計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)在水禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

殷若新 肖玲 李永剛 林淑玲

中圖分類號(hào)：S818.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C文章編號(hào)：1673-1085（2021）9-0057-03

自動(dòng)控制（automatic control）是相對(duì)于人工控制而言的，沒(méi)有人直接參與，利用額外添加的設(shè)備或裝置，使某個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)則運(yùn)行。最早的自動(dòng)化控制要追溯到我國(guó)古代的自動(dòng)化計(jì)時(shí)器和漏壺指南車，而自動(dòng)化控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用則開(kāi)始于歐洲的工業(yè)革命時(shí)期。

自動(dòng)控制技術(shù)的研究有利于將人類從復(fù)雜、危險(xiǎn)、繁瑣的勞動(dòng)環(huán)境中解放出來(lái)并大大提高了生產(chǎn)效率。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、各種傳感器技術(shù)的迅速發(fā)展，已經(jīng)成功地實(shí)現(xiàn)了水禽舍環(huán)境的控制、喂料飲水以及體重監(jiān)測(cè)等方面的自動(dòng)控制。

1 水禽舍環(huán)境的自動(dòng)控制

環(huán)境是水禽生產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一，直接影響到水禽的健康狀況和生產(chǎn)性能，與養(yǎng)殖效益密切相關(guān)。環(huán)境因素主要是禽舍內(nèi)環(huán)境，涉及溫度、濕度、光照、通風(fēng)、有害氣體等，對(duì)這些環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行合理的科學(xué)優(yōu)化，并有效控制影響水禽生長(zhǎng)的各種環(huán)境因子，盡最大可能減少這些因素對(duì)水禽的影響，以提高水禽飼養(yǎng)管理水平，更加有效的挖掘水禽的生產(chǎn)潛力，實(shí)現(xiàn)水禽生產(chǎn)效益最大化。

實(shí)際生產(chǎn)中，環(huán)境控制技術(shù)涉及到許多不同的控制過(guò)程，每個(gè)控制過(guò)程間又或多或少地相關(guān)聯(lián)，這就導(dǎo)致了禽舍內(nèi)環(huán)境的自動(dòng)控制實(shí)際上是對(duì)禽舍內(nèi)多環(huán)境因子的綜合調(diào)節(jié)控制，禽舍內(nèi)的自動(dòng)控制技術(shù)也涉及視頻、語(yǔ)音、舍內(nèi)環(huán)境指標(biāo)采集、整理、執(zhí)行、控制、報(bào)警等多個(gè)方面。

1.1 視頻技術(shù)與語(yǔ)音技術(shù)

每棟水禽舍作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)安裝視頻監(jiān)控或者智能巡檢設(shè)備，一并接入養(yǎng)殖企業(yè)管理網(wǎng)絡(luò)，利用移動(dòng)攝像技術(shù)和視頻傳輸技術(shù)，對(duì)禽舍進(jìn)行全方位、多要素、多角度的視頻監(jiān)控，可以實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程查看、控制水禽舍內(nèi)風(fēng)機(jī)、濕簾、光照等設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，及時(shí)監(jiān)測(cè)禽群的健康狀態(tài)以及飼料、飲水等情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理生產(chǎn)中的異常狀況和突發(fā)事件，并可以實(shí)現(xiàn)禽病的遠(yuǎn)程診斷，避免了人員經(jīng)常進(jìn)入禽舍造成禽群的應(yīng)激和可能的病原污染風(fēng)險(xiǎn)，提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。語(yǔ)音技術(shù)可以對(duì)水禽舍內(nèi)的環(huán)境語(yǔ)音進(jìn)行采集、整理，并執(zhí)行既定程序操作，上傳控制系統(tǒng)，便于管理人員隨時(shí)了解水禽舍內(nèi)的情況。這些技術(shù)，不僅有效擴(kuò)展了管理人員的管理廣度，使管理更精準(zhǔn)更精細(xì)，而且提高了管理效率，節(jié)約了資源。

1.2 水禽舍環(huán)境信息采集處理與執(zhí)行技術(shù)

水禽舍環(huán)境信息采集主要是對(duì)舍內(nèi)主要的環(huán)境指標(biāo)溫度、濕度、光照、氨氣等參數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集并監(jiān)測(cè)。

計(jì)算機(jī)管理平臺(tái)可以連接多個(gè)采集控制器，并與溫度、濕度、光照等傳感器連接，實(shí)時(shí)獲取環(huán)境指標(biāo)數(shù)據(jù)并上傳到主機(jī)，同時(shí)執(zhí)行主機(jī)發(fā)送的指令并將設(shè)備執(zhí)行的狀態(tài)回傳給主機(jī)，形成單獨(dú)的采集控制單元。風(fēng)機(jī)、濕簾、光照等設(shè)備執(zhí)行主機(jī)指令并完成相應(yīng)操作，以控制通風(fēng)、光照、溫度、濕度等設(shè)備的開(kāi)啟或關(guān)閉，使水禽的生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)智能控制。

1.3 水禽舍環(huán)境自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)

水禽舍環(huán)境自動(dòng)控制系統(tǒng)要求對(duì)舍內(nèi)外各種環(huán)境因子進(jìn)行監(jiān)測(cè)、處理、控制和優(yōu)化。整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)一般包括系統(tǒng)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、報(bào)警系統(tǒng)模塊、視頻監(jiān)控模塊等部分，涉及水禽舍的光照控制過(guò)程、通風(fēng)控制過(guò)程、除氨過(guò)程、飼喂和飲水等過(guò)程，是一個(gè)多變量、多耦合、非線性的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)水禽舍內(nèi)外環(huán)境參數(shù)及水禽的生長(zhǎng)和生產(chǎn)信息參數(shù)進(jìn)行采集，并通過(guò)控制設(shè)備進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)水禽舍內(nèi)外環(huán)境的自動(dòng)調(diào)節(jié)，為水禽提供最佳的生長(zhǎng)和生產(chǎn)環(huán)境。

實(shí)際生產(chǎn)中，為了防止計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障，造成損失，水禽生產(chǎn)中這些自動(dòng)控制過(guò)程都可以通過(guò)手工進(jìn)行控制。在水禽舍環(huán)境控制方面，當(dāng)前最普及最簡(jiǎn)單的是對(duì)水禽舍光照的自動(dòng)控制，不僅可以通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的程序?qū)庹諘r(shí)間、光照強(qiáng)度進(jìn)行自動(dòng)控制，而且可以由單獨(dú)的光照控制器來(lái)完成。

水禽生產(chǎn)是一個(gè)連續(xù)的復(fù)雜過(guò)程，由于水禽舍內(nèi)環(huán)境的影響因素很多，這也就造成了水禽所處的環(huán)境變化較大，所以實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)整個(gè)水禽舍環(huán)境控制系統(tǒng)首要的要求是適用、耐用，并且，要耗電少，節(jié)約能源，在斷電時(shí)有必要的應(yīng)急措施。

2 喂料的控制

通過(guò)計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)水禽每日飼喂飼料量、給料過(guò)程的控制，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)料塔內(nèi)的飼料量。喂料時(shí)，料塔根據(jù)控制系統(tǒng)發(fā)布的控制程序指令釋放定量的飼料，飼料進(jìn)入料箱和自動(dòng)喂料器供水禽采食。通過(guò)喂料器上的傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)料槽中是否還有飼料，以及喂料器的運(yùn)行情況，控制系統(tǒng)將根據(jù)這次喂料的情況及整個(gè)飼喂計(jì)劃來(lái)自動(dòng)調(diào)整下一次的喂料時(shí)間和喂料量。

3 飲水的控制

一般通過(guò)安裝智能水表來(lái)監(jiān)測(cè)水禽的飲水量，并通過(guò)控制電動(dòng)閥門來(lái)調(diào)整水禽的飲水時(shí)間和飲水量。如果要在飲水中加入可溶性的藥物或其它營(yíng)養(yǎng)類物質(zhì)，控制系統(tǒng)可以通過(guò)安裝在進(jìn)水管上的加藥器來(lái)控制。

4 體重監(jiān)測(cè)

水禽生產(chǎn)中，體重的監(jiān)測(cè)也是很重要的一環(huán)。對(duì)于地面平養(yǎng)的水禽，可以采用智能地秤來(lái)實(shí)現(xiàn)體重的測(cè)定，這種地秤通過(guò)自身的設(shè)定，可以識(shí)別并測(cè)定一只水禽站在上面的體重，并上傳控制器記錄下來(lái)。地稱自身設(shè)定了自動(dòng)回零，不會(huì)因落有墊料或糞便干擾測(cè)定，盡可能的減少誤差。同樣的如果是幾只水禽同時(shí)踏上地秤，則地秤會(huì)自動(dòng)識(shí)別出這些異常數(shù)據(jù)，并加以剔除。

5 水禽舍的環(huán)境控制設(shè)備

水禽舍的環(huán)境控制設(shè)備有很多，一般的水禽舍主要包括通風(fēng)設(shè)備、濕簾系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)、通風(fēng)小窗、光照設(shè)備、消毒設(shè)備等。自動(dòng)控制系統(tǒng)則是整個(gè)水禽舍環(huán)境控制系統(tǒng)的核心，對(duì)水禽舍的溫度、濕度、通風(fēng)、光照等環(huán)境因素進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制。各種傳感器是實(shí)現(xiàn)水禽舍自動(dòng)控制的主要配套設(shè)備，目前在水禽實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用較多的傳感器有溫度傳感器、濕度傳感器、氨氣傳感器、光照傳感器、二氧化碳傳感器等。在傳感器的選擇上，主要考慮傳感器的兼容性、準(zhǔn)確性、耐久性、可靠性以及靈敏度等。目前水禽舍的環(huán)境控制系統(tǒng)大多采用集成控制系統(tǒng)，但在控制規(guī)模和自動(dòng)化程度上有所不同。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)和人工智能技術(shù)更加廣泛的應(yīng)用到水禽生產(chǎn)中，這也在一定程度上促進(jìn)了水禽產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化集約化，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化、無(wú)人化養(yǎng)殖是自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。