中小型养鸡场智能控制系统

的开发与设计

[摘要]针对目前中小型养鸡场技术投入不足、管理落后的现状，提出了一种低成本的，研制了适用于农村集约化养鸡场的高稳定性智能控制系统。该系统以单片机为控制核心，通过温湿度采集模块、光照采集模块、烟雾探测模块，实时检测鸡场温度、空气湿度、鸡笼照明和烟雾等环境因素，并将检测到的环境因素信号传输给单片机应控制微机照明和其他设施，使环境因素保持在适当水平。该系统具有成本低、投资少、易于推广等优点。同时可以解决传统人工养殖不科学、不规范的问题（

养禽业是我国畜牧业发展最快、群体生产规模最大、市场经济干预最早、社会贡献最大的产业。鸟类对繁殖环境非常敏感。养殖场的温度、湿度、光照和空气质量对鸡的生长有重要影响。在中国，大多数现有的养鸡场现有约1万—5万只鸡，配备了风扇、白炽灯、空调、清粪器等基础设备，养鸡场养殖设备正向机械化方向发展。然而，传统养鸡场对风机、白炽灯、空调、清粪机等采用人工控制，对人的依赖性强，消耗劳动力。同时也不能保证控制的实时性和控制参数的准确性。同时，由于鸟类的特殊体质，很容易感染传染病。人类频繁进入控制现场将增加携带i源的可能性来自外部世界的感染。对于专业养鸡场来说，人工或半人工控制养鸡场设备，控制精度和自动化程度不高，劳动生产率低，不利于规模化养鸡。基于以上原因，开发一种低成本、高稳定性、适用于农村集约化养鸡场的智能控制系统具有重要意义（

1系统总体设计

系统采用模块化设计，主要由电源模块、传感器数据采集模块、CPU控制模块、，12864显示模块、声光报警模块由继电器驱动模块、时钟模块组成。传感器数据采集模块i包括温湿度检测模块、烟雾检测模块和照度检测模块，如图1（

所示。本设计以89C51单片机为控制核心，对传感器传回的温度、湿度、照度、烟雾等环境因素的数据进行分析和处理，相应控制驱动模块的继电器驱动或关闭现场硬件设备。定时模块定时向控制器发送信号，控制器控制驱动模块启动清洗机进行清洗。显示模块显示现场环境参数（

，设计有手动和自动两种模式。在手动模式下风机、空调、电灯、清粪机可手动独立控制，设备的启停时间和运行时间可自行设定；在自动模式下，控制器无需人工干预即可现场控制硬件设备（

2硬件设计

2.1传感器数据采集模块

2.1.1湿度检测模块电路设计。湿度检测的主要对象是鸡舍的空气湿度。本设计采用DHT11数字温湿度传感器作为温湿度检测元件。有三个引脚，只有一个引脚是数据传输引脚，它只占用一个I/O端口。电路连接如图2所示(

DHT11湿度测量范围为20%-90%RH，测量精度为0± 5．0%ＲH.（

2.1.2温度检测模块。养鸡场用的是笼子。网箱为3～4层，每层间距约45cm。由于养殖方式的特殊性，由于测量地点的不同，温差很大。因此，有必要对传感器进行多点三维布置，以准确检测鸡舍的温度。本设计采用DS18B20温度传感器作为检测元件。DS18B20有三个引脚，温度范围为-55~125℃. 更重要的是，DS18B20有一个独特的单线接口模式，它返回temp温度测量值与单片机的地址信号同时传送。对于多点三维温度检测系统，返回值单片机可以准确地找到温度检测地址。单片机通过返回的温度值和地址控制相应区域的温度，控制风扇、空调的开与关，对症下药，达到更好的控制效果。温度检测模块的电路原理如图3（

2.1.3烟雾检测模块。烟雾探测模块针对鸡舍火灾，能及时声光报警，提醒员工隔离灾区，避免造成重大损失。ud-02型离子感烟传感器用于探测烟雾。它有两个离子室和一个放射源（镅-241，0.9）μ 工作电压9V，温度20℃℃ ± 收集电极的平衡点为5.0-5.6v℃ 无烟；当有烟雾时，收集电位的电压变化范围为1.1～1.2V。因此，本设计使用比较器将输出信号与系统比较电压进行比较。当大于比较电压时，比较器输出1，控制器判断为正常。当输出小于比较电压时，比较器输出为0，这是报警信号。控制器控制声光报警模块进行报警。烟雾感应模块的控制原理如所示图4（

2.1.4照明检测模块。光照对鸡的生长有很大的影响，尤其是对蛋鸡的产蛋率影响更大。本设计采用点检测，利用光敏电阻随光强变化的原理来检测光强。经调试，设计照度可在20-50000 LXS范围内测量，适合鸡生长的照度在35 LXS以上，光照时间随季节变化而变化。通过控制器的反馈调节光照强度，光照时间由人工设定，定时器定时。本设计以光敏电阻为检测元件，设计了di电路agram如图5所示（

光刻胶反映电压的连续变化，其输出为模拟量，不能直接传送到单片机控制显示。因此，pcf8591用于AD转换。Pcf8591采用IIC通信协议进行通信。单片机连接SCL和SDA，单片机中的定时器可以模拟输出脉冲和读取数据（

2.2mcu模块设计，系统采用89C51单片机作为控制器。89C51单片机是英特尔公司MCS-52系列单片机的基础产品，共有40针32针两个双向I/O口，可供选择8位中央处理器中的ilt，256字节的内部数据存储器。两个16位定时器/计数器和五个2级中断结构。工作电压为5.0V，基本单元如图6所示（

2.3时钟模块设计本设计采用DS1302芯片作为时钟芯片。DS1302是Dallas公司开发的具有涓流充电能力的低功耗实时时钟电路。介绍了DS1302的结构、工作原理及其在实时显示中的应用。它可以计时年、月、日、周、日、时、分、秒，并具有闰年补偿等多种功能。时钟电路的原理如图7所示（

2.4继电器驱动模块的设计，以提高系统的可靠性本系统采用单片机控制终端输入高电平或低电平来控制设备的开闭。当单片机控制端输入高电平时，Q7三极管导通，电流流过光耦内的二极管。此时，光耦右侧三极管导通，固态继电器km控制电器工作；当MCU控制终端输入低电平时，Q7晶体管断开，没有电流通过光耦的内部二极管。此时，光耦右侧晶体管断开，固态继电器km控制待断开的电气设备。强度在不同的环境中，驱动风扇、空调和白炽灯的数量也不同。因此，设计软件组风扇和白炽灯。继电器控制电路如图8所示（

2.5显示模块的设计。检测到传感器信号后，发送给单片机进行处理。同时，12864用于显示温度、湿度、烟度、照度等参数。12864是液晶显示器，可以显示字母、汉字、数字，图形简单，满足设计要求。12864显示模块的接线如图9所示（

3结论

根据鸡的特殊生长要求，设计了一套智能化的监控系统设计了一种智能化鸡舍，不仅对鸡舍的温度、湿度、光照、烟气等环境因素进行智能监控，而且可以定时对鸡舍进行清洗。单片机控制风扇、空调、白炽灯组等硬件设备，使各种环境因素保持在适当的范围内，从而保证鸡的健康生长，避免了传统养殖的盲目性和对环境的破坏，避免了人类依赖性的弱点。该设计对农村集约化养鸡场的机械化、智能化有积极作用（

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