翟龍濤　張　勝　劉志遠(yuǎn)

（德州學(xué)院　機(jī)電工程學(xué)院，山東　德州　253023）

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對(duì)一款多功能智能雞舍控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

翟龍濤張勝劉志遠(yuǎn)

（德州學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，山東德州253023）

摘要：本文設(shè)計(jì)了一款集多種功能于一體的智能雞舍控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以對(duì)進(jìn)出雞舍的管理員衣服上所攜帶的細(xì)菌進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)消毒殺菌，防止病菌進(jìn)入雞舍感染雞群。而且本套系統(tǒng)還具有煙霧檢測(cè)報(bào)警功能，當(dāng)雞舍發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可通過(guò)聲光報(bào)警和電話報(bào)警發(fā)出報(bào)警聲，使戶主及時(shí)處理。與此同時(shí)，本系統(tǒng)還具有自動(dòng)調(diào)溫控溫功能，可以適時(shí)調(diào)控雞舍溫度。

關(guān)鍵詞：智能雞舍控制系統(tǒng)；消毒殺菌；火災(zāi)報(bào)警；調(diào)溫控溫

1　研制背景及意義

目前，雞舍多采用以人為主的管理方式，人員頻繁進(jìn)出雞舍，極易攜帶細(xì)菌，感染雞群。而且現(xiàn)代化的管理方式?jīng)Q定了雞群的活動(dòng)范圍，一旦雞舍發(fā)生火災(zāi)，籠子里的雞無(wú)法逃離火災(zāi)區(qū)。同時(shí)，雞舍的溫濕度難以滿足雞群所需要的條件，當(dāng)溫濕度不達(dá)標(biāo)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致雞群球蟲病的發(fā)生和雞群產(chǎn)蛋率的降低，而一旦發(fā)生這種事情，會(huì)使得原本就風(fēng)險(xiǎn)大收益小的個(gè)體戶養(yǎng)殖遭受巨大的財(cái)產(chǎn)損失。結(jié)合現(xiàn)階段的養(yǎng)殖模式及存在的問(wèn)題，本文提出并設(shè)計(jì)了這款集多種功能于一體的智能雞舍控制系統(tǒng)，以適應(yīng)現(xiàn)階段養(yǎng)殖模式所存在的種種弊端。本系統(tǒng)具有自動(dòng)消毒殺菌功能，以解決人員攜帶細(xì)菌進(jìn)入雞舍感染雞群的情況；系統(tǒng)的火災(zāi)報(bào)警功能，防止了雞舍火勢(shì)肆意蔓延的事件的發(fā)生；自動(dòng)調(diào)溫控溫功能，可使雞舍保持一個(gè)適宜的溫度，提高雞群的產(chǎn)蛋率，提高戶主的養(yǎng)殖收入［1］。

2　系統(tǒng)的主要組成模塊

2.1熱釋電紅外傳感器

用于對(duì)雞舍管理員進(jìn)出雞舍進(jìn)行檢測(cè)，以配合紫外線滅菌燈對(duì)人員身上所攜帶的細(xì)菌進(jìn)行消毒殺菌。將熱釋電紅外傳感器安裝在雞舍的門口，傳感器距離地面約1.5m處，采用單片機(jī)對(duì)其控制。熱釋電紅外傳感器所探測(cè)的波長(zhǎng)在0.2～20μm范圍內(nèi)，而且?guī)缀跏欠€(wěn)定不變的，而人體所輻射的紅外線波長(zhǎng)的范圍為9～10μm，恰好符合熱釋電紅外傳感器的探測(cè)范圍。所以，選用熱釋電紅外傳感器作為對(duì)人員進(jìn)出雞舍的檢測(cè)元器件。而為了使其靈敏度更加準(zhǔn)確，在熱釋電紅外傳感器上加一個(gè)菲涅爾透鏡，利用透鏡的特殊光學(xué)原理，使熱釋電所檢測(cè)的結(jié)果更加準(zhǔn)確。

2.2紫外線滅菌燈

采用國(guó)際頂級(jí)高品質(zhì)紫外C燈管，其具有壽命長(zhǎng)、殺毒率高的特點(diǎn)，可對(duì)人體所攜帶的病菌進(jìn)行消毒殺菌。紫外線滅菌燈的安裝位置與人體的高度相適應(yīng)，在實(shí)際生活中，將其安裝在雞舍門口且距離地面約2m處，可最大程度地對(duì)人體進(jìn)行掃描殺毒。

2.3MQ-2煙霧傳感器

用于對(duì)雞舍的火災(zāi)信息進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)可檢測(cè)到火災(zāi)的信息。MQ-2煙霧傳感器是通過(guò)檢測(cè)空氣中煙霧的濃度來(lái)實(shí)現(xiàn)雞舍火災(zāi)監(jiān)測(cè)的，該傳感器采用常開常閉的輸出模式，將輸出的電平信號(hào)傳給單片機(jī)控制中心，進(jìn)而在單片機(jī)的控制下，通過(guò)聲光報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

2.4聲光報(bào)警器

在MQ-2煙霧傳感器檢測(cè)到異常信號(hào)后，經(jīng)單片機(jī)處理后，通過(guò)聲音和各種緊急光的形式發(fā)出警示信號(hào)，引起周圍人的注意，使管理員對(duì)雞舍的火災(zāi)信息及時(shí)處理。另外，通過(guò)與GSM短信模塊的配合使用，可以最大程度地發(fā)揮報(bào)警功能。

2.5GSM短信模塊

該模塊具有體積小、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，而且采用TVS和磁珠保護(hù)器件來(lái)保護(hù)電路。與此同時(shí)，該模塊可由5V電源供電，而我們所采用的單片機(jī)也是5V電壓的單片機(jī)，可直接對(duì)GSM短信模塊進(jìn)行控制，模塊的TXD接單片機(jī)處理器的RXD和模塊的RXD接單片機(jī)處理器的TXD來(lái)實(shí)現(xiàn)GSM模塊與單片機(jī)的通訊，使用標(biāo)準(zhǔn)的AT命令來(lái)實(shí)現(xiàn)該模塊撥打電話功能，以使管理人員可以及時(shí)獲取雞舍火災(zāi)信息。

2.6DS18B20溫度傳感器

由于DS18B20溫度傳感器采用單總線的通訊方式，檢測(cè)的范圍（-55～125℃）滿足雞舍應(yīng)保持的溫度。并且在使用過(guò)程中，不需要任何外圍器件就可以進(jìn)行工作，其工作電壓適合單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行控制。所以，選用DS18B20溫度傳感器對(duì)雞舍的溫度進(jìn)行檢測(cè)，將采集的信息經(jīng)控制中心處理后顯示在LCD1602液晶顯示屏上，通過(guò)與預(yù)設(shè)的溫度進(jìn)行比較，以確定排氣扇的開啟與否。

2.7排氣扇

主要用來(lái)降低雞舍溫度，加快空氣流通，使得雞舍保持一個(gè)適宜的溫度。通過(guò)DS18B20所采集到的信息與預(yù)設(shè)溫度進(jìn)行比較，確定排氣扇是否開啟。

3　系統(tǒng)的控制原理示意及說(shuō)明

智能雞舍控制系統(tǒng)的控制原理示意圖見圖1。在正常情況下，雞舍無(wú)人員進(jìn)出時(shí)，紫外線滅菌燈是處于關(guān)閉狀態(tài)的；而當(dāng)有人進(jìn)出雞舍時(shí)，會(huì)進(jìn)入熱釋電的感應(yīng)范圍內(nèi)，從而熱釋電傳感器的電平會(huì)由低電平變?yōu)楦唠娖?，進(jìn)而控制紫外線滅菌燈的啟動(dòng)，對(duì)人體所攜帶的細(xì)菌進(jìn)行消毒殺菌。

圖1 智能雞舍控制系統(tǒng)的控制原理示意圖

MQ-2煙霧傳感器處于24h工作模式，全天的工作模式可以保障火災(zāi)信息的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。對(duì)于由MQ-2煙霧傳感器所控制的聲光報(bào)警器和GSM短信模塊是本功能的執(zhí)行者，可以將MQ-2所采集到的異常電信號(hào)轉(zhuǎn)化為可以被人識(shí)別的聲光信號(hào)和電話信號(hào)。

通過(guò)DS18B20傳感器采集到的信息來(lái)確定排氣扇的開啟與否，研究表明：夏季雞舍的溫度不得超過(guò)32℃，當(dāng)超過(guò)32℃時(shí)會(huì)導(dǎo)致雞群產(chǎn)蛋率降低和球蟲病的發(fā)生。所以，將預(yù)設(shè)溫度設(shè)置為30℃，當(dāng)雞舍溫度超過(guò)預(yù)設(shè)溫度時(shí)，排氣扇由關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閱?dòng)狀態(tài)。

4　系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn)

本設(shè)計(jì)為一種創(chuàng)新、智能、實(shí)用的雞舍控制系統(tǒng)，其打破了傳統(tǒng)意義上對(duì)雞舍的消毒殺菌模式，采取熱釋電與紫外線滅菌燈的結(jié)合來(lái)對(duì)進(jìn)出雞舍的人員進(jìn)行消毒殺菌，智能化殺菌模式很大程度上降低了人力支出，可降低成本。

聲光報(bào)警與電話報(bào)警雙重報(bào)警機(jī)制，可使雞舍管理員及時(shí)獲取雞舍火災(zāi)信息，從而避免了雞舍火勢(shì)無(wú)限蔓延而無(wú)人知曉的情況發(fā)生。DS18B20與排氣扇的完美結(jié)合，可使得雞舍處于一個(gè)溫度適宜的環(huán)境，加快雞舍的空氣流通，使雞群處于一個(gè)良好的生長(zhǎng)壞境。

5　項(xiàng)目推廣

在實(shí)際應(yīng)用中，本套系統(tǒng)不僅僅可以應(yīng)用在雞舍當(dāng)中，而且還可以推廣在其他養(yǎng)殖類型中，甚至在醫(yī)療衛(wèi)生、食品安全等方面也具有廣闊的市場(chǎng)前景。

6　結(jié)語(yǔ)

解決養(yǎng)殖戶在養(yǎng)殖過(guò)程中遇到的種種不利問(wèn)題尤為重要。針對(duì)這些問(wèn)題，集多功能于一體的智能雞舍控制系統(tǒng)由此而研發(fā)出來(lái)，本系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，是一款良好的雞舍控制系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

［1］段曉紅.雞舍環(huán)境控制的研究及推廣［D］.蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

中圖分類號(hào)TP274

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)：1003-5168（2016）02-0046-02

收稿日期：2016-01-29

作者簡(jiǎn)介：翟龍濤（1993-），男，本科，研究方向：新能源開發(fā)與利用。

Research and Design of a Multifunctional Intelligent House Control System

Zhai LongtaoZhang ShengLiu Zhiyuan
（School of Mechanical and Electrical Engineering，Dezhou University，Dezhou Shandong 253023）

Abstract:This paper designed a sets a variety of functions in one of the intelligent sheds control system. This system can import and clothes in the coop administrator to carry the bacteria for automatic detection, automatic sterilization,so that prevent bacteria from entering into the hen house to infect chickens.And this system also has the smoke detection alarm function,when a fire occurs in a hen house,through sound and light alarm and telephone alarm sends out alarm sound,to heads of households in a timely manner. At the same time,this system also has automatic temperature regulating and controlling function,which can timely control the temperature.

Keywords:intelligent house control system；sterilization；fire alarm；temperature control