養(yǎng)雞場(chǎng)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真

1、養(yǎng)雞場(chǎng)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真高奇躍,童敏明作者簡(jiǎn)介:高奇躍(1988,男,在讀研究生,主要研究方向:檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置通信聯(lián)系人:童敏明(1956,男,教授,主要研究方向:傳感器及檢測(cè)技術(shù). E-mail: tmcumt(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院,江蘇 徐州 221116 摘要:雞舍的溫度不適應(yīng)會(huì)造成養(yǎng)雞成本的大幅增加,針對(duì)此現(xiàn)象設(shè)計(jì)了一種可以自動(dòng)調(diào)節(jié)5 雞舍溫度并且溫度過高時(shí)會(huì)提示報(bào)警的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由溫度傳感器、報(bào)警喇叭、單片機(jī)控制器、發(fā)光二極管、1602液晶顯示器、繼電器以及加熱電阻等組成。用PROTEUS 進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:當(dāng)雞舍溫度超過25時(shí),系統(tǒng)能自動(dòng)切斷加熱

2、電阻且提示燈亮紅燈。當(dāng)雞舍溫度低于13時(shí),系統(tǒng)能自動(dòng)接通加熱電阻且提示燈亮紅燈。當(dāng)雞舍溫度在1325時(shí),該系統(tǒng)不對(duì)加熱電阻進(jìn)行操作提示燈亮綠燈。10關(guān)鍵詞:自動(dòng)檢測(cè);溫度傳感器;單片機(jī)控制器;PROTEUS 仿真中圖分類號(hào):TP29Chicken farm's temperature automatic adjustment system design and simulation15 GAO Qiyue 1, TONG Minming 2(1. Information and electrical engineering institute, China University of

3、Mining andTechnology,XUzhou 221116;2. Information and electrical work institute,China University of Mining and Technology,Xuzhou22111620 Abstract: The discomfortable temperature of the henhouse easily cause chicken costs increasing. According to this phenomenon we design a kind of control system whi

4、ch can automatically adjust the temperature and alarm when temperature is exorbitant. This system consists of temperature sensors, alarm horn, a single chip microcomputer controller, light-emitting diodes, 1602 LCD monitor, relays and heat resistance etc. A simulation experiment was carried out usin

5、g PROTEUS. 25 Results show that: When temperature more than 25 the system can automatically cut heating resistance and tip light red light. When the henhouse s temperature below 13 , the system can automatically when heating resistance and tip light red light. When the chicken coop's temperature

6、 between 13 25 , the system dose not operate heating resistance but tip green light.Keywords:Automatic detection;Temperature sensor;Microcomputer controller;PROTEUS simulation 300 引言在養(yǎng)雞生產(chǎn)中,飼養(yǎng)成本約占總支出的70%左右。那么,如何在其它成本不變的情況下,提高生產(chǎn)性能,降低飼養(yǎng)成本呢?溫度是影響?zhàn)B雞成本的重要因素之一,它對(duì)雞的生理有多方面的影響。保持雞舍溫度適宜是保持產(chǎn)蛋率平穩(wěn)和節(jié)省飼料的必要條件。多年的養(yǎng)殖

7、35 經(jīng)驗(yàn)表明,成年雞比較適宜的溫度為1325,在此溫度范圍雞產(chǎn)蛋率和飼料效率最高。冬季如果雞舍溫低于8,每天每100只雞要多吃飼料1.5公斤,而且產(chǎn)蛋率下降。夏季氣候炎熱,雞食入的飼料較少,但產(chǎn)蛋率也下降1。而過高的環(huán)境溫度又會(huì)對(duì)雞的生長(zhǎng)發(fā)育、生命健康和生產(chǎn)力產(chǎn)生十分不利的影響。所以調(diào)節(jié)好雞舍內(nèi)的溫度,對(duì)降低飼養(yǎng)成本很重要。 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理40 控制系統(tǒng)主要由溫度傳感器、報(bào)警喇叭、單片機(jī)控制器、發(fā)光二極管、1602液晶顯示器、繼電器以及加熱電阻等組成2。此系統(tǒng)工作原理:通過溫度傳感器檢測(cè)周圍環(huán)境溫度,然后,傳感器輸出的數(shù)字信號(hào)輸入到單片機(jī)中,經(jīng)過單片機(jī)的邏輯判斷和處理,根據(jù)測(cè)得值與設(shè)定的報(bào)

8、警值比較來控制繼電器的動(dòng)作,進(jìn)而控制溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。整個(gè)系統(tǒng)通過對(duì)雞舍溫度的自動(dòng)檢測(cè)及報(bào)警處理來實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)以達(dá)到雞舍溫度的恒定。452硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)該溫度自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的硬件主要由溫度傳感器、89C51單片機(jī)控制器、語(yǔ)言報(bào)警、LCD 顯示及獨(dú)立鍵盤等構(gòu)成,如圖1所示: 50Fig 1 hardware system design diagram 2.1溫度傳感器DS18B20溫度傳感器采用可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器芯片封裝而成,具有耐磨耐碰,體積小,使用方便,封裝形式多樣,適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域3。該溫度傳感器55獨(dú)特的單線接口方式,DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口

9、線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào),以"一線總線"串行傳送給CPU,同時(shí)可傳送CRC校驗(yàn)碼,具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力。與89C51的連接電路如圖3所示: 圖2 溫度傳感器的接線圖60Fig 2 hookup temperature sensor2.2單片機(jī)控制器單片機(jī)控制器采用89C51單片機(jī),其內(nèi)部有4KB的Flash ROM程序存儲(chǔ)器陣列,可實(shí)現(xiàn)低電壓編程和高電壓編程2種模式4。89C51單片機(jī)一種可電擦除的8位單片機(jī),與80C51系列單片機(jī)完全兼容,有較強(qiáng)的保密功能,其片內(nèi)的閃速存儲(chǔ)器的編程和擦除完全用電實(shí)現(xiàn), 65編程的速度快

10、,可實(shí)現(xiàn)在線編程。2.3語(yǔ)音報(bào)警及獨(dú)立按鍵模塊語(yǔ)言報(bào)警選用電磁式有源蜂鳴器,該蜂鳴器主要利用通電導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)的特性,用一個(gè)固定的永久磁鐵與通電導(dǎo)體產(chǎn)生磁力推動(dòng)固定在線圈上的鼓膜。音色好多用于語(yǔ)音、音樂等設(shè)備。而獨(dú)立鍵盤本設(shè)計(jì)采用了3個(gè)獨(dú)立按鍵K1、K2、K3分別時(shí)分秒減調(diào)節(jié)、時(shí)分秒70加調(diào)節(jié)和時(shí)分秒選擇按鈕,其硬件連接電路如圖3所示: 圖3語(yǔ)音報(bào)警及獨(dú)立按鍵模塊接線圖Fig 3 voice alarm and independent key module hookup2.4LCD顯示75LCD顯示采用1602液晶顯示器,該顯示器由點(diǎn)陣字符液晶顯示器件和專用的行、列驅(qū)動(dòng)器、控制器及必要的連接件

11、,結(jié)構(gòu)件裝配而成的,可以顯示數(shù)字和西文字符。具有讓用戶自定義建立專用字符的隨機(jī)存儲(chǔ)器CGRAM,允許用戶建立8個(gè)5×8點(diǎn)陣的字符。硬件原理圖如圖4所示: 80圖4 LCD硬件接線圖Fig 4 LCD hardware hookup3軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)主程序主要包括傳感器輸入、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、語(yǔ)音提示、驅(qū)動(dòng)等子程序。單片機(jī)控制器主要功能是首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化,數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)接收到的傳感器信號(hào)進(jìn)行處理和85邏輯判斷,并將溫度用LCD顯示出來。DS18B20的數(shù)字信號(hào)和設(shè)定值進(jìn)行比較,若小于13,執(zhí)行繼電器的動(dòng)作,即驅(qū)動(dòng)繼電器啟動(dòng)加熱電阻加熱,然后,繼續(xù)對(duì)溫度傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集;若大于25,

12、不執(zhí)行繼電器動(dòng)作,繼續(xù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集,同時(shí),語(yǔ)音報(bào)警器提示駕駛員“雞舍溫度過高,請(qǐng)保持溫度適宜” 5。如圖5所示: 90軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖Fig 5 software system design flow chart4仿真檢驗(yàn)溫度傳感器每一分鐘對(duì)雞舍的溫度采樣一次,當(dāng)溫度在1325范圍內(nèi)時(shí)繼電器不工作提示燈亮綠色6。如圖6所示:95 圖6 溫度適宜的仿真圖Fig 6 simulation diagram of appropriate temperature100當(dāng)雞舍溫度超過25時(shí),語(yǔ)音模塊開始報(bào)警提示“雞舍溫度過高,請(qǐng)保持溫度適宜”、繼電器工作切斷加熱電阻、提示燈亮紅色6。如圖7所示: 圖7

13、溫度超過25的仿真圖105Fig 7 simulation diagram of temperature more than 25 當(dāng)雞舍溫度低于13時(shí),語(yǔ)音模塊開始報(bào)警提示“雞舍溫度過低,請(qǐng)保持溫度適宜”、繼電器工作接通加熱電阻給雞舍加溫、提示燈亮紅色6。如圖8所示:中國(guó)科技論文在線 110 圖 8 溫度低于 13時(shí)的仿真圖 Fig 8 the simulation figure of temperature below 13 5 結(jié)論 通過 PROTEUS 的仿真試驗(yàn)得出：本系統(tǒng)在 1325溫度范圍能完成對(duì)養(yǎng)雞場(chǎng)溫度 115 的自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)溫度超過 25或者低于 13時(shí)能夠自動(dòng)提示報(bào)警并對(duì)繼電器做 出恰當(dāng)?shù)目刂啤?因此該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)養(yǎng)雞場(chǎng)溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)已達(dá)到自動(dòng)控制的目的， 讓養(yǎng) 雞場(chǎng)的溫度維持在 1325范圍內(nèi)從而大大降低養(yǎng)雞成本。 參考文獻(xiàn) (References 120 1 2 3 4 5 6 金江. 如何降低養(yǎng)雞成本J. 養(yǎng)殖與飼料,2003,2:42-43. 陳麗,朱瑞祥,