(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211188774.2 (22)申请日 2022.09.28 (71)申请人 内蒙古机电职业 技术学院 地址 010020 内蒙古自治区呼和浩特市赛 罕区大学城学府路1号 (72)发明人 王荣华　张燕斌　吴菲菲　王彦隽　 (74)专利代理 机构 北京清控智云知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 11919 专利代理师 管士涛 (51)Int.Cl. G06V 20/52(2022.01) G06V 40/10(2022.01) G06Q 50/02(2012.01) G01D 21/02(2006.01)A01K 1/00(2006.01) A01K 29/00(2006.01) G05D 27/02(2006.01) (54)发明名称 基于畜舍实时环境数据的环控系统构建方 法及装置 (57)摘要 本发明涉及智能环控技术领域， 一种基于畜 舍实时环 境数据的环控系统构建方法及装置， 包 括： 接收畜舍环境数据采集指令， 启动温湿度及 CO2气体传感器获取畜舍的温湿值及CO2浓度值， 并利用监控设备拍摄畜舍采集图片， 调用预设的 模型识别所述畜舍采集图片中的牲 畜类型， 并计 算所述温湿值及CO2浓度值与所述牲畜类型对应 的畜舍目标温湿值及目标CO2浓度值的差值， 若 所述差值不处于预设的合理差值区间， 拉响异常 警报器， 若处于预设的合理差值区间， 启动地温 冷系统、 自动沐浴系统及通风系统， 调整畜舍环 境数据回归至目标温湿值及目标CO2浓度值， 从 而实现畜舍实时环控。 本发明可解决当前畜牧业 畜舍环境数据自动化采集困难、 环控系统智能化 调控不足的问题。 权利要求书3页 说明书11页 附图4页 CN 115546718 A 2022.12.30 CN 115546718 A 1.一种基于畜舍实时环境数据的环控系统构建方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 接收畜舍环境数据采集指令， 根据 所述畜舍环境数据采集指令启动畜舍内安装的监控 设备和传感器， 其中所述传感器包括湿度传感器、 温度传感器及CO2气体传感器； 利用所述湿度传感器、 温度传感器及CO2气体传感器获取畜舍的湿度值、 温度值及CO2 浓度值， 并基于所述 监控设备拍摄畜舍的实时图片， 得到畜舍采集图片； 识别所述畜舍采集图片中的牲畜类型， 调取所述牲畜类型的畜舍目标湿度值、 目标温 度值及目标CO2浓度值； 调用如下模型计算所述湿度值、 温度值及CO2浓度值与所述畜舍目标湿度值、 目标温度 值及目标CO2浓度值的差值： M(Ri,Bi)＝ri‑bi 其中， M(Ri,Bi)为所述湿度值、 温度值及 CO2浓度值与所述畜舍目标湿度值、 目标温度值 及目标CO2浓度值的差 值， ri为所述湿度值、 温度值及CO2浓度值， bi为所述畜舍目标湿度值、 目标温度值及目标CO2浓度值； 判断所述差值是否处于预设的合理差值区间， 若不处于所述合理差值区间， 拉响异常 警报器， 若处于所述合理差值区间， 基于所述差值启动畜舍内预先安装的地 温冷系统、 自动 沐浴系统及通风系统， 调整 畜舍环境数据回归至畜舍目标湿度值、 目标温度值及目标C O2浓 度值， 实现畜舍实时环控。 2.如权利要求1所述的基于畜舍实时环境数据的环控系统构建方法， 其特征在于， 所述 识别所述畜舍采集图片中的牲畜类型， 包括： 对所述畜舍采集图片进行 灰度化处 理与归一 化处理， 得到归一 化畜舍图片； 基于pytho n提取所述归一 化畜舍图片中的图像特 征； 判断所述图像特征与 预构建的牲畜类型图像特征集的相似度， 依据所述相似度识别出 所述归一 化畜舍图片中的牲畜类型。 3.如权利要求2所述的基于畜舍实时环境数据的环控系统构建方法， 其特征在于， 所述 基于pytho n提取所述归一 化畜舍图片中的图像特 征， 包括： 将所述归一化畜舍 图片分割成6像素*6像素的细胞单元， 并把每个像素的梯度方向平 均划分成9个区间； 调取pytho n命令， 统计所述细胞 单元每个像素梯度方向的直方图， 得到9维特 征向量； 设置块的大小为36像素*36像素， 组合36个所述细胞单元得到一个所述块， 其 中一个块 包含的特征向量为36*9＝324维； 设置扫描步长为一个所述细胞单元， 用所述块对所述归一化畜舍 图片进行扫描， 并串 联所有块的特 征向量， 得到所述归一 化畜舍图片中的图像特 征。 4.如权利要求2所述的基于畜舍实时环境数据的环控系统构建方法， 其特征在于， 所述 判断所述图像特征与预构建的牲畜类型图像特征集的相似度， 依据所述相似度识别出所述 归一化畜舍图片中的牲畜类型， 包括： 构建如下模型计算所述图像特 征与预构建的牲畜类型图像特 征集的相似距离： 其中， D(X,Y)为所述图像特征与预构 建的牲畜类型图像特征集的相似距离， X为所述图权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115546718 A 2像特征， 包含的特征向量有{x1,x2,…xn}， Y为所述预构建的牲 畜类型图像特征集， 包含的特 征向量有{y1,y2,…yn}。 将所述相似距离转换为所述图像特征与 预构建的牲畜类型图像特征集的相似度， 并得 到所述归一 化畜舍图片中的牲畜类型。 5.如权利要求4所述的基于畜舍实时环境数据的环控系统构建方法， 其特征在于， 所述 将所述相似距离转换为所述图像特征与预构建的牲畜类型图像特征集的相似度， 并得到所 述归一化畜舍图片中的牲畜类型， 包括： 基于如下模型将所述相似距离转换为所述图像特征与预构建的牲畜类型图像特征集 的相似度： 其中， S(X,Y)为所述图像特征与预构建的牲畜类型 图像特征集的相似度， D(X,Y)为所 述图像特 征与预构建的牲畜类型图像特 征集的相似距离； 判断所述相似度是否大于0.8， 若大于则按照预构建的牲畜类型图像特征集中对应的 牲畜类型输出 得到所述归一 化畜舍图片中的牲畜类型。 6.如权利要求1所述的基于畜舍实时环境数据的环控系统构建方法， 其特征在于， 所述 基于所述差值启动畜舍内预先安装的地温冷系统、 自动沐浴系统及通风系统， 调整畜舍环 境数据回归至畜舍目标湿度值、 目标温度值及目标CO2浓度值， 包括： 基于所述湿度值与所述畜舍目标湿度值的差值， 启动所述自动沐浴系统喷射水蒸气， 调整畜舍所述湿度值回归至畜舍目标湿度值； 基于所述温度值与所述畜舍目标温度值的差值， 启动所述地温冷系统， 并调整所述地 温冷系统的供 水温度， 使得 畜舍所述温度值回归至畜舍目标温度值； 基于所述CO2浓度值与所述畜舍目标CO2浓度值的差值， 启动所述通风系统， 利用预设 的模型计算所述 通风系统的通 风量， 调整畜舍所述CO2浓度值回归至畜舍目标CO2浓度值。 7.如权利要求6所述的基于畜舍实时环境数据的环控系统构建方法， 其特征在于， 所述 基于所述CO2浓度值与所述畜舍目标CO2浓度值的差值， 启动所述通风系统， 利用预设的模 型计算所述 通风系统的通 风量， 包括： 构建如下模型计算所述 通风系统的通 风量： 其中， Q为计算得到的所述通风系统的通风量， ΔCO2为所述CO2浓度值与所述畜舍目标 CO2浓度值的差值， N为所述计算所述通风量的小时长， 为每只牲畜每小时CO2产生量， 采用CIGR推荐的经验公式计算得到， 为CO2的密度。 8.如权利要求2所述的基于畜舍实时环境数据的环控系统构建方法， 其特征在于， 所述 对所述畜舍采集图片进行 灰度化处 理与归一 化处理， 得到归一 化畜舍图片， 包括： 基于python调用OPENCV的库函数cvCvtColor将所述畜舍采集图片由RGB颜色空间转换 为GRAY灰度空间， 得到灰度化畜舍采集图片； 调用模型对所述灰度化畜舍采集图片进行伽马矫 正， 得到伽马畜舍采集图片；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115546718 A 3