动化喷淋系统的制作方法

本实用新型涉及牲畜棚架智能化喷淋系统领域，具体是一种用于夏季喷淋降温棚架的智能自动化喷淋系统。

背景技术：

随着全球变暖趋势的日益严峻，夏季的温度越来越高，研究表明，夏季高温对奶牛的产奶量有很大的影响，夏季当温度达到18℃以上时奶牛就已经开始产生热应激现象。热应激对奶牛危害极大，尤其对产奶量、乳指标、繁殖性能以及奶牛的健康等都产生重要的影响。

为了缓解热应激对奶牛的伤害，牧场通常会在牛舍内增加水槽数量，让牛加大饮水量，来降低奶牛体温，或者在牛舍内安装风扇以及在运动场搭起遮荫棚，供奶牛纳凉、休息等等各种措施。但以上方法有很多弊端。首先，牛舍内多加水槽是有利于奶牛增大饮水量，但同时也会给运动场水槽周围造成无法收拾的粪尿泥糊。奶牛每天踩来踩去，不但肢蹄挂满泥糊肮脏不堪，身体上也到处沾上粪尿泥糊，给奶牛的健康带来极大的疾病隐患。其次，在运动场搭建遮荫棚是可以给奶牛增加纳凉的机会，但遮荫棚存在比较大的安全隐患，牛角可能会挂在编织网上，给牛带来伤害，遮荫棚对于大中型牧场并不适用。

针对上述传统方式的弊端，一些牧场会在挤奶厅门口及通道里，增加自动喷淋设备，通过设置在挤奶厅上方或两侧的感应设备，实时检测奶牛的进出，定时定期进行喷淋降温，该方案在一定程度上可以缓解奶牛的热应激现象，但夏天是一个漫长的过程，奶牛只是在挤奶时才会进行喷淋降温，大部分时间还是要在牛舍内经历高温的煎熬，因此，该方案并不能从根本上解决奶牛的热应激现象，对提升牛奶产量的影响比较有限。另外，此类方案中采用的感应设备为光电传感器，包括红外感应和可见光感应两种模式，该类传感器有一个致命的缺陷：对黑色不敏感或无反应。牧场内存在大量黑色或黑白相间的奶牛，这就导致该类喷淋系统的灵敏度不够，自动化程度不高。另外，还有一些牧场采用温度传感器方式，该类传感器对温度比较敏感，经常会出现误喷现象，造成大量水资源的浪费。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于夏季喷淋降温棚架的智能自动化喷淋系统，以解决现有技术棚架喷淋系统存在的灵敏度不够、易出现误喷的问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种用于夏季喷淋降温棚架的智能自动化喷淋系统，其特征在于：包括控制部分、现场传感模块、喷淋管路，其中喷淋管路安装于棚架，喷淋管路中安装有控制管路通断的电磁阀，喷淋管路的各个喷头分别通向棚架内部；现场传感模块由超声波传感器、温湿度传感器构成，所述超声波传感器分别安装于喷头所在区域，所述温湿度传感器安装于棚架内或棚架外，由超声波传感器感应喷头所在区域是否存在牲畜，并由温湿度传感器采集棚架内或棚架外的温湿度数据；控制部分包括mcu处理器，mcu处理器分别与超声波传感器、温湿度传感器、电磁阀电连接，由mcu处理器接收超声波传感器、温湿度传感器各自采集的信号，并由mcu处理器控制电磁阀启闭。

所述的一种用于夏季喷淋降温棚架的智能自动化喷淋系统，其特征在于：还包括第一io逻辑控制电路、第二io逻辑控制电路，所述mcu处理器的信号输入口通过第一io逻辑控制电路与超声波传感器的发射端连接，mcu处理器的信号输出口通过第一io逻辑控制电路与超声波传感器的接收端连接，由mcu处理器通过第一io逻辑控制电路基于pwm方式控制超声波传感器的发射端定时出射超声波，超声波传感器的接收端接收返回信号并通过第一io逻辑控制电路送入至mcu处理器；

mcu处理器的信号输入口通过第二io逻辑控制电路与温湿度传感器电连接，由mcu处理器通过第二io逻辑控制电路定时接收温湿度传感器采集的温湿度数据。

所述的一种用于夏季喷淋降温棚架的智能自动化喷淋系统，其特征在于：还包括输出逻辑控制电路、出口继电器，mcu处理器的信号输出端依次通过输出逻辑控制电路、出口继电器与电磁阀电连接，由mcu处理器通过输出逻辑控制电路、出口继电器控制电磁阀的启闭。

所述的一种用于夏季喷淋降温棚架的智能自动化喷淋系统，其特征在于：还包括lora无线模块，mcu处理器的通讯端通过rs总线与lora无线模块连接，由lora无线模块实现mcu处理器与外部其他设备之间通讯。

所述的一种用于夏季喷淋降温棚架的智能自动化喷淋系统，其特征在于：还包括具备无线通讯功能的触摸控制屏，触摸控制屏设置于lora无线模块的通讯范围内，mcu处理器通过lora无线模块与触摸控制屏通讯。

针对当前这种生产现状，结合奶牛的生理特性，在总结各种喷淋降温技术方案优缺点的基础上，本实用新型公开了一种用于夏季喷淋降温的智能自动化控制系统，该系统结构简单，使用方便，既可应用于挤奶通道，也可应用于牛舍内（包括养猪场），通过超声波感应识别，动态感知牲畜位置，实现智能喷淋，真正做到“即来即喷，即走即停”。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1）结构简单，可灵活应用于挤奶通道，牛舍内及养猪场等多个区域。在现代牧业蚌埠牧场的实际应用中，实现了供水生态节水和效益双提升，比传统喷淋系统节水50%以上，节水减排效果显著。相比于过去，奶牛进食量提升了17%左右，繁殖率提高约32%以上，产奶量提高20%以上，大大提升了牧场的经济效益。因此具有显著的经济效益，使用方便，易于推广。

2）采用超声波传感器感应方式，摒弃传统光电传感器和温度传感器方式，彻底解决牧场中黑牛感应不灵敏的问题。

3）超声波传感器采用pwm脉宽调制控制方式，由mcu主动发起超声测距请求，在100毫秒以内探测出距离，解决了超声波测距时相互干扰的问题。

4）采用lora低功耗广域网络技术，数据传输距离可达17km，可在牧场内随时检测喷淋情况，并进行远程控制。

附图说明

图1是本实用新型系统结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，一种用于夏季喷淋降温棚架的智能自动化喷淋系统，包括控制部分、现场传感模块、喷淋管路，其中喷淋管路由水管成套71、花洒喷头81、电磁阀61构成，电磁阀61集成安装于水管成套71，用于控制管路的通断，各个花洒喷头81分别通向棚架内部需要喷淋的区域，整个喷淋管路安装于棚架91上。

现场传感模块由超声波传感器211、温湿度传感器221构成，超声波传感器211分别安装于花洒喷头81所在区域，温湿度传感器211安装于棚架内或棚架外，由超声波传感器211感应花洒喷头81所在区域是否存在牲畜，并由温湿度传感器221采集棚架内或棚架外的温湿度数据。

控制部分包括mcu处理器01，mcu处理器01分别与超声波传感器211、温湿度传感器221、电磁阀61电连接，由mcu处理器01接收超声波传感器211、温湿度传感器221各自采集的信号，并由mcu处理器01控制电磁阀61启闭。

具体的，mcu处理器01的信号输入口通过第一io逻辑控制电路21与超声波传感器211的发射端连接，mcu处理器01的信号输出口通过第一io逻辑控制电路21与超声波传感器211的接收端连接，由mcu处理器01通过第一io逻辑控制电路21基于pwm方式，定时100毫秒控制超声波传感器211的发射端定时出射超声波，以探测喷头所在区域是否存在牲畜，在80毫秒内，超声波传感器211的接收端接收返回信号并通过第一io逻辑控制电路21送入至mcu处理器01。

mcu处理器01的信号输入口通过第二io逻辑控制电路22与温湿度传感器221电连接，由mcu处理器01通过第二io逻辑控制电路22定时1秒接收温湿度传感器221采集的温湿度数据。

mcu处理器01的信号输出端依次通过输出逻辑控制电路31、出口继电器311与电磁阀61电连接，由mcu处理器01通过输出逻辑控制电路31、出口继电器311控制电磁阀61的启闭。

mcu处理器01的通讯端通过rs232总线与lora无线模块41连接，由lora无线模块41实现mcu处理器01与外部其他设备之间通讯。触摸控制屏05设置于lora无线模块41的通讯范围内，mcu处理器01通过lora无线模块41与触摸控制屏05通讯。

本实用新型还包括电源模块02，由电源模块02向本实用新型系统中其他各个用电模块供电。

本实用新型的喷淋控制逻辑如下：

（a）mcu处理器01对采集的温湿度数据进行判断，如果温度或湿度低于设定值（由配置参数设定，下同），停止超声检测，否则，转入步骤（b）。

（b）mcu处理器01对超声波测距数据进行判断，如果测距数据在设定值范围之内，转入（c），否则转入（d）。

（c）mcu处理器01根据设定值，通过输出逻辑控制电路31、出口继电器311，打开电磁阀61，开始喷淋出水。经过一段时间后（由配置参数设定，在该段时间内，mcu处理器01同时并行处理步骤（b）），mcu处理器01通过输出逻辑控制电路31、出口继电器311，关闭电磁阀61，停止喷淋，并转入步骤（a）。

（d）mcu处理器01通过输出逻辑控制电路31，控制出口继电器311，关闭电磁阀61，停止喷淋，并转入步骤（a）。该步骤解决“牛来即喷，牛走即停”的方案设定。

本实用新型所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

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