用于畜禽养殖舍的环境控制器及其控制系统

倪润滋

摘要：在畜禽养殖过程中会产生大量的废弃物，废弃物对养殖生产来说较为严重。在保护环境的同时，能够提升畜禽业的养殖效率。基于此，本文对于畜禽养殖舍的环境控制器及其控制系统进行探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：畜禽养殖舍；环境控制器；控制系统

0 引言

国家农业农村各地区应该总结畜禽养殖稳产保供工作经验，强化监测预警，持续优化环境管理服务，深入推进畜禽养殖规模养殖项目环评“放管服”改革，以此持续提高生产性能水平。但是，在部分农村地区，畜禽养殖环境测控技术发展仍然存在瓶颈，基于此，文章对养殖环境测控技术进行阐述，并分析其发展趋势，旨在改善畜禽养殖环境，实现科学化饲养。

1 畜禽养殖舍环境控制的必要性

随着社会生产水平和人们生活质量的不断提升，促使着当前市场对肉制品和蛋类制品的需求量也在持续提高，这也间接性地推动了畜禽养殖业的全面发展。随着社会建设的不断发展，也对畜禽养殖产业提出了全新的优化方向和改革要求，尽可能地抛开传统养殖模式，向绿色生态养殖方向发展。作为一种养殖新思路，绿色生态养殖融合了多种学术原理，并与系统化养殖工程进行结合，从养殖场规划设计，到科学管理养殖，再到合理化生产等，多个模式相互协调，在保障养殖品质的同时推动自身向着绿色生态养殖的方向发展。

2 畜牧养殖环境污染现状分析

2.1 养殖畜禽舍建设不合理

畜牧小区从本质上讲属于分散养殖到规模化养殖的过渡形式，更加适合当前我国大部分农村地区生产实际。如今多地已经形成较好的区域化布局，但是局部地区仍然存在养殖小区建设不合理的现象，严重制约畜牧小区发展。（1）选址随意，为了方便畜禽屠宰、运输以及肉制品加工，部分养殖场户将圈舍选择在交通便利的干线周边，或者与城中心距离过近的地区，外来车辆多，人员流动性大，未留下充足的绿化空间，在养殖过程中畜禽粪便垃圾随处堆放，给畜禽传染病控制提供可乘之机，加快疫病传播速率。

（2）配套服务落后，畜舍内外环境没有进行定期消毒，造成水源污染和空气污染。因此，加装环境控制设备，减少人工工作量，同时能减少畜禽舍里面的环境生长情况

2.2 排污设备陈旧落后

目前，大部分的饲养人员都存在手头资金有限和经济基础薄弱的问题，使其难以充分购买基础设备与配套设备。尤其是在修建畜禽栏舍、整理养殖用地以及修建道路等工作开展之后，就会导致养殖人员出现上述问题，难以满足饲养和排污以及防疫等方面的设备与设施需求，进而导致难以实现畜禽粪便无害化处理和防疫消毒不到位以及环境污染等诸多问题的出现，与国家绿色可持续发展的概念相悖，不利于养殖业的进一步发展。目前，集团规模化养殖主要是采用立体养殖装备，立体养殖装备大致可分为立体笼具、环控设备和饲喂设备。立体笼具主要为鸡只提供生长空间，同时提供了喂料、饮水、出粪等生活设施。重点考虑鸡在生长、免疫、抓捕过程中保持良好状态，减少应激、伤害，但笼具的结构设计也影响到鸡只的通风条件。环控设备一般包括环境控制器及控制柜，以及它们的执行机构。控制器一般具有检测、分析、处置功能，基本配备有温度、湿度、负压、风速、二氧化碳浓度等检测仪器，来采集禽舍内外环境因子数据，根据禽舍环境状况，结合饲养鸡只数量、养殖天数等信息，做出综合判断，发出指令，利用控制执行机构进行环境控制。执行机构包括风机、小窗、进风口、湿帘、喷雾、加热器、光照等。

2.3 畜禽养殖机械化发展存在困难

一是粪便污物机械化处理推广应用难度大。粪污处理的机械设备虽然品种比较多，但设备价格高、处理成本高、资源化利用效益低，养殖户购置和使用积极性不高。有的养殖户甚至把畜禽粪污未经无害化处理直接排到周边果林或速生桉林等。因此，推广应用机械化处理粪污技术难度较大。二是畜禽养殖机具购置补贴力度不够。机具列入购置补贴目录推进工作慢，机具产品通过试验、质量检验和申请进入补贴目录的时间周期比较长。大型机具补贴额偏低，小型机具更新换代快，价格变动大，养殖户不愿意申请办理补贴。畜禽设施养殖的建设如养猪高架床建设等，是列入农机购置补贴范围还是作为项目建设补助，还需要进一步明确和规范。三是畜禽养殖机械化统计工作滞后。长期以来，传统的农业机械化发展侧重于农作物生产机械化，对畜禽养殖机械化发展研究和重视不够，养殖装备、动力和发展水平没有做好统计工作，没有明确各环节机械化率和综合机械化率计算方法，没有统一的标准规定，影响了养殖机械化发展的考评工作。

2.4 消毒不到位

因产地检疫的地方性限制导致检疫资金不到位，影响产地检疫工作的效率。相关检疫人员工作态度的不端正导致消毒工具未进行规范性的处理，降低了消毒的效率，不能及时灭杀畜禽存在的潜在病菌。

2.5 设施设备运行不畅

畜禽养殖废弃物资源化利用整体推进后，养殖场户实施了雨污分流改造，配套建设了粪污收处设施，有沼气工程、堆沤肥设施、贮存发酵设施、暂存设施、粪肥施用设施等。目前，仍有一定比例的畜禽糞污集中处理设施闲置、利用率较低，加上种养结合不紧密、欠融合，终端粪肥产品就近就地还田消纳不顺畅、难全量，集中处理设施可持续运行长效机制不健全、未覆盖。

3 畜禽养殖舍的环境控制器及其控制系统

3.1 科学选址

集约化规模化养殖场对大气和土壤及水资源等生态环境的污染严重，需做到合理规划与科学选址，有效控制环境污染，确保养殖场的安全生产。一是在选址方面，养殖场需建造在远离人口密集和游览区及工业区与城市的远郊农业生产区域。养殖场需与主要交通干道和村庄保持一定的距离；避开主要河道与地下生活水源；场址要求坡度和排水及通风等条件良好；距离鱼池或农田及果园与菜地等区域较近，便于粪污的及时利用。二是在规划方面，做好空间布局规划工作，在养殖场中划分出生活区与生产区及隔离区等区域，各区域间间隔适当的距离，防止交叉污染。三是在条件保障方面，加强对养殖密度的把控，保持排水通畅，对养殖产生的污染物进行无害化处理与资源化利用。

3.2 养殖场布局

一般根据当地主风向将生活区、管理区、生产区、隔离区位置从上到下布局，坡度逐渐减缓，各区之间应设置缓冲区与隔离带，特别是生产区四周设置隔离带，这样可以避免生产区与外界直接接触。养殖场入口设立消毒池、值班室、装卸台，以及配置喷洒消毒设施供内部工作人员出入消毒，严禁闲杂人员等随意出入养殖场。为预防交叉污染，场区道路应分为净道与排污道。

3.3 规模化养殖（电动化设备）

国外大型养殖公司（如泰国正大公司）在国内规模化饲养的成功起到了很好的示范作用，这种规模化养殖模式一年四季都可以稳定养鸡，国内很多大中型养殖公司也纷纷效仿，大大加快了我国规模化养殖的进程。在规模化养殖过程中，平养、网养占比较多。规模化养殖与传统养殖的设备存在明显区别，规模化养殖采用了全套的电动化养殖设备，能够极大地降低劳动强度、提升养殖效

3.4 配备环境温湿度监测传感器

养殖场内（圈舍内）温湿度和畜禽粪便排放是引发环境污染的主要因素。因此养殖技术人员应该从以上两种方向入手，做好温湿度监测数据的采集，比如可利用4G－C5温湿度记录仪，通过网络基站将采集的温湿度数据上传至环境监测云平台，通过智能养殖方式监测温湿度数据，实现养殖场内的远程管理。该设备自身带有大屏液晶，无须现场布线，信号穿透力强，养殖户可根据不同的养殖品种，设置不同温度，电池使用时间可长达60～70d，温湿度记录仪在工作时，如果温湿度数值超过安全限制，系统会将异常信息记录下来，通过电话报警、短信报警的方式，提醒养殖户及时调控养殖环境中的温湿度，从而保证养殖环境内有害气体浓度的降低，进一步减少环境污染。

3.5 建设畜禽养殖物联网应用技术标准规范

目前，中国畜禽养殖行业对各种信息化技术的应用越来越广泛，养殖信息化水平不断提高。基于畜禽养殖物联网感知技术的广泛应用，积累了大量数据信息，这些数据信息不仅具有数据多的特点，同时还具有多源、异构特征。目前，在畜禽养殖物联网关键技术应用过程中，对于海量的数据信息缺乏应用标准规范，使得数据资源割裂现象较为严重，无法得到有效整体整合。此外，畜禽养殖软件系统及设备和类别、参数各不相同，这就导致彼此之间往往无法兼容，进而限制了信息技术的广泛应用，大数据分析预警没有得到普遍实现，这就导致海量的数据信息没有得到充分利用，既浪费了数据信息价值，也制约了畜禽养殖行业的信息化发展，使信息化生产管理效率优势没有得到充分发挥，经济效益没有得到充分凸显。因此，在此方面需要进行深入研究，针对畜禽养殖物联网应用技术标准规范加强建设，从而为充分发挥畜禽养殖物联网关键技术价值，推动中国畜牧业实现高效、高质量发展，提供相应的标准规范支撑。

3.6 环境管理

注重养殖场内外环境卫生，严格实行定期清扫、消毒制度，妥善处理粪污，每半个月用高压水枪对养殖舍使用消毒液彻底消毒，包括养殖舍内顶棚、四周墙壁、门窗、栏杆、地面，消毒藥品要2种或3种交替使用。调节养殖舍内温、湿度，温度一般在5～21℃为宜；湿度可以有效控制病原微生物的增加，减少疾病发生概率；所以要保持养殖舍适宜的相对湿度，养殖舍适宜的相对湿度为50%～60%，最高不超过75%，湿度过高或过低都会影响畜禽的生长发育。冬季气候较寒冷，注意防寒保暖，保持圈舍环境清洁、干燥。适量通风换气，避免出现粉尘飞扬，为畜禽群提供一个舒适的生活环境。通风不良的可在舍内安装通风换气装置加以改善，另外可以利用生物技术（好氧微生物）去除有害气体。

3.7 畜禽养殖环境测控

为了获取大范围、高精度的环境因子数据，在未来工作中，应该基于畜禽规模化养殖场实际需求，不断优化畜禽舍小气候环境因子监测装置设计，比如利用湿度传感器芯片（默认分辨率为相对湿度12位）、YS8156D型ＲS485氨气传感器（测量范围0～1000mg/L，相应时间＜6min，工作温度－10℃～65℃，分辨率1mg/L，供电电源DC7～36V）、BBHl750FV光强度传感器（输入光范围为1～65535lx，支持12C总线接口，供电电压2.4～3.6V，工作温度－40℃～85℃）。同时应该在以上标准参数测控基础上实施负压风机设备控制电路设计。改变传统人工控制方式，根据畜禽舍适用面积，利用交流接触器KM辅助常开触点，结合μC/OS－II、TFT－LCD实现人机交互界面操作。或者利用正反转控制电气设备与传感器设备相结合，实现自动卷帘正反转电气设备的自动控制。根据畜禽舍内部条件，依据传感器参数，拓宽现代化测控技术的应用范围，使得畜禽舍的监测范围由一间逐渐拓展到多间，便于养殖户获取更多、更准确的信息，避免出现监测不到位问题。

4 结语

在新时期的社会背景下，科学合理地将绿色生态养殖模式落实到畜禽养殖当中，不仅能顺应当前社会发展趋势，同时还极大地提高了自身经济效益，也为畜禽养殖业可持续发展奠定了良好基础。在现代化农业发展背景下，养殖户应该以精细化管理为重点，从生产实际出发，对畜禽养殖舍小气候环境参数进行实时监测和远程控制，便于养殖户获取更多、更准确信息，避免出现监测不到位问题。同时在今后畜禽养殖过程中，应通过硬件结构和软件设计，不断优化畜禽养殖舍环境测控实时性，拓宽环境监测范围，提高监测质量，从而更好地对畜禽养殖舍环境适宜性进行评价，提高现代测控技术应用率。

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