在现代养殖业中,智能化管理是提高效率和保障动物健康的重要手段。本篇论文介绍了一种基于单片机的鸡舍智能环境控制系统的设计与实现,这一系统以单片机作为中央控制器,通过一系列传感器采集鸡舍内的环境数据,并通过中央控制器的算法分析,自动启动控制设备以调整和改善鸡舍环境。该系统不仅能够节约成本,还可以大幅减少人力的投入,提高养殖效率。
系统由上位机、单片机、传感器、控制模块等部分组成。上位机采用触摸屏监控系统,方便管理人员查看和操作。控制模块包括了通风、加热、降温、喷雾、补光等设备,它们能够响应控制器的指令执行相应的调节动作。
传感器是系统的关键部件之一,包括CO传感器、CO传感器、NH3传感器、粉尘传感器、风速传感器、温湿度传感器和光照传感器等。它们能够实时监测鸡舍内CO、CO、NH3浓度、粉尘浓度、风速、温度、湿度及光照等环境信息。采集到的数据会被传送到中央控制器,如果检测到环境参数超标,控制器将发出信号启动相应的设备进行调节。
系统中的单片机选用了PIC16F1937型,它具备低功耗、高性价比和良好的保密性等优点。单片机内置看门狗定时器,可以有效防止程序陷入死循环,提高系统的稳定运行。此外,单片机还设有休眠和节电模式,以及可以采用电池供电的特点。
温湿度传感器选择了SHT15型数字温湿度传感器,它通过I2C总线直接输出数字量温湿度值,且具有较高的测量精度,温度和湿度的测量精度分别为±0.3℃和±2%RH,非常适合用于鸡舍这种需要高精度监测环境的场所。
气体传感器部分,系统选用了TGS4161型CO传感器模块和TGS5042型CO传感器模块,以及MQ-137型NH3检测模块。TGS4161型CO传感器模块具有低能耗、长寿命和高敏感性的特点,测量范围为350~10000ppm。TGS5042型CO传感器模块的测量范围也是0~10000ppm,而且采用的是环保型电解液,即使泄露也无危险。
整个智能环境控制系统的设计采用了专家系统的理念,使得系统能够基于采集到的环境参数,通过算法分析后,作出准确的控制决策。控制器会根据环境是否超标来发出指令启动或停止相关的控制设备。同时,系统还具备手动控制功能,可以通过按钮手动启停控制设备,为操作提供了灵活性。
此外,系统可以通过设定程序,根据不同日龄鸡只的需求适时调整所需环境的功能,这一设计充分考虑了鸡只生长过程中的环境变化需求,对提高鸡只的生长条件和养殖效果有积极作用。
论文的作者们来自于山东农业大学、山东省泰安市泰山中学、山东泰开电力建设工程有限公司等机构,研究方向涉及电力系统自动化和动物环境生理与环境管理等领域。他们的研究得到了农业发展研究院智能化农业装备研发项目的资助。
该智能环境控制系统的设计考虑周全,将现代单片机技术和传感器技术相结合,实现了鸡舍环境的精准控制,对现代智能化养殖业具有重要的应用价值和推广前景。