单片机技术在畜禽舍环境控制中的应用研究

摘 要畜禽生长和生产过程中功能都需要依靠良好的环境，随着畜禽养殖产业的发展，环境因素对畜禽生长的影响引起足够的重视。畜禽舍环境关系着畜禽的生长状况，本文以畜禽舍环境控制为基础，整合单片机技术的应用，提出了一种畜禽养殖环境监测系统，提高了环境控制的自动化和智能化。

【关键词】畜禽舍环境控制 单片机 应用

畜禽养殖是畜牧业的重要发展方向，近年来畜禽养殖规模逐渐扩大，养殖企业加强了对环境控制的研究，养殖过程中对环境控制提出了较高的要求。畜禽养殖环境通常包括舍内环境和外部环境，其中社内环境控制最为重要，如果冬夏季畜禽舍内环境温度变化大，畜禽的生产能力下降，阻碍经济效益的提高。为了加快畜禽产业化和标准化进度，必须加强舍内环境控制，这就需要完善的自动控制技术。本文将单片机整合到自动控制系统中，实现畜禽舍内环境监管和控制，具有较高的实际应用价值。

1 畜禽舍养殖环境监测系统设计

气体传感器采集气体浓度信号，放大器将信号经过一定程度的放大后传输到数模转换器，将模拟信号转换为数字信号，将数字信号传输到单片机，经过分析处理后发出控制指令。事先在系统中设置气体浓度的阀值，将采集的气体浓度信号与阀值进行对比，如果有害气体浓度超出阀值，系统发出控制信号，风机启动，有效降低气体浓度，整个过程为无人化操作。另外，还可以将气体浓度的差值进行对比，控制风机启动的台数。

在温湿度控制方面，原理和有害气体浓度控制相同，应用双向为位单片机，实现独立信号的输入和输出，在用户电路中实现模拟信号向数字信号的转换，将温湿度传感器获得的模拟信号及时转换为数字信号传输到单片机中。系统中主要包括单片机、二氧化碳和二氧化硫传感器、温湿度传感器、放大设备和外围转换设备等。系统以单片机为核心，多种传感器采集畜禽舍内的环境参数，确定风机等终端设备的运行。以风机控制为例，图1为系统的基本结构。

单片机的软件开发工具有汇编语言和c语言，软件系统中应用传感器、检测技术监测畜禽舍内的环境，自动采集信号后，实现对畜禽舍卫生环境的控制。本系统主要应用模块化设计方法，主要包含输入设备、显示设备、浓度采集设备、信号处理设备、模数转换设备和报警设备等。软件设计过程中一般遵循以下流程：

（1）设置单位采样的时间，可以在采样时间设置阀值。

（2）在报警阀值中设置开关，设置相应的报警阀值。

（3）系统计数过程中，以单位采样时间的设置为标准。

（4）将采样值和报警阀值进行对比，高于或者低于报警阀值时都会发出警报。

2 单片机技术在环境控制中的应用

单片机具有十分明显的技术优势，可以将单片机嵌入到不同的监控设备中，是网络系统和人工监控不能比拟的。目前，单片机技术在畜禽舍环境控制中的应用较少，在完善相关软硬件设计后，在畜禽舍环境控制方面的应用将会越来越广泛。

2.1 单片机应用于有害气体检测

畜禽舍内物种较多，畜禽的呼吸和排泄等都会出现大量的有机物，如果环境较为密封，将会加快有机物的分解，影响舍内环境。内外空气流通不畅，舍内有害气体的浓度将会升高，严重影响到畜禽的生长和生产，同时会加大疫病的感染几率。因此畜禽舍内有害气体控制成为畜禽养殖的重点，为了促进畜禽养殖的发展，必须防治舍内空气质量恶化。

系统应用中，主要应用传感器对舍内的有害气体浓度进行监控，全天候采集浓度信号，气体浓度超过预先设置的阀值后，单片机将采集到信号与阀值作对比，满足风机开启条件后，发出指令控制风机启动，舍内的有害气体浓度降低，从而实现环境的自动化控制。

2.2 单片机在温湿度控制中的应用

为了提高畜禽的生长能力，需要为畜禽提供良好的温湿度环境，进一步提高饲料的利用效率，提高畜禽的抗病能力。为畜禽提供良好的生长环境，温湿度控制至关重要，可以应用单片机系统营造独立恒定的温湿度环境。

系统应用过程中，温湿度传感器及时采集温湿度信号，系统将模拟信号转换为数字信号，单片机将温湿度结果与阀值作对比，超过警戒阀值后，发出对应指令，控制喷雾风机，调整舍内的温湿度。

2.3 畜禽舍内环境一体化控制

传统的环境控制将重点放在单项技术的开发方面，在环境一体化控制方面的研究还不够深入，畜禽舍内整体环境调整和控制效果不够明显。畜禽舍是一个生态系统，其中包含多种环境因素，例如光照、温湿度、空气质量等，只有将多种环境因素结合起来实现统一调控，才能发挥最大的调控效益。将单片机作为控制的核心部件，将有害气体和温湿度控制整合起来，开展整体调控，实现畜禽舍内环境调控的一体化，具有较大的发展潜力。

3 单片机技术应用的重点

3.1 提高控制精度

随着养殖产业的发展，畜禽养殖逐渐向产业化和大型化过渡。因此在应用单片机技术的过程中，需要会结合实际养殖规模，不断提高环境调控的精度，应用新型传感器设备，推进环境调控技术的发展，实现数字化和标准化控制，提高调控设备的控制精度。

3.2 优化网络资源的应用

企业可能有多家养殖场，不同的养殖场内环境差异明显，用于环境调控的设备也不同，为了实现最优化管理，必须应用可靠的通信手段将不同养殖场内的环境调控设备连接起来，利用一台主计算机进行控制，同时实现可靠的通讯，便于管理者在办公室内掌握不同养殖场内的环境参数，应用网络技术实现异地控制。

4 结束语

随着畜禽养殖产业的发展，环境因素对畜禽生长状况的影响越来越大，只有营造适宜的空气环境和温湿度环境，才能促进畜禽生长，降低发病率，提高经济效益。在畜禽舍内环境温度控制方面，需要体现及时性、科学性，单片机技术的应用很大程度上提高了畜禽管理的规范化和标准化，这一技术值得在全国内范围内推广。

参考文献

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作者简介

高广乐（1983-）男，山东省东平县人。大学本科学历。现为东平县职业中等专业学校二级教师。研究方向为主要从事计算机及相关专业教学和研究。

作者单位

东平县职业中等专业学校 山东省东平县 271500