牛奶场有害气体检测与控制系统研究

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随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,对乳制品的需求不断增加,推动了奶牛养殖业的快速发展。在养殖过程中,养殖环境对奶牛的健康生长、最大程度的发挥其生长性能,产出优质牛奶有着重要的意义。因此,应当有效地控制牛奶场内有害气体的浓度,充分发挥其生产潜力,实现高产、高效。所以本文利用电子鼻技术,结合LabVIEW与单片机,设计了对牛奶场环境中有害气体的检测和控制系统,对有害气体进行实时采集与控制。  本文首先介绍了电子鼻及其在国内外研究的现状,并分析当前养殖业的发展背景和场内有害气体对奶牛的影响,针对国内外养殖业的发展现状,以及目前影响我国养殖业发展所存在的问题,根据畜禽舍的环境控制的要求,确立了本课题的设计方案。整个控制系统分为上位机和下位机两大部分。下位机硬件上以MQ137、MQ136和OEM6004传感器分别对牛奶场内氨气、硫化氢和二氧化碳浓度进行检测和采集,并使用AD7705模数转换模块对采集的气体浓度数据进行处理,选择ATmega64作为下位机的核心,对传感器采集到的气体环境信息进行处理和控制,并通过串口通信与上位机进行数据交换。上位机采用LabVIEW软件编写用户界面并对来自下位机的监测数据进行处理、保存和显示在系统界面,并提供了RS232通信方式来实现上位机与下位机之间的通信。  系统直接以奶牛生存的最佳环境为研究对象,不仅能够反映环境,而且对环境胁迫奶牛能做出快速响应,而且具有良好的移植性。精巧的版面设计,操作简单,使操作人员很快得心应手。系统采用了分散控制,集中管理的模式,提高了系统的可靠性。牛奶场中气体浓度可长期稳定在适宜生长的条件下,节约电能,增加产量,使产奶质量提高。  多次实验结果表明,本系统比较稳定可靠,且安装调试比较方便,测试结果准确,并根据设定能做出相应的控制,节省了人力资源,降低了成本,显著提高了奶牛场监控系统的控制品质,其测量值可作为进行后续气体浓度控制的依据,从而保证禽畜在适宜空气质量下养殖,具有很好的应用前景。
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