基于单片机的室内家禽养殖场环境监测系统

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  [摘 要]当前,随着科学技术的发展,市面上出现了很多自动化的大型智能化养殖系统,但这些大型系统适用性较窄,不适用于家庭小型养殖使用。鉴于以上现状,基于嵌入式单片机技术的中小型家禽养殖场环境监测系统应运而生,它采用简单设备,以提高家禽养殖场的生产效率。文章就国内外家禽养殖场环境监测系统的发展历程进行了简单介绍,对基于单片机的室内家禽养殖场环境监测系统出现的原因做了简单分析,对其科学先进性提出了粗浅的看法。
  [关键词]家禽养殖、环境监测、发展历程、原因、先进性
  中图分类号:F939 文獻标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)28-0067-01
  随着生活条件的改善,人们对肉产品和蛋类产品的需求逐渐提升,因此对养殖场环境的实时监测提出了更高的要求。为满足人们日益增长的需求,可以使用单片机作为核心控制器件实现室内养殖环境相关参数的实时监测。本系统采用的STC15F2K60S2、STC89C52RC单片机成本低,功能丰富,配合使用多种传感器和外围电路可以很好很方便的实现室内环境的监测,配合LED显示模块(工作正常指示灯)、蜂鸣器报警模块、触摸屏显示模块(显示环境参数、可选择使用)、GSM模块等还可实现对实时监测结果的显示和处理等功能。该系统使用方便,可扩展性好,应用广泛,对于推动室内养殖场环境监测自动化、智能化的发展具有重要意义。
  一、家禽养殖场环境监测系统发展历程
  养殖场监控技术起源于西方发达国家,20世纪50年代,专业型的高级养殖场便开始应用于农业,养殖设备也开始广泛的应用于水产业和畜牧业。随着二十世纪七十年代电子技术的飞速发展和微型计算机的出现,使养殖场环境监控技术产生了革命性的变化。80年代, 随着计算机技术的发展和价格的下降,同时人们对养殖场控制提出了更高的要求,以微型计算机为核心的智能养殖场环境监控系统,在西方得到了很大的发展。近年来,养殖场环境监控系统迈入了网络化和智能化的阶段,国外现代化的养殖设备已经发展到比较完备的程度,并形成了自己的体系标准。养殖场内各个环境因子都由微型计算机统一控制,检测传感器也越来越全面,如温度、温度、光照强度、二氧化碳浓度等。传感器的检测已经实现对各个环境因子的自动控制,如制动通风系统、加热系统、制冷系统等。微型计算机对系统的控制不仅仅是简单的、独立的、静态的、直接的数字控制。而是基于环境模型上的监督控制,以及基于专家喜用上的人工智能控制。在发达国家,智能养殖场监控系统向着无人化,全自动化方向发展。
  目前,我国养殖场监控系统的技术水平和智能化程度与欧美等发达国家相比还有一定的差距。根据多方面市场调查分析,国内市面上的大部分养殖场监控设备具有系统庞大、价格昂贵等特点。受技术水平和价格的限制,国内大部分养殖场采用传统的人工管理,虽然有些区域装有摄像头,但节点控制的智能管理方案并没有实现。传统管理方式的缺陷显而易见,具有管理不变、不能实现智能调节、摄像头安装不灵活、报警不及时等缺点,无法做到对养殖场环境的智能监控和调节。而基于无线传感网络的养殖场监控系统是从大面积、多角度、智能化、人性化、低功耗等几大方面出发设计出来的,解决了目前养殖场管理存在的大部分问题,如一主多从,实现了多领域中多角度、多因素、大面自己的环境因素监控。协议技术的运用,更稳定的保证数据信息传递的可靠性, 通信技术的应用,可将本系统与养殖场管理者手机结合,实现远程监护与实时交互。
  二、基于单片机的室内家禽养殖场环境监测系统出现的原因
  针对现有中小型养殖场的管理不善和资源浪费的现象,很多养殖场已经开始改革其管理方式,并得到了政府的支持。但是由于养殖者缺乏良好的管理意识和一套完善的方案,养殖者仍采取原始的管理方法管理他们的饲养的家禽。由于缺乏技术导致他们的经济收益下降,很多管理者都放弃了原本的家族企业。
  经多方位对比,基于无线传感网络的养殖场智能监控系统有着明显优于传统监控设施的性能。其设计充分结合了养殖场的需求,通过无线传感网络,上位机等融合一体的应用于养殖场智能监控领域中,其价格低廉性能全面的特点也符合目前中国养殖业的发展前景。而传统的养殖场产率无法满足正常的市场需求,养殖效率急待提高。当前,随着科学技术的发展,市面上出现了很多自动化的大型智能化养殖系统,但这些大型系统适用性较窄,不适用于家庭小型养殖使用。鉴于以上现状,我们设计出了基于嵌入式单片机技术的中小型家禽养殖场环境监测系统,采用简单设备,以提高家禽养殖场的生产效率。
  三、科学先进性
  1.对中小型养殖场室内温湿度、二氧化碳浓度、光照强度、粉尘浓度的实时监控和采集显示。
  2.利用GSM技术,实现与手机等通讯设备的联系,采用无线传输和计算机网络传输、模式相结合,可实时实现对养殖场的远程监控。
  3.利用采集数据,单片机对其进行量化处理,实现执行设备的智能化控制。
  4.无线传输和计算机网络技术相结合,克服了人工观测的缺乏准确性、有线监控的性价比低,可扩展性差、无线监控的成本高,不利维护的缺点。体积较小,经济实用,可移植性强。
  5.扩展性好:采用模块化设计,可进行模块化功能升级或增加功能模块,且可改变监控参数应用于其它领域的监控,扩展性强,具有极高的推广价值。
  6..采用触摸屏技术,实现良好的人机交互界面。
  四、总结
  基于单片机的室内家禽养殖场环境监测系统设备简单,广泛适用于小型家庭养殖,势必在竞争激烈现代脱颖而出,以提高家禽养殖场的生产效率。
  作者简介
  关璐瑶,出生于1994年8月26日 ,就读于河北大学电子信息工程学院12级通信工程专业,至今为止,在校曾获两次一等奖学金,曾荣获河北大学三好学生光荣称号。
  参考文献
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