單片機技術(shù)在畜禽舍環(huán)境控制中的應用研究

摘 要畜禽生長和生產(chǎn)過程中功能都需要依靠良好的環(huán)境，隨著畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，環(huán)境因素對畜禽生長的影響引起足夠的重視。畜禽舍環(huán)境關(guān)系著畜禽的生長狀況，本文以畜禽舍環(huán)境控制為基礎(chǔ)，整合單片機技術(shù)的應用，提出了一種畜禽養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，提高了環(huán)境控制的自動化和智能化。

【關(guān)鍵詞】畜禽舍環(huán)境控制 單片機 應用

畜禽養(yǎng)殖是畜牧業(yè)的重要發(fā)展方向，近年來畜禽養(yǎng)殖規(guī)模逐漸擴大，養(yǎng)殖企業(yè)加強了對環(huán)境控制的研究，養(yǎng)殖過程中對環(huán)境控制提出了較高的要求。畜禽養(yǎng)殖環(huán)境通常包括舍內(nèi)環(huán)境和外部環(huán)境，其中社內(nèi)環(huán)境控制最為重要，如果冬夏季畜禽舍內(nèi)環(huán)境溫度變化大，畜禽的生產(chǎn)能力下降，阻礙經(jīng)濟效益的提高。為了加快畜禽產(chǎn)業(yè)化和標準化進度，必須加強舍內(nèi)環(huán)境控制，這就需要完善的自動控制技術(shù)。本文將單片機整合到自動控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)畜禽舍內(nèi)環(huán)境監(jiān)管和控制，具有較高的實際應用價值。

1 畜禽舍養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設計

氣體傳感器采集氣體濃度信號，放大器將信號經(jīng)過一定程度的放大后傳輸?shù)綌?shù)模轉(zhuǎn)換器，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，將數(shù)字信號傳輸?shù)絾纹瑱C，經(jīng)過分析處理后發(fā)出控制指令。事先在系統(tǒng)中設置氣體濃度的閥值，將采集的氣體濃度信號與閥值進行對比，如果有害氣體濃度超出閥值，系統(tǒng)發(fā)出控制信號，風機啟動，有效降低氣體濃度，整個過程為無人化操作。另外，還可以將氣體濃度的差值進行對比，控制風機啟動的臺數(shù)。

在溫濕度控制方面，原理和有害氣體濃度控制相同，應用雙向為位單片機，實現(xiàn)獨立信號的輸入和輸出，在用戶電路中實現(xiàn)模擬信號向數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，將溫濕度傳感器獲得的模擬信號及時轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳輸?shù)絾纹瑱C中。系統(tǒng)中主要包括單片機、二氧化碳和二氧化硫傳感器、溫濕度傳感器、放大設備和外圍轉(zhuǎn)換設備等。系統(tǒng)以單片機為核心，多種傳感器采集畜禽舍內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，確定風機等終端設備的運行。以風機控制為例，圖1為系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。

單片機的軟件開發(fā)工具有匯編語言和c語言，軟件系統(tǒng)中應用傳感器、檢測技術(shù)監(jiān)測畜禽舍內(nèi)的環(huán)境，自動采集信號后，實現(xiàn)對畜禽舍衛(wèi)生環(huán)境的控制。本系統(tǒng)主要應用模塊化設計方法，主要包含輸入設備、顯示設備、濃度采集設備、信號處理設備、模數(shù)轉(zhuǎn)換設備和報警設備等。軟件設計過程中一般遵循以下流程：

（1）設置單位采樣的時間，可以在采樣時間設置閥值。

（2）在報警閥值中設置開關(guān)，設置相應的報警閥值。

（3）系統(tǒng)計數(shù)過程中，以單位采樣時間的設置為標準。

（4）將采樣值和報警閥值進行對比，高于或者低于報警閥值時都會發(fā)出警報。

2 單片機技術(shù)在環(huán)境控制中的應用

單片機具有十分明顯的技術(shù)優(yōu)勢，可以將單片機嵌入到不同的監(jiān)控設備中，是網(wǎng)絡系統(tǒng)和人工監(jiān)控不能比擬的。目前，單片機技術(shù)在畜禽舍環(huán)境控制中的應用較少，在完善相關(guān)軟硬件設計后，在畜禽舍環(huán)境控制方面的應用將會越來越廣泛。

2.1 單片機應用于有害氣體檢測

畜禽舍內(nèi)物種較多，畜禽的呼吸和排泄等都會出現(xiàn)大量的有機物，如果環(huán)境較為密封，將會加快有機物的分解，影響舍內(nèi)環(huán)境。內(nèi)外空氣流通不暢，舍內(nèi)有害氣體的濃度將會升高，嚴重影響到畜禽的生長和生產(chǎn)，同時會加大疫病的感染幾率。因此畜禽舍內(nèi)有害氣體控制成為畜禽養(yǎng)殖的重點，為了促進畜禽養(yǎng)殖的發(fā)展，必須防治舍內(nèi)空氣質(zhì)量惡化。

系統(tǒng)應用中，主要應用傳感器對舍內(nèi)的有害氣體濃度進行監(jiān)控，全天候采集濃度信號，氣體濃度超過預先設置的閥值后，單片機將采集到信號與閥值作對比，滿足風機開啟條件后，發(fā)出指令控制風機啟動，舍內(nèi)的有害氣體濃度降低，從而實現(xiàn)環(huán)境的自動化控制。

2.2 單片機在溫濕度控制中的應用

為了提高畜禽的生長能力，需要為畜禽提供良好的溫濕度環(huán)境，進一步提高飼料的利用效率，提高畜禽的抗病能力。為畜禽提供良好的生長環(huán)境，溫濕度控制至關(guān)重要，可以應用單片機系統(tǒng)營造獨立恒定的溫濕度環(huán)境。

系統(tǒng)應用過程中，溫濕度傳感器及時采集溫濕度信號，系統(tǒng)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，單片機將溫濕度結(jié)果與閥值作對比，超過警戒閥值后，發(fā)出對應指令，控制噴霧風機，調(diào)整舍內(nèi)的溫濕度。

2.3 畜禽舍內(nèi)環(huán)境一體化控制

傳統(tǒng)的環(huán)境控制將重點放在單項技術(shù)的開發(fā)方面，在環(huán)境一體化控制方面的研究還不夠深入，畜禽舍內(nèi)整體環(huán)境調(diào)整和控制效果不夠明顯。畜禽舍是一個生態(tài)系統(tǒng)，其中包含多種環(huán)境因素，例如光照、溫濕度、空氣質(zhì)量等，只有將多種環(huán)境因素結(jié)合起來實現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)控，才能發(fā)揮最大的調(diào)控效益。將單片機作為控制的核心部件，將有害氣體和溫濕度控制整合起來，開展整體調(diào)控，實現(xiàn)畜禽舍內(nèi)環(huán)境調(diào)控的一體化，具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3 單片機技術(shù)應用的重點

3.1 提高控制精度

隨著養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，畜禽養(yǎng)殖逐漸向產(chǎn)業(yè)化和大型化過渡。因此在應用單片機技術(shù)的過程中，需要會結(jié)合實際養(yǎng)殖規(guī)模，不斷提高環(huán)境調(diào)控的精度，應用新型傳感器設備，推進環(huán)境調(diào)控技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)數(shù)字化和標準化控制，提高調(diào)控設備的控制精度。

3.2 優(yōu)化網(wǎng)絡資源的應用

企業(yè)可能有多家養(yǎng)殖場，不同的養(yǎng)殖場內(nèi)環(huán)境差異明顯，用于環(huán)境調(diào)控的設備也不同，為了實現(xiàn)最優(yōu)化管理，必須應用可靠的通信手段將不同養(yǎng)殖場內(nèi)的環(huán)境調(diào)控設備連接起來，利用一臺主計算機進行控制，同時實現(xiàn)可靠的通訊，便于管理者在辦公室內(nèi)掌握不同養(yǎng)殖場內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，應用網(wǎng)絡技術(shù)實現(xiàn)異地控制。

4 結(jié)束語

隨著畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，環(huán)境因素對畜禽生長狀況的影響越來越大，只有營造適宜的空氣環(huán)境和溫濕度環(huán)境，才能促進畜禽生長，降低發(fā)病率，提高經(jīng)濟效益。在畜禽舍內(nèi)環(huán)境溫度控制方面，需要體現(xiàn)及時性、科學性，單片機技術(shù)的應用很大程度上提高了畜禽管理的規(guī)范化和標準化，這一技術(shù)值得在全國內(nèi)范圍內(nèi)推廣。

參考文獻

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作者簡介

高廣樂（1983-）男，山東省東平縣人。大學本科學歷?，F(xiàn)為東平縣職業(yè)中等專業(yè)學校二級教師。研究方向為主要從事計算機及相關(guān)專業(yè)教學和研究。

作者單位

東平縣職業(yè)中等專業(yè)學校 山東省東平縣 271500