CN106444936A - 一种用于家禽集约养殖的现场测控单元 - Google Patents

Abstract

一种用于家禽集约养殖的现场测控单元，由控制器、输入设备、输出设备、无线网络四大功能部分组成，控制器以单片机STC12C5A60S2为核心。单片机采集养殖现场光照传感器、氨气传感器、温度传感器、湿度传感器的输入信息，通过分析运算处理，调节通风窗、风机、湿帘的开/关，从而使得养殖现场的氨气浓度、光照强度、温/湿度在一个较佳的范围；当养殖现场出现异常情况(如温度过高、氨气浓度过大)，蜂鸣器发出报警信号；采用功能按键模块可以在现场调整设定本测控单元的主要控制参数；通过麦克风实现现场与值班室之间的语音交流；采用摄像头及无线网络传输技术，对禽舍进行全方位、多要素监视，能实时了解家禽养殖现场内通风窗、风机、湿帘等执行设备的运作状态。

Description

一种用于家禽集约养殖的现场测控单元

技术领域

本发明涉及机电测控技术领域，具体涉及一种用于家禽集约养殖的现场测控单元。

背景技术

随着集约化规模化养禽业的快速发展，禽舍内的各个因素和环节都成为影响家禽生长发育的重要因素，包括营养调控、饲养工艺、疾病防治、环境调控等。由于不良因素的发生都会直接影响到家禽的生产性能以及是否导致禽群疾病，因此调控好禽舍内的每个环节，是禽舍饲养管理的最根本问题。基于国内养殖业的现状，主要依靠人工养殖，这样的方法已经难以扩大规模，其经济效益低。在世界各地肆虐的禽流感引起了各国的关注，严重打击了国内的养禽业及相关产业的发展，因此我们必须采取更为完善的措施，保证家禽生活在更优良的环境下，使家禽养殖场整体规划向着规范、舒适、用工少、便于操作及经久耐用等方面发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于家禽集约养殖的现场测控单元，单片机(1)、蜂鸣器(2)、暖气炉(3)、显示屏(4)、光照传感器(5)、氨气传感器(6)、温度传感器(7)、湿度传感器(8)、湿帘(9)、风机(10)、通风窗(11)、麦克风(12)、摄像头(13)、无线网络(14)、功能按键(15)组成。

本发明由控制器、输入设备、输出设备、无线网络四大功能部分组成，控制器以单片机STC12C5A60S2为核心。单片机采集养殖现场光照传感器(5)、氨气传感器(6)、温度传感器(7)、湿度传感器(8)的输入信息，通过分析运算处理，调节通风窗、风机、湿帘的开/关，从而使得养殖现场的氨气浓度、光照强度、温/湿度在一个较佳的范围。升温采用暖风炉，降温采用湿帘装置；采用通风窗的开/闭来调节光照强度；采用风机的开/关来调节氨气的浓度；当养殖现场出现异常情况(如温度过高、氨气浓度过大)，蜂鸣器发出报警信号；采用显示屏滚动显示养殖现场的环境参数，包括温度、湿度、氨气浓度；采用功能按键模块可以在现场调整设定本测控单元的主要控制参数；采用无线WIFI模块实现本测控单元与值班室PC机之间的信息传递，在值班室可以看到养殖现场的情况；通过麦克风实现现场与值班室之间的语音交流；采用摄像头及无线网络传输技术，对禽舍进行全方位、多要素监视，能实时了解家禽养殖现场内通风窗、风机、湿帘等执行设备的运作状态。

本发明的工作原理是：

控制***组成如图1所示，***由单片机(DSP)芯片为控制单元，包括视频监控及语音部分，环境信息采集及执行部分，以及无线网络传送部分。监控及语音部分主要包含摄像头及麦克风；环境信息采集及执行部分包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、氨气传感器、通风窗驱动、风机驱动、湿帘驱动、蜂鸣器驱动、暖风炉驱动、显示屏、功能按键；无线网络传送部分包括无线网络模块。

以每栋禽舍作为一个节点接入养殖场企业内部网络，联入移动摄像技术和视频传输技术，对禽舍进行全方位、多要素监视，能实时了解禽舍内通风窗、风机、湿帘等执行设备的运作状态，能及时发现禽舍内部是否应激、饲槽是否缺食、水槽是否缺水，并可以在一定条件下进行禽病的远程诊断，根据禽的躁动情况判断是什么症状，避免人进入禽舍造成不必要的疾病感染；并且可以方便禽舍管理人员在禽舍内部发生突发事件时及时做出应对策略。语音技术可以以声音的方式把禽舍内部的环境参数信息、提示信息或执行操作信息汇报给操作间的管理人员，可以随时了解到禽舍内的环境指数情况。这样远距离的监控，有利于扩展管理的范围，提高企业管理效率，节约人力资源。

对主要环境因素：温度、湿度、光照、氨气等实行自动调控，并对***运行储存备查，供进一步指导生产。操作间的PC机可以连接多个采集控制器，通过采集控制器的I/O口与各种传感器和执行设备相连，获取环境参数，响应主机发送的命令并将执行设备的状态回送给主机，形成单独的采集控制单元，各个采集控制单元以总线式结构连接在网络上，以独立的形式和PC机通信。执行设备(通风窗、风机、湿帘等)是响应主机命令执行相应操作，通过对环境参数的分析、处理，将分析、处理后的结果输出，以控制通风、遮阳、补光、降温、加热等设备的开启或关闭，使得禽群的生长实现智能控制。

附图说明

图1是测控单元的组成图。

图2是外部设备驱动电路原理图。

具体实施方式

实施例：

本单元的组成如图1所示，由单片机(1)、蜂鸣器(2)、暖气炉(3)、显示屏(4)、光照传感器(5)、氨气传感器(6)、温度传感器(7)、湿度传感器(8)、湿帘(9)、风机(10)、通风窗(11)、麦克风(12)、摄像头(13)、无线网络(14)、功能按键(15)组成，核心模块单片机(1)选用STC12C5A60S2控制器。

(1)无线网络模块

WIFI无线网络，是一种高速、高效的短程无线网络传输技术，它支持多种信息的传输，随时随地可以让用户连接到无线网络。本实施例中，无线网络通讯采用WiFi模块，通过WIFI实现本测控单元与值守室PC机的信息互联。本实施例采用ESP8266WiFi模块，不仅能耗低，而且体积小，是一款能够节能的UART-WiFi透传模块，专们为智能家居应用和移动设备设计，可将本测控单元连接到无线网络上，不仅能够在局域网进行通讯还能进行互联网通信，实现集约养殖现场的网络化功能。

(2)外设驱动控制电路

为了使家禽有个舒适的生长环境，必须根据实时采集到的现场的光照、氨气、温湿度数据数据与预先设定的各参数阈值进行比较，根据比较结果控制外部设备的运转，从而调节养殖现场内的环境参数。由于通风窗、湿帘、风机和暖风炉的工作电压都是220V交流电，而单片机控制器I/O输出的电压为低压5V直流电，因此必须将控制信号和驱动电压隔离。的功率通风窗、湿帘、风机较小，选用一般的继电器控制，而升温用暖风炉是大功率器件，流过的电流大，故选用可控硅控制。如图2所示，光耦OP521将控制信号与驱动隔离，防止对控制器电路的干扰。LY1、LY2为外设工作指示灯，当外设工作时，指示灯亮。三极管TI、T2放大电流，驱动继电器线圈和可控硅内的LED，二极管DY1在继电器关闭时给线圈产生的瞬间电动势提供一个放电回路，防止击穿三极管T1，F1为保险丝，在输出短路或芯片损坏时断开，保护***。YO_1、YO_2为控制器STC12C5A60S2输出的外设控制信号，均为低电平有效。当YO_1、YO_2为低电平时，光耦导通，输出端为高电平，点亮指示灯，使三极管导通，从而继电器吸合，可控硅导通，加湿机、除湿机及温度调节设备工作。

(3)液晶显示模块

液晶显示模块是一种常见的人机界面，在单片机***中的应用极其广泛。本***采用RT-1602CLCD模块。1602是一种点阵字符型液晶显示模块，可以显示两行共32个字符。根据LCD型号的不同，所需要的背光电阻大小会不同，可根据实际情况自行调节。

(4)蜂鸣器模块

报警电路选用TELESKY有源蜂鸣器模块，其内部装有PNP型三极管和10千欧的电阻，低电平使蜂鸣器报警。

Claims (4)

1.一种用于家禽集约养殖的现场测控单元，有单片机(1)、蜂鸣器(2)、暖气炉(3)、显示屏(4)、光照传感器(5)、氨气传感器(6)、温度传感器(7)、湿度传感器(8)、湿帘(9)、风机(10)、通风窗(11)、麦克风(12)、摄像头(13)、无线网络(14)、功能按键(15)组成，构成控制器、输入设备、输出设备、无线网络四大部分功能部分，其中控制器采用单片机STC12C5A60S2。

2.根据权利要求1所述的一种用于家禽集约养殖的现场测控单元，其特征在于单片机采集养殖现场光照传感器(5)、氨气传感器(6)、温度传感器(7)、湿度传感器(8)的输入信息，通过分析运算处理，调节通风窗、风机、湿帘的开/关，从而使得养殖现场的氨气浓度、光照强度、温/湿度在一个较佳的范围。

3.根据权利要求1所述的一种用于家禽集约养殖的现场测控单元，其特征在于当养殖现场出现异常情况(如温度过高、氨气浓度过大)，蜂鸣器发出报警信号；采用显示屏滚动显示养殖现场的环境参数，包括温度、湿度、氨气浓度；采用功能按键模块可以在现场调整设定本测控单元的主要控制参数。

4.根据权利要求1所述的一种用于家禽集约养殖的现场测控单元，其特征在于采用无线WIFI模块实现本测控单元与值守室PC机之间的信息传递；通过麦克风实现现场与值班室之间的语音交流。