單片機(jī)技術(shù)在畜禽舍環(huán)境控制的應(yīng)用

李 玉，趙 巖，李昱萱，冉宏帥

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 河北 保定 071000）

1 引言

隨著我國(guó)科技水平的不斷發(fā)展，畜禽養(yǎng)殖業(yè)已經(jīng)成為畜牧業(yè)發(fā)展的重要方向之一。畜禽養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大使養(yǎng)殖企業(yè)不得不提高對(duì)畜禽舍環(huán)境控制的要求。畜禽舍環(huán)境主要分成了兩部分：內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境，其中內(nèi)部環(huán)境控制對(duì)畜禽的健康生長(zhǎng)和生產(chǎn)性能的提高至關(guān)重要。本文將單片機(jī)和自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行整合，從而實(shí)現(xiàn)畜禽舍內(nèi)部環(huán)境的監(jiān)測(cè)和控制，使畜禽業(yè)產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化程度得到提高。

2 畜禽舍養(yǎng)殖環(huán)境控制的現(xiàn)狀

2.1 有害氣體含量的控制

目前為止，控制有害氣體的方法主要是對(duì)畜禽舍進(jìn)行自然通風(fēng)和設(shè)備通風(fēng)。前者是借助禽舍門窗進(jìn)行通風(fēng)，使內(nèi)外空氣流通，后者是將風(fēng)機(jī)作為動(dòng)力，使室內(nèi)氣壓降低，室外新鮮空氣進(jìn)入室內(nèi)，從而達(dá)到氣體循環(huán)的目的，且設(shè)備通風(fēng)作為封閉式和本封閉畜禽舍的主要換氣方式，應(yīng)用廣泛。

但這兩種方式對(duì)通風(fēng)量并不能得到精準(zhǔn)的控制，往往是通過經(jīng)驗(yàn)來操作，隨意性大、缺乏科學(xué)理論作為依據(jù)便成為了不可忽視的缺點(diǎn)。

2.2 溫濕度的控制

現(xiàn)今比較常用的畜禽舍降溫方式是濕簾降溫。實(shí)現(xiàn)方法是在進(jìn)風(fēng)口安裝濕簾，使進(jìn)來的新鮮空氣在通過濕簾后達(dá)到溫度降低、濕度增加的效果。

3 畜禽舍養(yǎng)殖內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成

首先通過傳感器收集氣體信號(hào)，放大器把信號(hào)放大之后傳輸?shù)綌?shù)模轉(zhuǎn)換器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，之后將數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，單片機(jī)經(jīng)過一系列處理分析之后發(fā)出指令。系統(tǒng)中的氣體濃度閾值要事先設(shè)置好，才能將采集到的信號(hào)和閾值進(jìn)行比對(duì)，如果溫度、有害氣體濃度超出閾值，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出信號(hào)控制關(guān)閉或者啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。

單片機(jī)是這個(gè)系統(tǒng)的核心，環(huán)境參數(shù)由多種傳感器采集，整個(gè)過程由系統(tǒng)獨(dú)自完成。C語言和匯編語言是單片機(jī)的主要軟件開發(fā)工具，軟件系統(tǒng)應(yīng)用了傳感器收集信號(hào)，檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)畜禽舍環(huán)境，達(dá)到對(duì)畜禽舍內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行控制的目的。

4 單片機(jī)技術(shù)在畜禽舍環(huán)境控制的應(yīng)用

4.1 應(yīng)用于有害氣體檢測(cè)

畜禽舍內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜，畜禽的呼吸、排泄、生產(chǎn)過程中都會(huì)伴隨有機(jī)物的分解，畜禽舍本身環(huán)境也較為封閉，使室內(nèi)外空氣得不到流通，潮濕悶熱的環(huán)境會(huì)是有害氣體大量產(chǎn)生，畜禽感染病疫的風(fēng)險(xiǎn)也大大增加。因此控制舍內(nèi)有害氣體含量，防止空氣質(zhì)量下降便成為了養(yǎng)殖業(yè)的重點(diǎn)。

而利用傳感器對(duì)于舍內(nèi)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，超出目標(biāo)閾值就開啟風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)，降低有害氣體濃度，使禽舍環(huán)境達(dá)到最優(yōu)。

4.2 溫濕度控制的應(yīng)用

適宜的溫濕度環(huán)境會(huì)提高畜禽的免疫能力和生長(zhǎng)能力，為了能夠讓禽畜能夠健康生長(zhǎng)，就必須要為禽畜提供一個(gè)適宜生長(zhǎng)的溫度環(huán)境，使用溫濕度傳感器來實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度的控制，當(dāng)溫度或者濕度超過設(shè)定的閾值時(shí)，單片機(jī)控制霧風(fēng)機(jī)啟動(dòng)或關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)對(duì)禽舍內(nèi)溫濕度的調(diào)節(jié)和控制。

4.3 應(yīng)用于環(huán)境控制一體化

傳統(tǒng)意義上的環(huán)境控制是停留在單一項(xiàng)目上的控制，往往只是針對(duì)一方面進(jìn)行控制操作，對(duì)禽舍內(nèi)部整體環(huán)境的監(jiān)測(cè)和控制效果并不顯著。作為畜禽舍而言多為封閉或者半封閉結(jié)構(gòu)，包含氣體含量、光照強(qiáng)度、溫濕度等多種環(huán)境因素，而將單片機(jī)作為控制的核心部件，集中有害氣體、溫濕度、光照的控制，整體操作控制，從而使環(huán)境控制一體化，使工作效率得到了極大提高。

5 單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用展望

5.1 控制精度的提高

伴隨科學(xué)技術(shù)普及的加快，養(yǎng)殖業(yè)也開始開始向著產(chǎn)業(yè)化和一體化發(fā)展，所以單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)也應(yīng)向著“智能”方向發(fā)展。要結(jié)合具體養(yǎng)殖規(guī)模，提高控制準(zhǔn)度和精度，將新型傳感器設(shè)備應(yīng)用到環(huán)境控制當(dāng)中，加快智能化、標(biāo)準(zhǔn)化步伐。

5.2 引入專業(yè)指導(dǎo)

養(yǎng)殖業(yè)影響因素復(fù)雜且充滿了突發(fā)性和不確定性，養(yǎng)殖時(shí)環(huán)境調(diào)控設(shè)備的閾值也會(huì)因不同季節(jié)、不同地點(diǎn)、不同環(huán)境、不同品種有所變化。目前條件，養(yǎng)殖過程中這些參數(shù)的設(shè)定仍然需要專門的養(yǎng)殖人員進(jìn)行專業(yè)指導(dǎo)。基于此情況，可以建立專家系統(tǒng)將不同品種畜禽在不同環(huán)境、不同季節(jié)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)整合，將養(yǎng)殖時(shí)遇到的問題和解決措施一一列舉，來為廣大養(yǎng)殖業(yè)人員提供參考和幫助，減少養(yǎng)殖過程中不必要的損失。

6 結(jié)語

隨著養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模越來越大，環(huán)境因素對(duì)畜禽的影響愈發(fā)顯著，提高空氣質(zhì)量和溫濕度環(huán)境的舒適度，才能促進(jìn)畜降低發(fā)病率，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益。環(huán)境一體化控制體現(xiàn)了環(huán)境控制的及時(shí)性、科學(xué)性，為以后畜禽產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了新思路。