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猪舍是猪只活动的场所,为猪只提供适宜的舍内环境,能充分发挥猪只生产潜力和保证猪只的健康生长。但是长期以来,国内的猪舍环境监控方式仍以人工为主,这种传统的监控方式具有自动化程度低、效果不理想的缺点。因此,研究基于网络化的、自动控制技术的猪舍环境监控系统是很有意义和发展潜力的。
本文研究是广东省科技计划攻关项目“基于电子鼻的猪舍环境综合监控系统研究”研究内容的一部分。通过对广东省多个养猪场的深入调研及对大量的文献资料分析研究,本文选择了模糊控制技术,并将计算机技术和传感器技术结合起来,设计并实现了猪舍环境监测控制系统。本文详细介绍了系统的硬件设计、控制算法设计和软件设计的过程,以及系统试验设计和结果分析。
硬件设计方面,通过调研,根据广东省大多数养猪场的实际需要设计出硬件系统的具体方案。本系统采用温度传感器、湿度传感器和3种有害气体传感器监测各环境参数,实现了环境温湿度及南方猪舍主要有害气体浓度等参数的自动采集;利用嵌入式控制器和继电器控制风机等设备的动作,实现了猪舍环境的有效调节。
在控制算法方面,针对猪舍环境实际情况,本文采用模糊控制算法。本文在设计模糊控制器时,对输入量的模糊化、隶属度函数的设计、模糊推理过程中采用的方法等问题采取合适的解决方法。最后用C++语言实现模糊控制算法。
软件设计方面,以Windows操作系统为平台,根据模块化的软件设计思想,利用Visual C++、SQL Server2005开发了猪舍环境监控系统,实现了采集信号的实时显示、数据的正确处理、控制信号的准确输出。
通过对在华南农业大学原种猪场实地采集到的数据分析,表明本系统的监测功能可靠;通过Matlab仿真实验验证了本文设计的模糊控制器的可行性。
本猪舍环境监控系统可以针对不同环境、不同类型的猪只的不同要求,灵活地修改环境参数的监控范围,增强了环境监测控制的灵活性,降低了管理人员与饲养人员的劳动强度,提高了猪场管理工作效率。本研究也可为其它畜禽养殖场的环境控制提供参考。