本發明涉及豬場養殖，更具體地說，涉及一種豬場遠程控制系統及方法。
背景技術：
1、在傳統的農牧領域，數據采集往往要依靠人工來完成，例如牧場的動物生長性狀記錄、養殖場環境參數檢測、農作物的生長數據采集等。隨著傳感器技術、物聯網、云平臺、大數據、人工智能技術的推廣和成熟，智慧農業順勢而生，將農業領域的數據采集方式，由完全的人工采集模式發展到部分人工和部分自動、部分自動采集，并不斷優化數據采集技術；在大規模的現代養殖場中，養殖環境自動控制和采集設備都是依托自動化控制柜(或稱電控柜)、plc自動控制系統來實現，包括溫度、濕度、二氧化碳濃度、通風率、供暖、環控等。傳統的自動控制柜在一定程度上克服了傳統的純人工采集和控制的局限性，實現了對養殖場部分環境參數的自動采集和控制。
2、但是，傳統的全自動控制系統由于現場設備、線纜、終端等的數量非常多，不僅建設難度比較大，而且可靠性低、維護成本高。由于豬舍內環境變量多，例如溫濕度、空氣質量、照明、溫控等，豬場管理者很難獲取所有環境參數并對所有的變量及時做出相應調控，因此出現了許多半自動控制系統，例如溫度、濕度、二氧化碳濃度、通風率、空氣質量傳感器等由工人巡檢記錄數據，之后，再通過巡檢手動調控。雖然這種方式克服了完全人工采集和控制的缺點，但是缺點也很明顯：環境變量的數據量大且不全面，無法實現遠程監控，設備使用體驗感差，養殖水平難以提升；難以充分發揮物聯網、云計算、大數據、人工智能等先進技術在現代養殖中的作用。鑒于此，我們提出一種豬場遠程控制系統及方法。
技術實現思路
1、本發明的目的在于克服現有技術的不足，適應現實需要，提供一種豬場遠程控制系統及方法，以解決當前控制系統建設難度比較大，可靠性低，維護成本高，環境變量的數據量大且不全面，難以實現遠程監控，設備使用體驗感差，養殖水平難以提升的技術問題。
2、為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種豬場遠程控制系統，包括可插拔式無線環境采集器、豬場智慧網關、無線智能控制器和數智化綜合管理平臺；
3、所述可插拔式無線環境采集器集成有高精度傳感器，用于實時采集豬舍環境數據；
4、所述豬場智慧網關，用于支持通信方式，并支持采集器入網；
5、所述無線智能控制器，用于通過app實現自主定制控制邏輯并接入原電控柜；
6、所述數智化綜合管理平臺，用于實時監控、數據溯源、動態調控和智能分析數據。
7、優選地，所述可插拔式無線環境采集器采用藍牙連接、wi-fi連接、lorawan，以及4g網絡連接；
8、所述可插拔式無線環境采集器采用基于arm?cortex-m系列芯片構建的處理單元；
9、所述可插拔式無線環境采集器內置高精度傳感器，包括高精度溫濕度傳感器、高精度光照傳感器，以及高精度氣體傳感器；
10、所述可插拔式無線環境采集器采集溫度、濕度、光照強度、氨氣濃度、二氧化碳、硫化氫濃度參數，并本地處理后通過無線方式直接上傳豬場智慧網關；
11、所述可插拔式無線環境采用lorawan無線傳輸技術。
12、優選地，所述豬場智慧網關采用arm內核處理平臺，包括rs485、wifi、lora通信方式；
13、所述豬場智慧網關采用的協議和標準，包括modbus、mqtt；
14、所述豬場智慧網關通過tcp/ip對可插拔式無線環境采集器統一訪問并管理，采用snmp進行遠程管理和診斷，提供web頁面實時監控各環節節點運行以及數據狀態。
15、優選地，所述無線智能控制器，還用于實時接收并響應云指令，控制豬舍內原電控柜；
16、所述無線智能控制器包括應用軟件和單片機控制器采用wifi或4g接入互聯網，并對接入的智能設備進行管理。
17、優選地，所述數智化綜合管理平臺，還用于利用邊緣網關技術部署云端實時平臺集群，提供云計算能力，實現數據采集、分析、統計、控制與可視化；
18、所述數智化綜合管理平臺包括云監控模塊、云分析模塊、云管理模塊和云報警模塊；
19、所述云監控模塊，用于提供與各設備交互的方式以及訪問網關，同時將數據進行可視化；
20、所述云分析模塊，用于實現采集的參數與閾值比較、各參數關系分析、數據平滑；
21、所述云管理模塊，用于實現對各設備的控制和遠程報警；
22、所述云報警模塊，用于通過短信、郵件或app的方式實時的報警。
23、一種豬場遠程控制系統的實現方法，包括以下步驟：
24、s1：系統設計：設計一種豬場遠程控制系統，集成可插拔式無線環境采集器、豬場智慧網關、無線智能控制器和數智化綜合管理平臺；
25、s2：架構改進：采用“云—網—端—邊”四層架構，實現性能改進。
26、優選地，所述步驟s1中包括如下步驟：
27、s101：集成可插拔式無線環境采集器；
28、s102：升級豬場智慧網關，使其具備高可靠性和工業級性能；
29、s103：設計無線智能控制器；
30、s104：設計數智化綜合管理平臺。
31、優選地，所述步驟s2中包括如下步驟：
32、s201：在“云”層，由數智化綜合管理平臺實現數據采集、分析、統計、控制與可視化，平臺集群通過云監控模塊、云分析模塊、云管理模塊和云報警模塊進行實時監控、數據溯源、動態調控和智能分析數據；
33、s202：在“網”層，豬場智慧網關將采集器采集的原始的數據后轉發給核心系統，并將核心系統的反饋通過本地采集設備轉給原設備，從而實現對所有智能設備的自動化采集和控制；
34、s203：在“端”層，無線智能控制器對智能設備進行操作，并結合云監控模塊能夠實現設備異常報警；
35、s204：在“邊”層，核心系統中部署的是邊緣計算模塊，將數據進行初次分析后轉發給由數智化綜合管理平臺利用邊緣網關技術部署的云端實時平臺集群所構成的系統。
36、優選的，所述步驟s204中邊緣計算采用c++、java、python進行編寫，采用ltp消息交互體系、智能規則引擎、數據緩沖和數據過濾處理機制；
37、所述邊緣計算模塊若采用ltp消息交互體系進行消息傳遞，消息發送速率為vmsg(單位：msg/s)，消息隊列長度為qlen，消息處理時間tmsg可由以下公式計算：
38、
39、所述數據過濾處理機制，若實時數據集合為{d1,d2,…,dn}，經過過濾后剩余有效數據集合為數據過濾效率ef可由以下公式計算：
40、
41、所述數據過濾處理機制對實時數據、實時溫度、實時能耗，以及實時報警進行過濾。
42、優選的，所述實時數據是溫度、濕度、光照、紅外、濕度、粉塵、co2、nh3、硫化氫；同時針對采集器進行唯一編號，并通過網關接口、云監控接口、云管理接口、云分析接口提供相應的數據。
43、與現有技術相比，本發明的有益效果是：
44、1、采用“云—網—端—邊”四層架構，從系統架構上提升性能表現，支持大規模節點接入、兼容標準協議、具備高防護能力、可支持邊緣計算，并利用物聯網、大數據、人工智能等先進技術手段；本發明涉及物聯網、智能化、大數據和云計算技術，在保證數據采集可靠性的前提下，采用環境采集器、無線網關、無線控制器和數智化綜合管理平臺，具備高性價比、高可靠性、穩定性和拓展性，能夠實現對豬場的遠程控制以及實時監控、智能分析和自動控制，使養殖行業達到智能生產、數據生產、協同生產。
45、2、采用可插拔式無線環境采集器實現對環境數據的感知，能夠快速配置和精準采集，避免使用大量外部接口從而節約空間，同時微處理芯片通過無線連接端口與傳感器連接，能夠最大程度的獲取環境數據。
46、3、以無線智能控制器為載體，根據app進行自主定制控制邏輯，能夠快速實現豬場電控柜智能化，通過控制邏輯達到精準控制，提高控溫控濕成功率，優化環境。
47、4、通過無線傳感網絡組網和平臺的動態調控實現環境數據進行動態調控，使豬舍環境更加穩定。
48、5、無線智能控制器能夠快速配置并接入豬舍電控柜，不需要做大幅度改造即可使豬舍電控柜智能化，降低成本。