單片機技術在畜禽舍環境控制中的應用研究

摘 要畜禽生長和生產過程中功能都需要依靠良好的環境，隨著畜禽養殖產業的發展，環境因素對畜禽生長的影響引起足夠的重視。畜禽舍環境關系著畜禽的生長狀況，本文以畜禽舍環境控制為基礎，整合單片機技術的應用，提出了一種畜禽養殖環境監測系統，提高了環境控制的自動化和智能化。

【關鍵詞】畜禽舍環境控制 單片機 應用

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

1 畜禽舍養殖環境監測系統設計

氣體傳感器采集氣體濃度信號，放大器將信號經過一定程度的放大后傳輸到數模轉換器，將模擬信號轉換為數字信號，將數字信號傳輸到單片機，經過分析處理后發出控制指令。事先在系統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，系統發出控制信號，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。

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，實現獨立信號的輸入和輸出，在用戶電路中實現模擬信號向數字信號的轉換，將溫濕度傳感器獲得的模擬信號及時轉換為數字信號傳輸到單片機中。系統中主要包括單片機、二氧化碳和二氧化硫傳感器、溫濕度傳感器、放大設備和外圍轉換設備等。系統以單片機為核心，多種傳感器采集畜禽舍內的環境參數，確定風機等終端設備的運行。以風機控制為例，圖1為系統的基本結構。

單片機的軟件開發工具有匯編語言和c語言，軟件系統中應用傳感器、檢測技術監測畜禽舍內的環境，自動采集信號后，實現對畜禽舍衛生環境的控制。本系統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、模數轉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，設置相應的報警閥值。

（3）系統計數過程中，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出警報。

2 單片機技術在環境控制中的應用

單片機具有十分明顯的技術優勢，可以將單片機嵌入到不同的監控設備中，是網絡系統和人工監控不能比擬的。目前，單片機技術在畜禽舍環境控制中的應用較少，在完善相關軟硬件設計后，在畜禽舍環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

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

系統應用中，主要應用傳感器對舍內的有害氣體濃度進行監控，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，發出指令控制風機啟動，舍內的有害氣體濃度降低，從而實現環境的自動化控制。

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境，溫濕度控制至關重要，可以應用單片機系統營造獨立恒定的溫濕度環境。

系統應用過程中，溫濕度傳感器及時采集溫濕度信號，系統將模擬信號轉換為數字信號，單片機將溫濕度結果與閥值作對比，超過警戒閥值后，發出對應指令，控制噴霧風機，調整舍內的溫濕度。

2.3 畜禽舍內環境一體化控制

傳統的環境控制將重點放在單項技術的開發方面，在環境一體化控制方面的研究還不夠深入，畜禽舍內整體環境調整和控制效果不夠明顯。畜禽舍是一個生態系統，其中包含多種環境因素，例如光照、溫濕度、空氣質量等，只有將多種環境因素結合起來實現統一調控，才能發揮最大的調控效益。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，開展整體調控，實現畜禽舍內環境調控的一體化，具有較大的發展潛力。

3 單片機技術應用的重點

3.1 提高控制精度

隨著養殖產業的發展，畜禽養殖逐漸向產業化和大型化過渡。因此在應用單片機技術的過程中，需要會結合實際養殖規模，不斷提高環境調控的精度，應用新型傳感器設備，推進環境調控技術的發展，實現數字化和標準化控制，提高調控設備的控制精度。

3.2 優化網絡資源的應用

企業可能有多家養殖場，不同的養殖場內環境差異明顯，用于環境調控的設備也不同，為了實現最優化管理，必須應用可靠的通信手段將不同養殖場內的環境調控設備連接起來，利用一臺主計算機進行控制，同時實現可靠的通訊，便于管理者在辦公室內掌握不同養殖場內的環境參數，應用網絡技術實現異地控制。

4 結束語

隨著畜禽養殖產業的發展，環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境和溫濕度環境，才能促進畜禽生長，降低發病率，提高經濟效益。在畜禽舍內環境溫度控制方面，需要體現及時性、科學性，單片機技術的應用很大程度上提高了畜禽管理的規范化和標準化，這一技術值得在全國內范圍內推廣。

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。現為東平縣職業中等專業學校二級教師。研究方向為主要從事計算機及相關專業教學和研究。

作者單位

東平縣職業中等專業學校 山東省東平縣 271500